5月12日，特斯拉首席执行官埃隆·马斯克在 推特上宣布，该公司将暂停在汽车购买中使用比特币。马斯克称，他做出这一决定是出于对挖矿过程化石燃料排放的担忧。
尽管马斯克的声明出人意料，鉴于他过去对支持比特币的历史，但科学家和研究人员多年来已广泛记录了加密货币和其他形式的去中心化数字货币在可持续性方面的问题。随着非同质化代币（NFT）的兴起，这些代币是由以太坊等加密货币区块链支持的独特数字资产，人们对加密货币对环境影响的担忧也因此加剧。
表面上看，数字货币似乎不太可能产生显著的碳足迹。但加密货币挖矿——即向流通中添加新加密货币单位的过程——是高碳密集型的——整个比特币网络消耗的能源比许多国家每年的总能源消耗量还要多。根据金融经济学家亚历克斯·德·弗里斯的说法，随着气候变化继续构成重大威胁，加密货币的浪费正日益成为一个令人担忧的问题。
“我们必须实现脱碳，”德·弗里斯表示，他负责运营一个被广泛引用的 比特币能耗指数。“这是我们人类在未来几十年，甚至仅仅是未来十年需要实现的关键目标。我们现在无法承受让系统降低我们的能源效率。”
浪费的工作
比特币和以太坊等加密货币的高能耗主要归因于其挖矿和交易过程所采用的工作量证明（Proof-of-Work）协议。根据环境经济学家本杰明·琼斯的说法，这种工作量证明结构奖励那些消耗大量能源的参与者，而这些能源大部分来自不可再生资源。
加密货币挖矿是更新加密货币交易公共账本（称为区块链）的过程。在工作量证明系统中，矿工通过解决一个十六进制解决方案的任意数字谜题（称为哈希）来更新区块链并验证交易的合法性。当一个矿工率先成功挖出1MB交易（或加密货币区块链上的一个区块）时，他们将获得全新的代币作为奖励，为网络产生新的货币。为了率先解决哈希难题，矿工在计算过程中使用极其高端且能耗极高的硬件。正如琼斯所描述的，这导致了这样一个情况：人们消耗大量电力来挖一个区块，但只有一个人因此获得奖励。
“存在大量能源浪费，因为只有一个人因为自己的努力获得奖励，但可能有10,000人尝试解决这个数字，而所有的能源都归零了，”琼斯说。“它们被使用了，但对矿工来说却没有产生任何价值，然后你进入下一个环节。”
大多数比特币挖矿设施都依赖燃煤发电，因此挖矿的能耗会导致显著的碳排放。去年，琼斯研究了比特币挖矿对空气污染和人类健康损害的贡献。他的发现 表明，在2018年，在美国和中国，每挖出1美元的比特币平均会产生49美分和37美分的まさしく气候损害。在那年12月期间，美国每1美元的比特币曾产生正好1美元的气候损害。
除了巨大的能源消耗外，由于挖矿硬件的快速发展，比特币挖矿还会产生大量的电子垃圾。大多数挖矿硬件是专门用于挖矿的芯片，随着新硬件的开发而迅速过时。德·弗里斯估计，比特币网络目前每年产生的电子垃圾约为8.40千吨。
“即使能源是完全绿色的，假设这是理论上可能的，”德·弗里斯说。“这些系统仍然会存在问题，因为人们使用的是高度专业化的设备。”
实体与数字
德·弗里斯估计，整个比特币网络目前每年消耗约120太瓦时（terawatt-hours）的能源，并产生约5500万吨二氧化碳。如此巨大的碳足迹，与新加坡的整个碳足迹相当，抵消了许多在可持续性方面取得的进展。例如，电动汽车的普及每年节省了约52吨二氧化碳。
加密货币挖矿的碳足迹如此之大，以至于它超过了许多实体挖矿形式的碳足迹。2018年，一位目前在美国环境保护局工作的环境工程师马克斯·克劳斯（Max Krause） 发表了一篇论文，将四种加密货币在两年半的挖矿能耗与黄金、铜、铂和铝等金属的挖矿能耗进行了比较。
“当我们想到挖矿时，我们会想到破坏性或高耗能的过程，”克劳斯说。“那么，我们可以参考哪些其他商品或矿物，并将它们与这些加密货币进行比较，就每美元商品价值所消耗的能量而言。”
克劳斯发现，所研究的四种加密货币（比特币、以太坊、莱特币和门罗币）每产生一美元的资产所消耗的兆焦耳（megajoules）比黄金和铜的挖矿量还要多。铝的挖矿每美元消耗的能量确实比任何一种加密货币都多，克劳斯认为这是因为这种金属的广泛使用和低廉的价格。该研究估计，在研究期间，这四种加密货币的二氧化碳排放量为300万至1500万吨。
德·弗里斯将比特币的碳足迹与其他支付方式进行了比较，并表示这些比较显示了加密货币的低效率和浪费。例如，一次比特币交易的碳足迹相当于一百万次维萨信用卡交易的碳足迹。他做的另一个比较是与一张10英镑的纸币；在10年内，一张纸币会产生46克碳。德·弗里斯估计，这个数字大约是一个比特币交易碳足迹的0.087%。
可持续消费
尽管比特币对环境的影响看起来很严峻，但存在一些采用更可持续模型的替代加密货币。这些区块链，如Cardano和Polkadot，利用一种称为权益证明（Proof-of-Stake）的替代协议。这种模型不像工作量证明模型那样奖励矿工消耗的计算能力；相反，它允许他们根据自己拥有的代币比例进行挖矿。琼斯说，由于挖矿过程中消耗的能源与矿工获得的结果基本无关，权益证明货币的能耗仅是工作量证明货币的极小一部分。
“那么问题是，我们是否会过渡到（权益证明），如果我们这样做，那么就可以开始解决一些碳和能源的外部性问题，”琼斯说。
最近，以太坊 宣布计划 在“未来几个月”过渡到权益证明结构。这一举措还没有确切的实施日期，但它将极大地减少加密货币目前的碳足迹；根据德·弗里斯的说法，它有可能将以太坊的能耗降低99.9%，并帮助使NFT变得可持续。
尽管德·弗里斯对以太坊的未来感到乐观，但他表示，目前人们应该考虑为他们的NFT使用替代加密货币，因为过渡很可能要到明年年初才会发生。与此同时，比特币没有计划转向权益证明，德·弗里斯说，如果这种变化不能很快发生，情况可能需要政府干预来开始监管加密货币网络。对于那些有兴趣使用加密货币的普通人来说，德·弗里斯说，重要的是他们至少要考虑这些系统是如何抵消在减少碳排放方面取得的其他进展的。
“这很难，”德·弗里斯说。“这总是个斗争。我们想做对世界有益的事情，但同时人们只想赚钱。”
