康奈尔团队提出环保的比特币开采方案，结合碳捕获和可再生能源能获得环境经济更高效益

最近，比特币价格的上涨引起了各界的极大关注，同时也导致电力需求和碳排放量的显著增加。

根据美国白宫的公开数据，“截至 2022 年 8 月，全球加密资产总用电量估计在每年 120 到 2400 亿千瓦时之间，这一范围超过了许多国家（如阿根廷或澳大利亚）的年总用电量。这相当于全球每年用电量的 0.4% 到 0.9%，与全球所有常规数据中心的年用电量相当。”

从国际情况来看，中国、俄罗斯、伊朗等国家明确禁止加密挖矿模式，以防止电网失衡和对环境的破坏。为寻找更便宜的电力、实现更多的采矿自由，矿业公司纷纷迁移到美国。然而，对经济和环境完整性的担忧仍然存在。

图丨Energy & Environmental Science 当期封底，下半部分是比特币挖矿；右上角是目前比较污染的能源系统和采矿方案；左上角是美国康奈尔大学团队提出的新型环保高效的比特币采矿方案，结合了直接空气二氧化碳捕捉、绿色氢能、可再生电力能源等（来源：Energy & Environmental Science）

为寻找更多潜在的采矿地点，近期，康奈尔大学团队对美国 50 个州的比特币技术，以及投资进行了全面分析。研究人员考察分析了比特币在美国各州的经济效益和环境效益。

通过整合碳捕获和使用可再生能源，可令采矿场获得更高的能源、环境及经济效益。在电网中拥有大量可再生能源，并且电价较低的州进行采矿可能会减轻对环境的破坏。这项研究还比较了比特币的收支平衡销售价格，以确定不同州采矿点的潜在利润率。

图丨美国康奈尔大学能源系统工程讲席教授尤峰崎（来源：）

9 月 14 日，相关论文以《通过碳捕获和可再生能源开采比特币以实现美国各州的碳中和》（）为题，以封底形式发表在 Energy & Environmental Science 上[1]。
该论文第一作者为海德尔·尼亚兹（），是一位在康奈尔大学教授团队的访问博士生，近期毕业于韩国国立釜庆大学。

图丨相关论文（来源：Energy & Environmental Science）

研究人员将比特币的收支平衡销售价格，与当前比特币的市场价格进行比较，并讨论了在各种情况下美国每个州的潜在利润率。研究结果表明，电网中可再生能源比例高，并且电价较低的州更适合环保高效的采矿。

表示，“这些州的矿场的采纳碳捕集技术，对投资者来说是一项经济成本相对较低、对环境更可靠的投资。”

图丨为美国各州评估比特币售价盈亏平衡的拟议框架（来源：Energy & Environmental Science）

该团队研究结果表明，最赚钱的州是华盛顿州，其次是佛蒙特州和纽约州。而佛蒙特州、缅因州、华盛顿州、爱达荷州和新罕布什尔州的二氧化碳排放量较少。

从经济角度来看，美国各州中夏威夷、罗德岛、阿拉斯加州、康涅狄格州、西弗吉尼亚州和肯塔基州是排位最靠后的几个州。在所有情况下，特拉华州、西弗吉尼亚州、罗德岛州和肯塔基州的二氧化碳排放量最高。

图丨（a）仅电网供电的比特币挖矿，采用高温和低温直接空气捕获，采用 CO2 捕获和储存以及甲醇作为产品，（b）以高温水溶液和低温固体吸附剂以及 CO2 捕获和储存以及甲醇作为产品的可再生能源渗透率高开采。（来源：Energy & Environmental Science）

表示，该研究提供的结果加深了对平衡经济发展，和环境保护的政策的理解。“如果政策制定者和比特币投资者采取适当行动，比如政府提供补贴等激励措施，令采矿场采用碳捕获和其他生态友好型采矿技术，那么各利益攸关方将都会因此受益。”

教授的研究重点是系统工程和人工智能的基础理论和方法，以及它们在智能制造、环保材料、数字化农业、量子计算、能源系统和可持续发展。

当下，气候变迁和可持续发展是全人类的共同挑战与目标。新兴的人工智能、信息通讯技术等，一方面提供了强大的工具来解决相关的问题，比如智能电网等；但另一方面，其也可能导致相应的环境生态受到破坏。

“因此，如何平衡科技发展、经济效益、和环境生态依然是一个很重要的科研方向。”说。据悉，该团队目前在研究加密货币的环境能源效益，比如以太坊。

参考资料：

https://www.whitehouse.gov/ostp/news-updates/2022/09/08/fact-sheet-climate-and-energy-implications-of-crypto-assets-in-the-united-states/

1. Haider Niaz et al. Energy & Environmental Science 15 , 3551-3570(2022). DOI: 10.1039/D1EE03804D