马斯克手里的电动车能耗数据是哪里来的?挖比特币到底有多费电?

陌上蒹葭 2021-05-22 14:00:11

马斯克最近又玩起了骚操作。此言论一出,吃瓜群众们看不下去了,纷纷反问,造电动汽车、驾驶电动汽车用的电也来自化石能源,凭什么你用就环保,别人用就是污染呢?马斯克手里的电动车能耗数据是哪里来的?挖比特币到底有多费电?

马斯克手里的电动车能耗数据是哪里来的?挖比特币到底有多费电?

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01.比特币挖矿一年耗电量够阿根廷用一年


马斯克于今年5月13日发布了一条推特,他表示特斯拉将暂停支持比特币付款,因为他们对比特币开采和交易过程中化石燃料消耗量的迅速增加感到担忧。尤其是煤炭的使用,煤炭是所有燃料中燃烧后温室气体/污染物排放量最多的。


虽然从很多层面来看加密货币都有一定优势,特斯拉也承认加密货币的市场前景一片光明,但不能以牺牲环境为代价。另外,特斯拉自己也不会再出售比特币了,除非人们能找到更节能、环保的比特币开采和交易方式。同时,特斯拉还在探寻能耗不足比特币1%的其他形式加密货币。


马斯克表示,比特币行业能耗高这件事并非空穴来风,他的理论依据来自剑桥大学替代金融中心提供的比特币电耗指数(CBECI)模型。该模型提供的数据显示,如果全球“矿工”以2021年5月10日的电耗水平持续挖矿一整年,总耗电量预计为148.77兆瓦时。


那么148.77兆瓦时是个什么概念呢?


根据国家能源局统计,2020年中国全社会用电量为7511兆瓦时,其中第一产业用电量为85.9兆瓦时,也就是说比特币开采和交易消耗掉的电量足以满足我国第一产业需要且还有盈余。


另外,根据Enerdata统计,2019年马来西亚的年耗电量为155兆瓦时,阿根廷的年耗电量更是仅为125兆瓦时。也就是说,全球比特币开采与交易活动耗费的电量已经足够支撑某些国家使用一年。


如果这样看待比特币行业的耗电量,人们恐怕也就不会为马斯克叫停比特币买车而感到惊讶了。


02.剑桥大学靠数据模型估算电耗算法有局限


可能会有人好奇,剑桥大学替代金融中心又是如何得到这些数据的呢?马斯克给出的截图中,电耗上限(Upper bound consumption)和下限(Lower bound consumption)又是如何界定的呢?图表中还有几条不起眼的曲线,这些曲线意味着什么呢?


剑桥大学官网已经给出了答案。


其实,剑桥(大学)比特币电耗指数(CBECI)是一种实时估计比特币行业电耗的数学模型。这个数学模型会考虑到多种因素对于行业电耗的影响,其中算力(哈希率)、当日比特币保险成交额、比特币市场价等数据由固定信息源提供,但是电费和数据中心效率这样的数据只能依靠估算。


为了避免以偏概全,剑桥大学为这个模型设计了相对理性、保守的算法,让它可以输出一个比较宽泛的数据范围,而不是一个不可被证伪的数据点。


假设所有“矿工”都使用市面上最省电的工具,同时设备所在场地的电耗只比其正常工作所需高1%,此时整个行业的耗电量最低,这个最低耗电量就是电耗下限(Lower bound consumption)。


相应地,假设所有“矿工”都使用市面上最费电的工具(除非太费电到亏本),同时设备所在场地的电耗比其正常工作所需高20%,此时整个行业的耗电量最高,这个最高耗电量就是电耗上限(Upper bound consumption)。


由此可见,上下限之间的部分电耗预估值额取值范围,而一上一下两条曲线分别代表电耗上下限随时间的变化趋势。


那么,剑桥大学又是如何从取值范围中找出他们认为最贴近现实的数据点的呢?


他们收集了60余种挖矿设备的技术规格,并根据规格数据设计了一套设备选择逻辑,这套逻辑可以指引人们找出有最高概率实现利润最大化的设备搭配方式。他们认为,遵循这套逻辑找出的设备搭配方式,应该足以代表其他大多数“矿工”使用的设备搭配方式。


为了验证这套逻辑的准确性,设计团队找来了他人在2019年发布的论文,这篇论文提供了过去几年里不同挖矿设备的市场份额。根据市场份额数据,他们计算出了从2015年1月到2019年6月期间比特币行业的总电耗。


这个总电耗数据难免有一定的误差,误差甚至还不小,但它更是既定事实,不可随意改动。


随后,设计团队又根据逻辑给出的设备搭配最优解,结合“设备所在场地电耗只比其正常工作所需高10%”这一前提,得出了他们能给出的最精确的同时期比特币行业总电耗。


通过对两个电耗数值的对比验证,人们发现二者之间的差异并不太大。


剑桥大学认为,除非他们能获悉更具体的工具市场份额数据,或者研究出更好的算法,不然目前他们给出的就是力所能及的范围里最贴近实际值的预估值了。


自始至终,剑桥大学都没有表示剑桥(大学)比特币电耗指数(CBECI)给出的数据可以当做权威依据来用。事实上,他们一直在强调这个数学模型有一定的局限性。


首先,有很多影响因素都是这个数学模型考虑不到的,比如不同机构会选择不同的挖矿工具,挖矿工具实际工作效率可能与厂商描述不符,人工成本等因素会引发总成本增加等等,而这些因素在现实中或许并不少见。


就算忽略掉一切干扰因素,电费成本这个环节恐怕也是绕不开的。马斯克没有告诉大家的是,他拿到的数据只是在电费恒为每千瓦时5美分(CBECI默认电费)的前提下得到的。


剑桥大学相信,电费对于比特币行业的影响非常大,如果电费过高,让挖矿行为变得无利可图,人们自然会放弃挖矿,行业的耗电量就会骤降。剑桥商学院网站很贴心地提供了电费调节选项,让人们有机会直观地感受到电费为每千瓦时1美分或20美分时,比特币行业年耗电量大概会是什么情况。


马斯克给出的数据是在2021年5月10日周一获取的,此时CBECI估计在电费为每千瓦时5美分的前提下比特币行业年耗电量为148.77兆瓦时。如果是在同一天,电费调整为每千瓦时1美分或20美分,比特币行业年耗电量将变为170.95兆瓦时或88.51兆瓦时。


马斯克并没有解释他为何要沿用默认每度电5美分设置下CBECI提供的数据,也没有说明他为何没有使用其他电费设置下的数据作为理论依据。


相比默认电费时的数据,调整电费后CBECI给出的数据变化不可谓不大。这个现象也从侧面说明了一个事实,那就是CBECI提供的行业电耗数据并不是真实值,因为真实值是确定的,定了就是定了。哪怕避免不了误差的存在,甚至误差还很大,真实值起码不会“随你变”。


更何况,世界各地的电费并不一样,也不都使用美元结算,甚至不会长时间维持不变。基于仅仅一个恒定的电费水平,结合一个有局限性的算法,通过估算得出的行业年耗电量,恐怕并没有很强的普适性,也很难完全反映现实情况。


03.电耗无大波动叫停比特币支付属骚操作


抛开数据本身的局限性不谈,马斯克本人的论证过程或许也并不足够严谨。


马斯克推特原话表示,特斯拉叫停比特币支付的原因是比特币采矿与交易的化石能源消耗量骤增。


然而,剑桥大学只是提供了比特币行业年耗电量的预估值,对比特币行业用电的来源或化石能源消耗量只字未提,更遑论发电造成的温室气体或污染物排放。


马斯克把剑桥大学提供的比特币行业年耗电量等同于化石能源消耗量或者温室气体/污染物排放量来宣传,未免有失偏颇。


何况,近年来随着人类环保意识的崛起,已经有不少国家、机构和个人投入了清洁能源行业并取得了一定成果。就算比特币行业用电量较高,也不一定代表发电行业温室气体或污染物排放量就高。


中国早就开展了国家能源结构转型之路。根据国家能源局提供的《中国能源大数据报告(2020)》,在2019年里,全国发电量约为7503兆瓦时,其中水电约占1304兆瓦时,同比增长5.9%;核电约占348兆瓦时,同比增长18.3%;风电约占406兆瓦时,同比增长10.9%;光伏发电约占224兆瓦瓦时,同比增长26.3%;生物质发电111兆瓦时,同比增长20.4%。


如果比特币行业耗费的电量全部来自清洁能源,那么实际上行业的温室气体或污染物排放可能会维持原样甚至不升反降。


可惜马斯克并没有提供任何证据能够支撑其“比特币行业的化石能源消耗量快速增加”的结论。毕竟,谁又能摸清楚每一度电从何处来到何处去呢?


那么特斯拉叫停比特币交付又能对世界环保事业造成多大的影响呢?


马斯克首次提到特斯拉将支持比特币交付是在2021年3月24日,但是只有美国境内车主可以选择比特币支付。


来源:微信公众号“车东西”

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