作者：ahr999
发布时间：2014年5月21日
网络来源：彩云比特
19世纪70年代，电力开始被广泛应用，它掀起了第二次工业化高潮，从此改变了人们的生活。20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，它将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电力，再经输电、变电和配电将电力供应给用户。互联网时代的今天，我们发明了电脑、家电等更多使用电力的产品，电力成为我们每个人不可或缺的需求。对于整个社会而言，电力是一种珍贵的资源，浪费当然是可耻的。
在比特币诞生5年后的今天，其整个采矿网络的电力消耗开始成为人们关注的问题。截止今日，全网算力已经达到了惊人的77P，并且仍然再持续上升。按照目前矿机1w/G的功耗计算，三个月的用电量将达到1.6亿度，对比我国一季度的总用电量为12788亿度，超过了万分之一。
于是，有人开始诟病比特币的工作证明机制（POW），认为它浪费了能源，不环保，甚至提出了一种环保的股权证明机制（POS）。虚拟货币界围绕这一问题开始了大量的争论，本文并不打算评价两种机制的优劣。本文将从电力的角度来解析比特币矿业的能耗问题，从另一个侧面阐述，比特币矿业的能耗在未来不仅不会浪费电力，而且可能会将那些本已经被浪费的电力合理利用起来。
电力的特殊属性
尽管电力是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力，我们的生活离不开电力，但是我们却不一定了解电力的某些属性。
（1）电力无法被大量储存。事实上，电力是无法被储存的。目前，所谓的电力储存，都是先将电能转化为其它形式的能量，再储存。如：蓄电池是将电能转化为化学能。这造成的结果是，电力是用多少发多少，发电厂需要根据用电量实时调整产能。
（2）传输就有损耗。电力通过电缆传输，而电缆有电阻，传输过程势必造成电能的损失。据说，日本的电力管理最为先进，但损失率仍然在5%左右。对比我国一季度的总用电量12788亿度，5%是什么概念？同时，传输距离越长，需要的电缆越长，电缆的电阻越大，所以传输距离越长，损失越大。
社会用电量的变化
由于电力无法被大量储存，发电厂需要根据用电量实时调整产能，但是坑爹的是社会用电量并不是恒定的，它甚至每时每刻都在变化，而且幅度还不小。
（1）一年之中，夏季用电量最高。下图显示，夏季用电量可以达到冬季的1.5倍。
（2）一天之中，10时至20时用电量最高。下图显示，午间用电量可以达到凌晨的2倍。
这种用电量的变化会造成什么结果呢？首先，电厂需要有足够的产能保证用电高峰期的电力需求，比如：夏季的正午时分。其次，在用电低谷期，电厂需要关闭部分产能。第三，电厂需要启动电力系统的备用发电容量，应对突发情况（如，用电量超出预期）。通俗来说，就是先发电，但是不用，需要的话，马上投入电网。如果不需要呢？那就浪费了。为了保证电网稳定性，这种浪费是没有办法的。
发电类型及优劣
产生电力的方式有：火力发电(煤)、太阳能发电、大容量风力发电、核能发电、水利发电、氢能发电、垃圾焚烧发电等。目前，广泛使用的只有前5种。
（1）火力发电是利用煤、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。
（2）太阳能发电是将太阳能直接或间接转变成电能的一种发电方式。
（3）风力发电是将风的动能转变成机械动能，再转化为电能的一种发电方式。
（4）核能发电是利用核反应堆核裂变释放的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。
（5）水利发电是将水的势能转变成机械动能，再转化为电能的一种发电方式。
由于，电力不能被大量储存，传输就有损耗。所以，我们需要一种易于控制产能，并且不需要远程传输的发电方式。如果只考虑这两点要求，火电无疑是最好的，它的规模很容易扩大，取决于煤的供应，它不受地点限制，可以建在城市周边。当然，它也有明显的缺点，它会造成污染。
其它发电方式或多或少都受到一些限制，使得我国的主要发电方式仍然是火电。核电虽然与火电类似，但是其安全性一直是问题，所以不敢离城市太近。水电要建在水流落差大的地方，一般离城市较远。风电要建在风大的地方，一般也离城市较远，而且风力难以预测和控制。太阳能虽然随处都有，但是城里不容易大规模部署，沙漠虽然可以大规模部署，但是离城市太远。此外，太阳能只有白天才有，虽然可以用蓄电池少量储存，但难以满足夜间的大量用电。
比特币矿业将利用本已被浪费的电力
综上所述，现今的电力系统在能源合理利用上仍然有很大的提升空间。而比特币矿业只有两个要求，电和网。基本不受时间和地点的限制，恰恰可以合理利用那些本已经被浪费的电力。
（1）利用发电厂备用发电容量。为了保证电网稳定性，电厂需要启动电力系统的备用发电容量，从而造成浪费。未来，这部分备用发电量可以进行比特币挖矿，如果社会用电有需求，可以立刻停掉矿机，投入电网。
（2）利用发电厂过剩产能。电厂的产能都是保证高峰用电需求的，平时基本都是过剩。未来，这部分过剩产能可以进行比特币挖矿，电厂设计可以专门划出一片区域建立比特币矿场。
（3）利用偏远“劣质电”。所谓偏远“劣质电”就是指产自偏远地区的水电、风电和太阳能电，它们的发电量难以控制，而且需要远程传输。比如，某天凌晨风很大，但是社会用电量却很低，发电也是浪费，而如果就近建立比特币矿场，就可以立刻将风力资源变现。
总之，过剩电、备用电、偏远“劣质电”加上传输造成的电力损失，造成目前电力资源的巨大浪费，光传输造成的电力损失一项就达到5%。而比特币采矿因为不受地域的限制，未来可以就地变现这些过剩电、备用电和偏远“劣质电”，从而并不会给全社会用电量增加额外的负担。在此，我大胆预测，比特币矿业的能耗即使在未来增长了上百倍，也不会成为一个显著的问题，因为它消耗的将是那些本来就被大量浪费的电力资源。
——————————————————————————–
打发比特币：16wBsQrN4j6qhueBr5UDdibrukJzUJYXjn，或送鲜花，或留言吐槽，都是对我的支持！转载时请注明作者和出处，多谢！