比特币的能源辩论，几乎都是围绕着当前的能量消耗而展开的，并没有将其未来的发展情况考虑进去。作者在此基础上，通过对比特币未来能源消耗的预测，总结了各种因素如交易成本和电力成本对这一估算的影响。

在进行更深入的调查前，我们必须弄清楚到底是什么影响了比特币的能源消耗。最主要的变数是：比特币的价格、交易成本、矿工花费在电力上的收入比例和矿工的平均电力成本。

比特币的定价

比特币的价格是决定未来比特币能源消耗的主要因素。为了了解我们为何要了解比特币开采行业的竞争态势。

比特币价格与区块报酬相乘，决定了整个行业中的比特币开采者的收益，包括了他们的成本与收益。比特币价格的上升使得采矿行业整体收益增加，短期内，矿工的利润也得到了提升。比特币开采是一个高竞争的产业，它的准入门槛很低，高额的利润会让更多的矿工参与到这场盛宴中来，从而导致能源消耗的增长。

业务成本

现在，大部分的矿工都忽视了交易成本，因为他们在整个矿工的收入中所占的比例很少。所以你也许会惊奇地发现，比特币的交易成本对于它将来的能源消耗是非常关键的。

比特币矿工一年产出52,560个区块，而最先发现区块的人将会得到以比特币为单位的奖励。区块的奖励包括两个方面：区块补助和交易成本。区块补助是新铸造的比特币，而交易成本则是由区块内的交易商向矿工们提供的小费。

过去，每一块的交易费平均为0.4个比特币，而这仅仅是目前的一个区块的一小部分。交易成本看似微不足道，但是当比特币被削减一半后，交易成本就会变得更加重要。每四年，比特币就会减少一半，而区块的补助也会因此减少一半。文章稍后将说明减少一半对比特币能耗的影响。

假定到2040年，每个区块的交易成本将维持在0.4比特币。因为交易成本保持不变，但是每个四年的区块补助都会减少一半，所以交易成本会逐步增加。预计到2040年，区块奖励的交易费将增加67%，也就是每个区块的价值是0.195个比特币，而交易成本是0.4个比特币。

尽管比特币在未来的能源消费中起着至关重要的作用，但是在未来，它的重要性将会更加突出。

煤矿收入中所占的电量比例

比特币矿主会将其收入的一部分用于能源，而这一比率越高，则会导致能源消耗的增加。要估算2040年这个比率将会怎样发展，我们需要重新审视这个产业的竞争性。

无论在哪个产业，成本都可以分成两大类：资本开支（CAPEX）和经营成本（OPEX）。CAPEX是一种以机械和电力为基础的比特币矿工，而 OPEX则是以能量为主的。当前，以耗电88 TWh为基准，平均能源成本为50美元/兆瓦，比特币矿工的收入约为50%。

由于这个产业日趋成熟，开采者在能源方面所占的比例将会更大，因此采矿将会是历史上最具有竞争力的产业。这个产业很难管理，而且准入门槛很低。从长期来看，如果不是矿工们得到了超乎寻常的廉价电能，那么激烈的市场竞争将会使利润率降低。

另外，资本开支所占比例会随着 ASIC改善的减缓而逐步下降。为了说明这种趋势，我假定煤矿工人在用电方面的收益以2%的速度增加，也就是说，到2040年，这个比例将会上升到71%。

如果到2040年，比特币的价值将会上升到200,000美元，那么它将会每年消耗894 TWh，是目前的10倍。预计到2040年特币的能源消费将占全球能源消费的0.36%，与现在的0.05%相比，已经有了很大的增长。

而在更加中立的情形下，比特币在2040年将会涨至50万美金。在这个时候，比特币的消耗量将达到223 TWh，是目前的2倍。能源消耗的小幅增长让人吃惊，因为50美金的比特币意味着20倍的价值。在此，我们将会在后面说明，减少一半的效果。

在悲观的预测中，到2040年，比特币的价值将会上升至10,000美元。尽管这意味着四倍于目前的价格，比特币每年的能量消耗会减少一半，只有45 TWh，或者是世界能源消费的0.02%。这和中立状态下的魔法效果差不多。

场景解析：比特币的价格和交易成本

前一节中的三个选择只是价钱不同。正如前面提到的，交易成本对比特币的未来能耗也有很大的影响。所以，我想通过一种情况分析，来了解在2040年，比特币的能量消耗将会受到比特币的价格和交易成本的影响。

如果到2040年，比特币的价值超过200,000美元，并且交易成本维持在历史上的平均值，那么比特币就会占到世界能源消费的0.36%。这个数字与目前的0.05%相比，已经有了很大的增长，但是还远远没有达到一些比特币批评者们的预期。在如此高的能源消费水平下，比特币开采将成为一个能源密集的工业，但仍远不及像水泥等消耗世界能源总量2%的工业。

开采比特币的能源价格

正如前面提到的那样，根据比特币的价格和区块奖励，每个人都会得到一定的收入。根据产业竞争的动力，他们会将一部分的收益用于能源。要想知道这样的能源费用要转换成多少，我们就得估算出这个产业的能源的平均价格。

我预计，比特币开采行业的电力价格是50美金/兆瓦，并且有信心在不久的将来会维持在这一水平。我们已目睹了全球性的高通货膨胀，而且这一状况还将继续。然而，长期来看，开采比特币的激烈竞争促使矿工们寻求更廉价的资源。

比特币开采是一项与地理位置无关的产业，也就是说，你可以在任何地方进行采矿。我认为，到2040年，大部分的比特币矿工都会使用比电网更廉价的能量。有些矿工也许还在使用电力网，但是他们会通过提供需求回应服务或者销售机械的热量来减少能源消耗。

矿工们可以为能源产业带来积极的外部性，从而降低能源消耗，从而消除通胀的冲击。所以，我认为，煤炭行业的平均能耗将维持在50美元/千瓦。

比特币也许是能源消耗的一个主要来源，但是这要看物价

如果你看了有关开采比特币的标题，你也许会觉得全世界的比特币都在消耗巨大的能量。但是，比特币的开采成本只有88 TWh，占到了全世界173,340 TWh能源的0.05%。从更大的角度来看，当前比特币开采所耗费的能源和总消费相比是很小的。

比特币开采当前的能源消耗非常有限，但是在过去，随着比特币的价格上涨，能源消耗将会快速上升。如果今后数十年比特币价格持续上涨，那么比特币开采将成为世界能源消耗的主要来源。

假定每个区段的交易成本是0，那么它的能源消耗只能在比特币的价格比它的补贴降低更快的时候才会上升。区块链的补助每四年就会减少一半，而比特币的价值也要在四年内翻倍来弥补。如果这样的话，到2040年，比特币的价值将会上升到大约65,000美元，而它的能源消耗将会超过目前的水平。

不过，交易成本会比每一个区块0比特币要高。平均每个区块的比特币交易成本为0.4个比特币。假定交易成本一直维持在这个水准，那么比特币的价格就不会在四年内翻番，以弥补区块补助减少一半的效应。如果这样的话，2040年比特币的价值超过20,000美元，那么比特币的能源消耗就会增加。

比特币的价格是决定未来比特币的能量消耗量的主要因素。所以，我模拟了三个场景：

在2040年，比特币的价值直线上升到200,000美金。

在中立的情况下，到2040年，比特币的价值会直线上升到50,000美金。

在2040年，比特币的价值直线上升到10,000美元。

减少一半的能源消耗限制了比特币的发展

由于区块补助每四年就会减少一半，所以开采比特币的能源会慢慢减少。随着时间的流逝，对比特币开采能源消耗的影响将会逐渐减少。

结论

比特币的能源消耗是很不稳定的，这要看很多因素。但有一点是肯定的：比特币只能在价值数百万的时候，成为全球能源消耗的主要来源。

尽管上涨的比特币推动了更多的开采和能源消耗，但是减少一半就会带来反作用。如果将其削减一半，那么比特币的能源消耗将会持续增长，而比特币的能源消耗将会持续增长。减少一半的缓解作用可以通过提高将来的交易成本来弥补。这一增长仅在对将比特币用作支付系统的巨大需要的情况下产生。

这就是一个重大的发现。比特币的能源消耗将随着人们把它看作一个价值的存储和支付体系而不断增加。要知道，在2040年，比特币将会耗尽大量的能量，除非它的价值达到了数百万美元，而交易成本也很高。比特币的价格依赖于市场对比特币的需要，而比特币则被用作交换介质。

这是两种最主要的货币职能，因此可以说，如果比特币能够成为一种货币，那么它的能源消耗将会上升到一个非常关键的程度。即便是2040年，比特币的能源消耗也仅为全球能源消耗的0.36%。只需要消耗0.36%的能量，就可以确保世界上几十亿人的利益，就可以实现这一目标。