为什么加密采矿需要核电

加密货币的反对者经常将其能源和污染足迹列为反对采用的主要原因。 然而，加密货币采矿和核能之间的自然协同作用可以完全消除这个问题。

加密货币是由密码学保护的数字货币。 与美元等实物货币不同，加密货币不是由国家机构铸造的。 相反，它们是通过在计算机网络上发生的复杂算法创建的。 虽然并非所有加密货币都具有特定功能，但最有价值的货币，例如 BTC 和 ETH，主要用于承载嵌入在区块链中的金融交易——加密交易记录。

Florent Heidet 博士是一家大型公共研究机构的科学经理。 他从事先进核技术工作超过 15 年，为多种先进核反应堆技术做出了贡献。 Milos Atz 博士是一家大型公共研究机构的核工程师，从事各种先进的反应堆分析和废物管理研究项目。

最近，许多加密货币的价值飞涨，部分原因是人们越来越接受以及对基于加密货币的去中心化金融系统与由银行和政府控制的现有中心化金融系统之间未来竞争的猜测。

加密货币价值的惊人增长，与使用普通计算机硬件对加密货币挖掘过程做出贡献相关联，导致越来越多的矿工加入加密货币网络。 通过进一步分散并保护加密货币，增加矿工数量使系统受益。

大多数主要的加密货币都遵循工作量证明 (PoW) 方案。 在 PoW 中，矿工竞争利用计算机资源来执行加密货币交易，并作为回报以他们启用的加密货币的形式获得奖励。 尽管存在 PoW 方案的节能替代方案，例如权益证明 (PoS) 或空间证明方案，但这些方法尚未被主要加密货币广泛采用。

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根据当前的网络规模和平均挖矿设备功率，主要加密货币挖矿使用的总功耗为数十吉瓦电力，或 GWe。 这与瑞典或蒙大拿州的电力需求大致相同。 新一代的计算硬件效率更高，每个算力的功耗逐渐降低，但挖矿的高盈利能力吸引了更多的参与者，从而使网络使用的总功率净增加。 事实上，只要电力和硬件的总成本低于生成的加密货币的价值，网络及其电力消耗将继续增长，并很快超过大多数国家。

尽管加密货币挖掘需要大量能源，但过程本身并没有直接污染。 自然资源需求仅限于制造计算机硬件和为采矿作业发电所需的资源。 加密货币挖掘是一个 24/7 的过程，使用恒定功率，停机时间最少。 此外，大型采矿作业可能需要超过 100 兆瓦的电力，用于中型工厂占地面积的设施。 采矿作业需要高度可靠且密集的电源。

发电对环境的影响在很大程度上取决于所使用的能源。 主要影响包括燃烧化石燃料造成的碳排放和空气污染。 可用发电来源的组合高度依赖于该地区以及加密货币矿工何时从电网购买电力，并且环境影响与当地能源组合有关。 如果电网主要由化石燃料供应，则加密货币碳足迹最大。

关于加密货币与采矿相关环境影响之间联系的头条新闻已经司空见惯，由此产生的地缘政治决策损害了它们的估值。 这种动态应该引起加密行业的关注，行业参与者应该寻求更清洁的电力来源，以尽量减少其对环境的影响。

为了保证无碳电力的份额，加密货币挖矿业务可能会寻求与当地电网运营商或发电商达成协议。 一些较大的加密货币挖矿业务可能会选择拥有和运营自己的发电设施。

可用的无碳电力来源包括可再生能源（主要是风能和太阳能）、水电和核电。 水电受地域限制且依赖季节，这使得可再生能源和核电成为技术上最成熟的选择。 可再生能源的间歇性意味着它们需要大型储能系统或化石燃料备份，以确保采矿所需的持续电力供应。 由于它们的足迹，在所需地点通过可再生能源进行大规模能源发电远不如其他能源灵活。 这些属性使可再生能源成为加密货币挖矿的吸引力较小的能源合作伙伴。

加密货币采矿业的电力需求为与核电协同创造了独特的机会。 核反应堆利用铀等裂变元素产生的能量。 因为它不燃烧碳基燃料，所以核反应堆产生的能量是无碳的。 2020年核电占美国所有无碳发电量的50%

生命周期的核电温室气体排放——包括开采铀、燃料浓缩和燃料制造——与其他可再生电力的排放相当，如下图所示。 除了无碳之外，核能现在从千瓦级到千兆瓦级，并表现出两个特殊特征，使其成为加密货币挖矿的主要合作伙伴。

首先，核电非常可靠。 可靠性是通过“容量系数”来衡量的，即工厂实际发电量与其在 100% 功率下不间断运行时可生产的电量之间的比率。 在美国，核电的容量系数是所有电源中最高的。 因此，核能通常被描述为“基本负荷”电力——始终启动、始终运行、可靠地满足电力需求。 对于需要恒定功率的加密挖掘操作来说，这是一个巨大的好处。

其次，核电的能量密度非常高。 一次裂变反应产生的能量是一次燃烧反应的 100 万倍以上。 因此，核反应堆的燃料和足迹要求非常小。 这与加密采矿设施的紧凑性很好地结合在一起。

核能伴随着核废料和核事故的污名。 尽管过去发生了一些引人注目的核事故，但核电站仍然是最安全的人造建筑之一，而核电是最安全的电力来源之一。 虽然核废料是通过核反应不可避免地产生的，但高资源利用率会导致极其紧凑的废料形式，可以以最小的占地面积进行安全管理。 在世界范围内，核电的好处远远超过了它的挑战。

与新兴的加密货币行业打交道也有利于核工业。 尽管生产无碳、可靠的电力，核电站仍难以与主导电力市场的廉价天然气竞争。 相比之下，加密货币行业特别需要核电的独特优势，这使得合作成为一个理想的机会。 根据总功耗和美国平均电力成本，每年的加密采矿能源成本高达数百亿美元。 加密货币网络的增长只会进一步推动能源成本的增加。 加密货币估值可能会增加的事实进一步强调了加密货币清洁能源合作伙伴关系的重要性。

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与核电的有意合作可以降低加密采矿作业的电力成本。 发电成本只占总成本的一小部分，其余的则是各种税收、传输成本和运输成本。 尽管核电的发电成本不是最低的，但加密采矿将充分利用其可靠性、能量密度和地理灵活性。 与从电网购买碳密集型电力相比，通过与现有工厂搭配使用或拥有自己的工厂使用核电的加密采矿农场将为无碳电力支付更少的费用。

加密采矿业和核工业之间的合作伙伴关系已经开始蓬勃发展。 最近的报告展示了加密货币采矿业务与核公用事业和核反应堆供应商之间达成的协议。 鉴于加密货币能源需求与核能之间的协同作用，我们希望这些行业继续相互接触，探索互利的增长和合作机会。

本文中表达的观点是作者自己的观点。

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原文链接：https://www.coindesk.com/policy/2021/10/13/why-crypto-mining-needs-nuclear-power/

原文作者：Florent Heidet, Milos Atz

编译者/作者：wanbizu AI

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