虛擬貨幣的綠色轉型與碳市場的應用契機
前言
2023 與 2024 年最火熱的話題是 AI，伴隨著 Chat GPT 的橫空出世，各種應用與投資話題熱絡不已，但AI的能耗問題也隨著更多研究而浮出水面。在 AI 之前是區塊鏈與加密貨幣。比特幣於 2022 年 FTX 醜聞爆發至今，從低於兩萬美金的價格又一路飆升，已經接近十萬美金大關。
虛擬貨幣與區塊鏈隨著資本流入，各種應用層面逐步擴展開。碳市場中擔心的重複計算問題，防堵方案之一確實符合區塊鏈設計目的。近年也有許多從區塊鏈技術著手的新創，希望整合碳交易與加密貨幣兩大領域。
但挖礦工作本質上也長期貼著高能耗標籤。高能耗往往伴隨著高碳排，因此在區塊鏈的綠色轉型上要怎麼進行，來看看詳細的整理報導。
摘要翻譯
能源爭議：比特幣挖礦、區塊鏈與加密貨幣如何影響全球碳排放
加密貨幣徹底改變了金融體系，為人們提供了去中心化、安全且跨國界的交易方式。然而，其迅速崛起也帶來了巨大的挑戰——驚人的能源消耗。以比特幣為例，這種全球最受歡迎的加密貨幣需要通過高能耗的挖礦過程來維持網絡安全，而這些過程同時釋放出大量的二氧化碳。此外，其他區塊鏈技術應用也在推升全球能源需求。
在此之前，我們先來了解加密貨幣挖礦為何如此耗能，以及比特幣是否有可能實現真正的綠色轉型。
比特幣能成為真正的綠色貨幣嗎？探討加密貨幣挖礦的碳足跡
加密貨幣挖礦的高耗能現象，特別是在依賴化石燃料發電時，直接導致了巨量的碳排放。比特幣挖礦一直以其驚人的能源消耗而聞名。來看看加密貨幣採礦過程對環境造成的具體影響：
最新數據顯示，Bitcoin network 每年消耗的電力約為 127 太瓦時（TWh），甚至超過了阿根廷和荷蘭等國家的一年用電量。如此龐大的能源需求主要來自於 Proof-of-Work (PoW) 機制。這一機制要求礦工以強大的硬體設備進行競爭，解決複雜的數學運算，而這需要消耗大量的電力。
為了讓數據更具體化，比特幣挖礦過程的能源消耗約占全球電力使用量的 0.55%，相當於某些大型工業部門的用電規模。因此，挖礦帶來的環境成本成為激烈討論的焦點，促使業界尋求更永續的發展方式。
- 每筆 Bitcoin transaction 平均會產生 300 到 400 公斤的二氧化碳排放量，這相當於超過 80 萬次 Visa transactions 或觀看 5 萬小時 YouTube 的碳足跡。
全球範圍內，比特幣採礦過程每年排放的二氧化碳約達 6,900 萬公噸，這一數字與希臘等中小型國家的年度碳排放量相當。此外，相較於傳統支付系統，加密貨幣交易的能源需求更高，尤其是 Bitcoin network 上的交易。
PayPal 作為另一個廣泛使用的支付平台，在能源消耗方面展現了極高的效率。它能以極低的電力需求，每秒處理數千筆交易。這種鮮明的對比突顯了當前加密貨幣系統在能源使用上的低效，遠不及傳統金融網絡。挖礦帶來的高環境成本表明，整個加密貨幣產業急需引入更清潔的能源以及創新技術來減少碳足跡。
再生能源在比特幣挖礦中的重要性日益提升
根據最新數據，比特幣挖礦網絡已有超過 50% 的能源來自再生能源，例如水力、風能和太陽能。一些擁有充沛再生能源的地區，如冰島和魁北克，正迅速成為挖礦業者的首選地點。
這種轉型背後的推動力主要來自經濟與環境因素。一方面，再生能源通常比化石燃料成本更低，能有效降低礦工的營運開支。另一方面，隨著各國政府逐漸加強碳排管制，礦工為了避免罰款並維持社會認可，正努力採取更永續的挖礦方式。
權益證明與節能型區塊鏈共識機制
比特幣採用的 Proof-of-Work (PoW) 共識機制，以高能耗為特徵。礦工需競爭解答複雜的數學運算，這一過程需要消耗大量電力。相較之下，Proof-of-Stake (PoS) 系統提供了一種更節能的替代方案。以全球第二大區塊鏈 Ethereum （ 以太坊 ）為例，其近期轉型為 PoS 系統，徹底擺脫了對高能耗運算的依賴。
在 PoS 架構中，系統通過驗證者來維持運行，而驗證者是根據他們願意「質押」的代幣數量來選擇的。這種機制極大地降低了能源使用需求。例如，Ethereum 自採用 PoS 後，其能源消耗已減少 99.95%，為其他加密貨幣樹立了榜樣。在 2022 年完成轉型之前，Ethereum 的年用電量約為 78 太瓦時（TWh），相當於智利的全年能源使用量。即使是規模較小的區塊鏈，如 Litecoin 和 Dogecoin，雖然同樣採用 PoW 機制，但其能源需求相對低一些。
另一方面，許多替代幣（altcoins），例如 Cardano 和 Solana，已經採用 PoS 或其他低能耗模式，成功大幅降低能源消耗，使其更符合永續發展的目標。儘管如此，各類區塊鏈技術的總體能源需求仍在增加，顯示廣泛採用更環保技術的迫切性。
創新解方：KlimaDAO 的代幣化碳權
除了改變共識機制，像 KlimaDAO 這類創新的解決方案，為降低加密貨幣的碳足跡提供了全新方向。
KlimaDAO 為使用者（包括比特幣礦工）提供購買代幣化碳權的機會，幫助他們有效抵換碳排放。這些碳權代表經過驗證的溫室氣體減排量，並在購買後即刻註銷，確保操作透明且具有責任。這些措施與全球氣候目標相呼應，為加密貨幣行業朝向碳中和提供了正向動力。另一個能有效減少該行業環境影響的新趨勢是綠色人工智慧。
綠色人工智慧：驅動永續區塊鏈的未來
Green AI 的核心理念是運用人工智慧技術，促進永續發展並減少對環境的衝擊，讓科技創新與氣候行動並行不悖。人工智慧能有效優化能源利用，降低排放，同時提升效率。
以實際應用為例，人工智慧技術可以改善能源電網的運行效率、精準預測資源需求，並識別可提升永續性的環節。此外，AI 模型與演算法的開發也朝向更節能的方向邁進，使數據中心的能源使用更加高效。
綠色人工智慧的應用範疇還包括碳排追蹤、能源需求預測，以及幫助企業轉型至使用再生能源。例如，AI 技術可以改善電力需求調節，協助能源供應商高效管理電力，同時大幅降低碳排。藉由結合人工智慧與永續發展策略，企業能有效減少能源消耗，並顯著降低製造、運輸和數據管理等行業的碳排放量。
人工智慧也正在重新定義區塊鏈網絡的能源使用方式。透過即時數據分析，AI 演算法能準確預測網絡擁塞，優化交易流程，並確保計算資源得到高效運用。這種動態能源調配模式可大幅減少浪費，並在低需求時段防止過度耗能。例如，基於 AI 的預測模型能準確預測高峰使用時段，協助礦工調整運作計劃，減少不必要的能源支出。
AI 技術助力加密貨幣碳排放追蹤與減少
人工智慧在區塊鏈活動的碳排放監控與減量中亦扮演關鍵角色。搭載 AI 技術的平臺能量化每筆交易的碳排放，並提供操作對環境影響的深入分析。這些工具還能提供具體的減排建議，例如將工作負載分配至低碳時段或採用再生能源來供應電力。
例如，CryptoCarbonRank 等項目運用人工智慧技術，為不同區塊鏈網絡的碳排放提供清晰透明的數據，協助用戶與開發者採取更環保的決策。
結合區塊鏈與人工智慧：提升碳市場透明度
區塊鏈的透明性與人工智慧的強大分析能力結合，為碳權市場帶來變革。區塊鏈透過不可竄改的分散式帳本技術，確保碳權交易的完整性；而人工智慧則自動化驗證流程，有效解決碳市場中長期存在的重複計算與欺詐問題。
此外，人工智慧驅動的平臺也在代幣化碳權的發行與交易中發揮了重要作用。這些技術創新簡化了碳抵換程序，不僅讓更多人能參與其中，還加強了全球碳抵換計畫的可信度與公信力。
比特幣挖礦轉型：邁向永續新局
過去，比特幣挖礦嚴重依賴化石燃料，是碳排放的主要來源之一。然而，隨著越來越多的挖礦業者投入使用再生能源，這個產業正快速朝永續方向發展。
舉例來說，中國在 2021 年嚴格限制加密貨幣挖礦後，許多業者將業務轉移到擁有豐富綠能資源的國家，例如美國和加拿大。在德州，有部分挖礦公司利用多餘的風力與太陽能電力，不僅助穩當地電網運作，還有效減少了對傳統煤炭與天然氣的需求。
截至 2024 年，全球約有四成的比特幣挖礦活動依賴再生能源，相較於以往，這是一項顯著的突破。採用再生能源不僅能有效減少碳排放，還有助於降低挖礦的運營成本。特別是在能源供應過剩的地區，綠能往往比化石燃料便宜，對挖礦業者與環境來說，可謂一舉兩得。
節能挖礦新趨勢：從工作量證明到權益證明
比特幣高耗能的根源在於其工作量證明 ( Proof-of-Work, PoW ) 機制。該機制要求礦工通過解決複雜計算題來獲取獎勵，這使得比特幣的年度耗電量甚至超越一些中型國家，對環境影響極大。
然而，權益證明 ( Proof-of-Stake, PoS ) 等新技術正逐步改變這種局面。PoS 不需要大量計算，改以參與者的持幣量作為選擇驗證者的標準。以太坊成功切換至 PoS，樹立了榜樣，顯示主流區塊鏈在保障安全性與去中心化的同時，亦能大幅節省能源。
在 PoS 區塊鏈中，Cardano 和 Solana 是能源效率的佼佼者。Cardano 年耗電量僅約 6 吉瓦時 ( GWh )，相較比特幣可說是微乎其微。Solana 則以交易速度見長，採用能耗極低的混合運作模式，進一步提升其環保形象。
這些區塊鏈網絡證明，先進的功能如智能合約和去中心化應用程式 ( dApps )，完全可以在兼顧環境目標的同時實現。其高效的能源使用方式，也迎合了投資者對環保技術日益增長的需求。
區塊鏈加密專案推動自然碳解決方案
創新專案 SavePlanetEarth ( SPE ) 透過自然基礎解決方案，積極應對比特幣帶來的環境問題。SPE 使用區塊鏈技術，支持造林與植林計畫，促進碳吸收。該專案透過碳權代幣化，為抵消碳排放提供了一種高效且透明的機制。
這類行動不僅有效減少了比特幣挖礦的碳排放，還進一步推動了全球性的環境目標，例如保護生物多樣性和恢復生態系統。SPE 等專案展示了區塊鏈和加密貨幣在對抗氣候變遷方面的潛力，為永續發展開闢了新的可能性。
區塊鏈引領碳市場新革命
碳市場被視為解決氣候問題的重要工具，能為各類減排計畫提供必要資金。然而，傳統碳權機制面臨的透明性不足和欺詐問題，限制了其有效性。區塊鏈技術憑藉其去中心化和不可竄改的特性，為這些挑戰提供了創新解決方案。
在區塊鏈系統中，每單位碳權被代幣化，代表經過驗證的溫室氣體減排或移除成果。所有交易均透明且可追溯，確保碳權的真實性與可靠性，特別是對於希望達成永續目標的企業和組織，這大大提高了信任度。
Toucan Protocol 是這項技術的代表性案例。該平台將碳權代幣化，讓更多人能夠參與碳市場交易。每單位碳信用經過核實且全程可追溯，確保其可信度與市場價值。
此外，Toucan 還為用戶提供合併小型碳抵換為大型資產的功能，使交易更具市場吸引力與操作便利。這項技術不僅支持全球減排行動，也讓更多企業與個人能輕鬆參與碳抵換計畫。結合區塊鏈的透明性與代幣化技術，Toucan 正在推動碳市場向永續方向邁進。
包括 Verra 和 Gold Standard 在內的主要碳標準機構，也正在探索利用去中心化系統來改進碳權驗證流程的新途徑。
區塊鏈助力再生能源電網革新
區塊鏈技術正在為再生能源電網帶來革命性改變，特別是在點對點能源交易方面。透過這些系統，安裝太陽能板的家庭和企業能夠將多餘的電力直接出售給其他用戶，而不需要透過中間商。區塊鏈技術確保每筆交易的安全與透明，並有效降低成本。
像澳洲的 Power Ledger 和美國的 LO3 Energy 等專案，正在利用區塊鏈打造社區化的能源市場。不僅有助於推廣再生能源的使用，這些創新還提升了電網的效率和抗壓能力，為能源供應的永續發展鋪平道路。
碳抵換市場的痛點與解方
碳抵換市場長期面臨的難題之一是重複計算，即同一單位的碳權被多次交易或由多方聲稱擁有。這不僅影響市場信譽，也削弱了減排計畫的實際效果。區塊鏈以其透明和不可竄改的特性，為解決重複計算提供了可靠的技術支持，能記錄每單位碳權的完整交易歷程，確保其唯一性與真實性。
區塊鏈技術的應用為碳市場帶來了革命性改變。每單位碳權經由代幣化後，其完整交易歷史均記錄於去中心化的區塊鏈帳本中。這項特性保證碳權一旦被出售或註銷，就無法再次被使用或冒用，極大降低了重複計算的風險，增強了市場的信任基礎。
CarbonX 平台是區塊鏈應用於碳市場的典範之一。該平台使用私有區塊鏈，結合物聯網（ IoT ）技術，精準記錄溫室氣體排放數據，並將其轉化為碳商品，為企業和政府提供更準確的排放管理和報告工具。
隨著全球排放交易系統（ ETS ）和碳稅計畫的逐步實施，區塊鏈技術正迅速成為確保環境合規的核心工具。同時，它也促進碳資產交易的透明化和效率化，助力碳市場的進一步發展。
碳權的代幣化為全球碳市場注入了新的活力，使其在國際間的交易與追蹤更加便利。透過區塊鏈技術，代幣化碳權支持部分所有權的實現，顯著降低交易成本，並提升市場流動性。這種彈性和擴展性對於日益增長的碳抵換需求至關重要，特別是在全球企業與政府積極邁向淨零目標的背景下。
此外，區塊鏈的高度透明性，確保了代幣化碳權的可追溯性，大幅提升了買賣雙方的信任感，為碳市場的長遠發展奠定了穩固基礎。
區塊鏈：打造全球碳市場整合的關鍵技術
區塊鏈技術為整合區域性碳市場，構建統一的全球碳交易系統提供了可能性。透過區塊鏈追蹤跨國界的碳權，能有效驗證其真實性，並確保這些額度能助力全球減排目標的實現。
這項技術不僅有助於落實國際氣候協議，還促進了各國、企業與環保團體間的合作，打造了一個更透明、更高效且具擴展性的全球碳市場。同時，區塊鏈的應用為應對氣候變遷提供了一個統一的框架，推動全球攜手實現永續發展目標。
總結：在創新與永續間找到平衡
加密貨幣與區塊鏈技術正深刻改變全球金融與數據運作方式，但其環境影響值得重視。以比特幣為首的加密網路因高能耗帶來了可觀的碳排放。然而，產業正積極朝向永續發展邁進，採用再生能源挖礦、提升區塊鏈能源效率，並引入碳抵換計畫來降低環境負擔。
隨著加密貨幣的普及加速，如何在技術創新與環境責任之間取得平衡將成為關鍵。透過擁抱更綠色的技術，加密產業有望推動數位經濟走向永續未來，為全球帶來雙贏的發展模式。
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