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2018-04-13

挖礦機已經在魁北克泛濫成災。

如果你來到魁北克聖亞森特的某個破舊工業園區,一開始你可能感覺不到這裡會有什麼特別前沿的東西。要不是一些嶄新的塑料薄膜,以及駐紮在停車場里的小車隊,這個園區真的會讓人覺得它已經被人遺忘。

但站在這些車旁,你能聽到一陣又一陣的嗡嗡聲,這些聲音果斷地告訴你,這裡有新興技術正在發生。

噪聲無處不在。噪聲來自成千上萬的電腦。這個園區中的每台電腦都在一遍又一遍跑著相同的程序,日復一日,没有变化,不会中断。

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這些電腦是 Bitfarm 公司的財產,而 Bitfarm 正是北美最大的加密貨幣開採商之一。在這個曾經被廢棄的工廠裡,大約有7000個鞋盒大小的機器(截至4月,但預計到7月將增加到14000台)。

在這堆機器的一邊,每台電腦的後面都有一堆亂七八糟的電線和路由器,暴露在寒冷的加拿大空氣中,並一點一滴地「吞噬」著魁北克的生態活力。

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「入侵」開始

這些被稱為「礦機」的計算機經過專門設計。它們能夠承受溫度和濕度的劇烈變化,也經過特殊編程,可以對一個程序進行每秒一萬億次的計算。

但這些礦機也是能量的無度索取者:僅聖亞森特的 7000 台計算機所消耗的能量就超過了蒙特利爾加拿大人隊在附近曲棍球賽場的用電量,即使在一個座無虛席的比賽之夜也是如此。

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全球範圍內,這樣運行的計算機以百萬台計,這只是 2009 年開始的加密貨幣大繁榮的一部分。

在比特幣誕生的最初十年,大部分的挖礦工作都發生在中國和羅馬尼亞這樣的國家,因為這些國家提供充足的電力並且很少監管。

2016年,魁北克電力公司(Hydro-Québec)宣佈了一項正式計劃,以吸引像微軟和亞馬遜這樣的數據中心。加密貨幣的礦商也受吸引而來,並於2017年9月開始提交申請。

礦工們對這裡的興趣驟增,帶來的需求也超過了電力公司的承受能力。如果魁北克能接受其中的這些條件(哪怕只是一小部分),這個省很可能會成為全球加密貨幣開採中心。

但這給人們帶來了疑問:魁北克電力公司的電網如何能維持這些電腦的能源需求,尤其是在冬季。

為什麼是魁北克?

毫無疑問,電力是任何挖礦作業中最昂貴的費用,沒有之一。

因此,為了盈利,挖礦必須能夠以低廉的價格獲得電力。這是中國引領挖礦潮的一個重要原因:中國的電價低至每千瓦時 0.566 元。

但是,越來越多的政府監管和大眾對電網資源可能會枯竭的擔憂,使得許多礦商都在尋找其他地方重新開始。越來越多的人對中國對氣候變化的貢獻感到擔憂,這也加速了大批礦商的離去,因為挖礦公司在將其業務推廣給潛在的投資者時,他們需要一個「環境友好」的名聲。

多年來,中國在溫室氣體排放方面一直領先世界。部分原因是中國是人口最多的國家。然而,這也因為中國大部分地區都依靠用煤來發電,而煤是最不清潔的能源形式之一。美國目前是第二大加密貨幣開採國,美國大部分電力也來自化石燃料。作為加密貨幣和能源問題的主要清算機構,Digiconomist 的數據表明,世界各地的挖礦業務加在一起,每年產生約2.9億噸的碳排放。

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這也是為什麼 Bitfarms 的創始人皮埃爾.盧克.坎佩爾(Pierre-Luc Quimper)將他的 5 個挖礦項目全部設在魁北克,因為在那裡他可以依靠水力發電為他的 2 萬台電腦提供能源。

自2009年以來,坎佩爾和他在比特礦場的同事一直致力於用各種方式開採加密貨幣。他們聯合起來,在2017年晚些時候建成了公司和他們的挖礦設施——正好趕上魁北克地區的大發展。

「我們消耗了大量的能量,」坎佩爾說。「但它必須是清潔能源。如果我們在環境中留下痕跡,那就不好了。」

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魁北克電力公司稱水力發電是一種理想的解決方案:它是一種可以大量供應的清潔、可再生的能源。該公司還聲稱,它為加密貨幣開採業務提供的能源是居民使用後所「盈餘」的——是額外的100兆兆瓦的能源,對生產生活影響小,而且該公司的設備能在未來10年內都可以持續生產。

但是,這種能源是綠色的說法受到了越來越多的關注,尤其是保護生物學家的審視。

他們說,水力發電造成的影響對於其他任何一個行業來說都非常重要,更不用說將其用於挖礦其實除了比特幣以外並沒有帶來任何實際產出。

因投機性質的技術而摧毀環境?

水力發電利用流動的水來帶動渦輪機發電,不可否認,它比由煤炭和其他化石燃料產生的電力更清潔。然而,它也產生了明顯的環境影響。最大的影響便是用於儲水的水庫所造成的破壞。

在像魁北克這樣的地方,這些水庫常常淹沒現有的森林,而森林是地球上最高效的碳轉換器和碳儲存室。隨著樹木在水下腐爛,它們釋放出甲烷——一種比二氧化碳更強的溫室氣體。

研究人員已經計算出全球水電的碳影響。他們的數據表明,如果所有的加密貨幣開採都使用水電,這個行業每年仍會產生超過9000 萬噸的二氧化碳,還有超過 150 萬噸的甲烷。

康奈爾大學的環境保護生物學家和研究人員傑夫.威爾斯(Jeff.Wells)在2011年完成了一項關於工業化對北方森林影響的研究。他說:「人們把成千上萬最終是上億英畝的土地沈入水中,把溫室氣體排入大氣,卻阻止了該地區的生態系統吸收更多的碳,我們失去的是一個完整的生態系統。」

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儘管在較冷的氣候條件下,水力發電的碳和甲烷排放量比熱帶地區的要少,但它們也有自己獨特的環境價值。北方生態系統不僅僅是隔離碳,該區域河流所提供的水構成了北極海冰的大部分,學界普遍認為它們對關鍵洋流至關重要,而洋流則在全球範圍內循環水並定義全球氣候模式。

因為像魁北克電力公司所建的大壩往往遠離人口中心,這些也會破壞野生動物的棲息地,殺死鳥類,並引起物種入侵。

但是,馬克.安東尼.波略特(Marc-Antoine Pouliot)作為魁北克電力公司的發言人曾表示,全面的環境影響研究在大壩建設開始之前都已經完成。

他說,該公司對所有新的區塊鏈項目都進行了完整的分析,如果需要對電力網格進行任何更新,該公司將負責為其提供資金。他說,唯一的擔憂是如何在現有的高峰使用時間——比如加拿大的冬天——來管理這些運行的持續能量消耗。

「在魁北克,住宅用戶在家使用電力取暖。因此,當溫度低於零下20度時,電力需求可能會非常高,」他說。「我們現在正在分析區塊鏈對我們冬季高峰的影響。其中一個解決方案可能是強迫區塊鏈公司在冬季暫停挖礦活動。

可是,在一個每天都可能產生數萬美元甚至更高的價值波動的行業里,礦商們不太可能願意接受這樣的解決方案。

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圖丨這種獨立型吊艙是為了降低挖礦的冷卻需求而設計的

威爾斯則希望看到更少的大型水壩建設,而不是更多。

「我從一開始就認為,摧毀這樣一個真正的地球生命支持系統並不是一個好主意。」他說,「像這樣的生命支持系統越來越少了,為加密貨幣或一些投機性質的技術而摧毀它們,太魯莽了。」

但像坎佩爾這樣的礦商卻對這些想法提出了異議。他說,區塊鏈,就像網絡服務器和互聯網本身一樣,顯然是具有長久生命力的。為了滿足像加密貨幣這樣迅速增長的應用需求,用水力發電提供能量仍然是最環保的方式。

他指出了像他這樣的公司所做出的額外貢獻:Bitfarms 的5個業務點分別在魁北克的社區中回收了廢棄的、腐爛的倉庫和工廠。他們向當地經濟提供了資源,並雇傭了當地居民到那裡工作。

他承諾,會使用更多短期內能落地的創新技術,進一步抵消碳排放。

環保人士和社會正義人士當然會擔心這場運動帶來的生態和文化影響,隨著討論範圍的擴大,有一個問題也真正浮出水面,那就是「挖礦」是否具有真實價值。

全球性疑問:「挖礦」究竟有何價值?

加密貨幣本質上是一種能源密集型產業。作為一種分布式記賬系統,比特幣是加密貨幣中資源密集度最大的,原因在於它的安全依賴於一種被稱為「工作量證明」的機制。大約每10分鐘,比特幣就會釋放新的貨幣,作為成功解出計算問題並且驗證交易「區塊」的交換。

參與者將這些代表交易的數據轉換成一組被稱為「哈希函數」的代碼,反復嘗試,直到他們符合特定的標準。雖然這並不需要很高的複雜程度,但這一過程確實需要經歷大量的錯誤猜測。內行人將這一過程比作猜測彩票號碼。

麻省理工學院技術創新學院副教授、密碼經濟學實驗室的創始人克里斯蒂安·卡塔利尼(Christian Catalini)說:「實際上你是在解決那些我們無法用數學方法解決的毫無價值的謎題,你只能對它們進行暴力破解。」

而為這種暴力提供能量的就是為礦機提供動力的電力。

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卡塔利尼說,資源的集約化是比特幣這種去中心化系統的固有屬性,因為它的基礎就是參與者之間本質上缺乏信任。與美聯儲這樣的央行授信不同,比特幣這樣的加密貨幣通過讓所有交易透明化和全員驗證的方式打擊欺詐。

「基本上,你在用戶和攻擊者之間設置了經濟成本,」卡塔利尼說,「如果有人想通過偽造交易破壞系統,或恢復一個合法的交易,他們將不得不花費非常高的能量和計算——高到任何有理性的經濟主體都不會這樣做,因為這種攻擊的成本將遠遠大於收益。」

但這也意味著合法交易也必須耗費大量的能量來證明其有效性。

目前全球比特幣的哈希率,也就是挖礦計算的總數量,大約是25,000,000,000,000,000,000/秒,或者每秒 2500 萬 terahash (比特幣計量單位)。這一數字在四年前僅為每秒 30 萬 terahash,而這一數字預計將在未來的幾個月和幾年里繼續增長。

雖然比特幣是世界上最大的「工作量證明」加密貨幣,但它遠不是加密貨幣世界里唯一的「遊戲」:在最近的統計中,有近1500種加密貨幣操作系統,每種貨幣都有自己的能源需求。

但也有公司在通過技術來彌補這種能源需求的巨大空洞。

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離Bitfarms位於聖亞森特的公司不遠的地方,一家名為K.E.inc.的小型創業公司正在尋求改變北美地區的加密貨幣挖礦的區域和方式。它的創始人福德.內賈德(Fooad Nejad)專注於數據中心的冷卻系統。

目前已經有挖礦公司開始與他接洽,希望他能為公司的挖礦作業創設有效的冷卻系統,他開發出了獨立型的模塊化外殼,可以容納多達1200台電腦的作業。內賈德說,計算機仍然需要同樣的能量,但是再循環的通風系統減少了加熱和冷卻的需求。

這些吊艙類似於集裝箱,可以設置在任何地方,不需要翻新的或在舊建築中重新布線。它們稍加改裝就可以導出電腦產生的熱量。內賈德說,電腦產生的廢熱可以用來加熱建築,或者用於溫室全年種植諸如西紅柿和草莓這樣的溫暖氣候作物,這並不是一種遙遠的幻想,即便在魁北克。

「能源吸血鬼」的未來

所以,到底像加密貨幣這樣的區塊鏈應用會對地球產生怎樣持續的影響?

這取決於未來區塊鏈是否將持續使用能源吸血鬼般的「工作量證明」方式。

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我們還有另一種選擇,那就是「權益證明」。它不要求人們解決資源密集型的計算難題,而是要求發行方提供資金作為擔保。去年晚些時候,區塊鏈聯盟以太坊宣佈,計劃將其加密貨幣的開採方式轉化為一種權益驗證系統。如果成功,這將是同類產品中的首創,很可能會導致行業從工作量證明裡轉向。

即使這種情況沒有發生,隨著所有的比特幣都進入了流通領域,支撐比特幣等主要加密貨幣所需要的能量最終也會下降,而能源密集型的開採則會被單純的交易監控所取代。

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但在那之前,像比特礦場這樣的挖礦業務還在繼續增長。

所以,那些堆在聖亞森特尿布工廠裡的空紙箱怎麼辦?它們之所以存在,是因為該公司正在迅速配備電腦,員工們甚至都沒有時間分解和回收包裝。

-End-

作者:Kathryn Miles

原文:https://www.technologyreview.com/s/610786/bitcoin-is-eating-quebec/

編輯:黃珊