比特币挖矿每年消耗的电量大致相当于一个中等规模国家的用电量。这种比较虽然准确，但并不全面。比特币对环境的影响涉及能源消耗、碳排放、用水量以及硬件废弃物等方面，而自大多数人形成对此问题的看法以来，这些方面的相关数据已发生了显著变化。
本文介绍了最新研究究竟揭示了什么，这些数据从何而来，为何存在差异，以及哪些问题真正存在争议，哪些问题已成定论。
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The two inner black circles are identical in size. Context changes how we perceive them, the same way that choosing what to compare Bitcoin's energy use to can make an identical figure read as alarming or unremarkable.要点总结
- 比特币挖矿消耗了全球约0.5%的电力，这相当于一个中等规模国家的用电量，不过不同估算方法得出的结果有所差异。
- 据剑桥替代金融中心（CCAF）称，目前比特币超过一半的电力来自可持续能源，而2022年这一比例仅为约三分之一。
- 自2022年以来，煤炭在采矿业能源结构中的占比已从36.6%降至8.9%；目前，天然气已成为最大的单一能源来源
- 比特币对环境的影响不仅限于能源消耗：用水量和硬件废弃物也是切实存在且可量化的影响，但相关报道却少之又少
- 比特币的能耗与其价格和矿工之间的竞争有关，而非取决于网络处理的交易数量
- 过去十年间，矿机能效提高了约7倍，这意味着网络规模的增长始终快于能耗的增长
- 越来越多的矿业公司正在将基础设施改造为人工智能数据中心，这虽然减少了比特币挖矿的直接环境影响，但也引发了新的质疑：这种环境效益是否真实存在
比特币为何要消耗能源
比特币通过一种称为“工作量证明”（PoW）的机制来保障网络安全。为了将新的一批交易添加到区块链中，被称为“矿工”的专用计算机竞相解决一个密码学难题。最先找到正确答案的机器将获得区块奖励以及该区块中的所有交易手续费。该轮中其他所有矿工的工作结果均被弃用。
这种能源消耗是刻意为之的。正是这一点使得篡改比特币账本的成本高昂。任何试图重写区块链的人，都需要重新完成整个诚实网络的计算工作，而这一成本会随着比特币价格以及全球用于挖矿的硬件投资规模的增加而水涨船高。
这种结构直接影响了我们解读比特币能耗数据的方式：比特币的用电量与其价格相关，而非与其处理的交易数量相关。无论在给定时间段内确认一笔交易还是一百万笔交易，网络消耗的比特币挖矿用电量大致相同。 能耗主要由矿工争夺区块奖励所驱动，而区块奖励与比特币的市场价值挂钩。大多数新闻头条都误解了这种关系，而这一点对于解读后续的所有统计数据都至关重要。
比特币对环境的影响有多大？
比特币对环境的影响主要体现在三个可量化的方面：发电产生的温室气体排放、冷却系统和发电厂的用水量，以及过时挖矿设备产生的比特币电子废弃物。
最近最全面的数据集是 《剑桥数字采矿行业报告》 （2025年4月），由剑桥另类金融中心（CCAF）发布。 CCAF对来自23个国家的49家矿业公司进行了调查，据其自我报告，这些公司占全球比特币算力的48%。该中心估算其年用电量为138太瓦时（TWh），约占全球发电量的0.5%。该 Digiconomist 比特币能耗指数, 该研究采用不同的方法论，得出的能耗数据更高，约为175太瓦时。这些数据并不矛盾。它们反映了对整个网络中硬件平均能效的不同假设。两者处于同一数量级，且都代表了现实世界中相当可观的能耗规模。
碳排放
CCAF在2025年4月的报告中指出，整个比特币网络的温室气体排放量为39.8兆吨二氧化碳当量（MtCO2e），相当于斯洛伐克的全国总排放量。 这反映出受访矿工的硬件效率同比提升了24%，且能源结构较往年更为清洁。其他指数报告的数据则更高。 Digiconomist对2025年的估算值接近9800万吨，与卡塔尔的排放总量相当。这一差距反映了方法论上的实质性差异，以及对整个网络（尤其是俄罗斯、中亚和中国地下矿场等未纳入抽样范围的矿工）的监测存在盲区。
关于每笔交易数据的说明
你可能见过诸如“一笔比特币交易消耗的电量相当于普通家庭两周的用电量”之类的说法。这些数据是将网络的总能耗除以其总交易笔数得出的。 问题在于，比特币的能耗并不随交易量成比例增长。无论在给定的区块周期内处理10笔还是1000万笔交易，网络消耗的电量都是一样的。 能耗主要取决于矿工对区块奖励的竞争，而区块奖励取决于比特币价格和硬件投入，而非支付活动。在最近关于比特币与能源的十二项经同行评审的研究中，有十一项已不再使用“每笔交易”这一指标，因为该指标得出的比较结果虽在技术上成立，但在实际应用中却具有误导性。A 2025年发表于《科学报告》的一项研究 《伦敦政治经济学院商业评论》中的相关文章和分析均指出了这一方法论上的转变。具有实际意义的数据是网络总能耗和相关总排放量。
用水量
用水量是比特币环境足迹中报道最少的部分。挖矿运营既通过数据中心的液体冷却系统直接消耗水，也通过为其供电的火力发电厂间接消耗水。 Digiconomist 2025指数估计，其年用水量约为2,772吉升，大致相当于瑞士的年用水总量。这一数据在主流报道中鲜少出现，但它确实是一种真实且可量化的影响。
比特币电子废弃物
随着每一代效率更高的ASIC矿机问世，旧款ASIC矿机在经济上便逐渐过时。这些芯片是专为比特币的SHA-256算法设计的，无法改作他用。当运营商淘汰旧设备时，这些硬件通常会成为废料。 Digiconomist的2025年指数估计，比特币的年度电子废弃物量约为20.75千吨。 一些行业研究人员对此提出了异议，指出该模型中关于硬件使用寿命的假设存在错误。确切数字确实尚无定论，但硬件废弃物确实是比特币环境成本的一个组成部分，且这一部分所受到的关注远不及它应得的程度。
比特币挖矿究竟在哪里进行
地理位置是影响比特币碳足迹的最关键因素之一，因为不同地区的电力碳强度差异巨大。使用冰岛地热发电的矿机，每挖出一个比特币的碳排放量几乎为零；而同一台矿机若接入哈萨克斯坦的燃煤电网，其碳排放量则高出几个数量级。
2021年，随着中国禁止加密货币挖矿，全球挖矿活动的分布发生了根本性变化，全球算力几乎在一夜之间减少了约65%。这些算力主要转移到了美国、哈萨克斯坦、俄罗斯及其他地区。
来源：《CCAF 2025年数字挖矿行业报告》；《CoinLaw 2025年加密货币挖矿统计报告》；《UPay 2026年算力分布报告》。
来自该报告的一个重要注意事项是 剑桥比特币能耗指数 需要注意的是：52.4%的可持续能源比例仅适用于本次调查覆盖的全球48%的算力。 未纳入抽样范围的部分——主要集中在俄罗斯、中国和中亚地区——几乎可以肯定会呈现出更依赖化石能源的倾向。因此，可持续能源占比应被视为调查样本群体的最低估计值，而非确切的全球平均值。
数据明确证实：煤炭在比特币挖矿能耗中的占比从2022年的36.6%降至2025年的8.9%。 目前，天然气已成为占比最高的单一能源来源，占比达38.2%；而可再生能源和核能合计占样本能源结构的52.4%（其中水力发电23.4%、风能15.4%、太阳能3.2%、核能9.8%）。 这一曾高度依赖中国煤炭的行业已经经历了真正的结构性转变，尽管加密货币可持续性倡导者有时会夸大这种转变的彻底程度。
硬件效率的故事
如果不了解矿机的发展趋势，仅凭原始消耗数据很难进行解读。
目前，ASIC矿机（专用集成电路矿机）是比特币挖矿中唯一使用的硬件。其效率以每太哈希焦耳（J/TH）为单位衡量：即一台矿机完成一万亿次SHA-256运算所消耗的电能。数值越低越好。
2016年发布的初代比特大陆Antminer S9，能耗约为98 J/TH。到2026年，市面上能效最高的矿机能耗将降至13至15 J/TH。 比特大陆当前的旗舰风冷机型Antminer S21 XP的能耗约为13.5 J/TH。Antminer S21 Pro的能耗则约为15 J/TH。正如以下资料所记载，十年来，能效提升了约7倍： Spark.money 的 2026 年挖矿经济分析 以及制造商的规格说明。
这一现象带来的实际影响十分显著。2026年第一季度，比特币网络算力突破了800艾哈希/秒（EH/s），同比增长约35%。同期，能耗增幅据估算仅为10%至15%。 由于新矿机取代了旧矿机，网络计算能力大幅增强，而新增的电力消耗比例却相应降低。基于旧能效假设的预测往往会系统性地高估能耗增长速度。这并非意味着比特币挖矿的能耗问题微不足道，但确实表明网络增长与能耗增长之间的关系并非线性关系。
电网平衡论点
关于比特币挖矿在能源系统中作用的一个实质性论点值得认真探讨：即矿工可以作为电力电网的稳定力量，特别是在可再生能源渗透率较高的电网中。
比特币挖矿是现存最易中断的大规模用电负荷之一。与工厂或医院不同，挖矿作业可以在几秒钟内切断全部电力消耗，且不会对任何产品或服务造成影响。 网络上的其他矿工会立即接手这些计算任务。这使得矿工自然成为“需求响应”计划的理想参与者——在该计划中，电网运营商会向大型用电用户支付报酬，以换取其在用电高峰期间削减用电量。
在得克萨斯州，得克萨斯州电力可靠性委员会（ERCOT）已记录到比特币矿工持续提供需求响应和频率调节服务。在2022年7月的热浪期间，当电网承受压力时，矿工们大幅削减了用电量，从而为居民和商业用户腾出了用电容量。
除了限电之外，矿工们还存在一种结构性动机，促使他们寻求最便宜的电力。最便宜的电力往往是那些原本会被浪费的电力： 巴拉圭的水电过剩（伊泰普和亚西雷塔大坝的发电量超过该国消费能力）、西德克萨斯州的限电风电（输电瓶颈迫使发电企业弃电，因为无法售出），以及石油钻井现场的天然气燃烧 （在那里，甲烷作为废弃物被燃烧，而非运往市场）。A 2023年发表在《ScienceDirect》上的一项研究 研究发现，在特定条件下，比特币挖矿能够吸收过剩能源、帮助平衡电网，并促进比特币与可再生能源的融合。
这一论点的局限性同样真实存在。俄罗斯、哈萨克斯坦以及中国境内的地下矿场并未参与可再生能源并网或电网平衡计划。该论点仅适用于在市场自由化且可再生能源占比高的市场中的一小部分矿工。它并未描述整个网络的状况，也无法使比特币实现碳中和。
从可再生能源到比特币挖矿：与CleanSpark首席执行官扎克·布拉德福德的对话
CleanSpark最初是一家可再生能源公司，后来发展成为美国增长最快的比特币矿商之一。在这篇专访中，首席执行官扎克·布拉德福德阐述了该公司在扩展挖矿业务时的运营理念：将能源战略视为核心竞争力，而非事后才考虑的因素。
人工智能转型及其对比特币影响的解读
采矿行业正在经历一场重大的结构性转变，这将对比特币对环境的影响产生直接影响。包括Core Scientific、IREN、TeraWulf和Bitfarms在内的多家上市矿业公司，正将其数据中心基础设施从比特币挖矿转向人工智能（AI）和高性能计算（HPC）工作负载。 截至2026年年中，上市矿业公司已宣布累计签署价值超过700亿美元的人工智能和高性能计算合同。Core Scientific通过CoreWeave获得了约100亿美元的合同。IREN与微软签署了一份价值97亿美元的协议。TeraWulf则表示计划完全退出比特币挖矿业务。
从某种程度上说，这减少了比特币的直接环境足迹，因为用于工作量证明挖矿的基础设施减少了。设施被改作他用而非报废，也减少了硬件浪费，因为现有的电力基础设施和建筑物得以重复利用，而非被废弃。
不过，实际情况比这要复杂得多。人工智能数据中心需要稳定、不间断的电力供应，这与使比特币矿机在电网平衡中发挥作用的“可中断负荷”模式有着根本区别。 在电网压力事件发生时，能够于数秒内完全削减用电量的矿场，一旦开始承载具有运行时间保障的人工智能推理工作负载，其灵活性就会大幅降低。正如Spark.money的2026年能源分析报告所指出的，随着矿业公司向人工智能托管业务转型，即使其总能耗增加，其作为灵活电网负荷的价值也可能随之减弱。
这种转型对环境产生的净影响确实尚不明确。比特币挖矿量的减少意味着比特币特有的碳足迹会缩小。但人工智能数据中心并非碳中和，需要稳定而非灵活的电力供应，而且其规模本身也在迅速扩大。基础设施的重新利用究竟是减少了总排放量，还是仅仅重新分配了排放量，目前数据尚无法对此给出明确答案。
更广阔的视野
比特币对环境的影响是真实且重大的。该网络的耗电量相当于一个中等规模国家的用电量，每年排放数千万吨二氧化碳，并产生大量硬件废弃物——这一点在多数报道中却被完全忽视。这些事实毋庸置疑。
发生变化的是它们所处的环境。能源结构比三年前更清洁，硬件效率比五年前更高，而且行业正在进行重组，这将持续改变整体局面。 关于比特币当前的环境足迹，最准确的说法是：它正在改善，但依然相当可观，而关注数据而非头条新闻，是了解其最新动态的唯一可靠途径。
