比特幣是全球市值最大的加密貨幣，同時也是地球上最耗能的運算網路之一。其龐大的電力需求源自工作量證明（Proof of Work），即維護網路安全的挖礦過程。礦工全天候運行強大的電腦來驗證交易並賺取新鑄造的代幣，而這種持續不斷的運算消耗大量電力。

本文彙整了有關比特幣環境足跡的最新可用數據，涵蓋用電量、碳排放、水資源消耗與電子廢棄物，並與傳統支付系統及其他產業進行比較。

比特幣能源消耗一覽

比特幣網路每年估計消耗204.44太瓦時（TWh）電力，大約相當於擁有7,200萬人口的泰國全年用電量。作為對照，芬蘭每年約用電85 TWh，匈牙利約43 TWh。儘管比特幣網路並未為任何住宅、工廠或城市供電，其估計耗電量仍是芬蘭的兩倍以上，接近匈牙利的五倍。

這些數據來自比特幣能源消耗指數（Bitcoin Energy Consumption Index, BECI），該指數透過經濟模型追蹤網路能源使用。指數假設礦工收入與電費成本同步變動：當礦工賺得更多時，便有能力運行更強大的機器，推高總消耗量。

模型產出的是一個區間而非單一數字。下界估計為82.45 TWh，基於最理想的硬體效率；上界則達309.35 TWh，假設使用較舊、效率較低的機器。約160至204 TWh的中位數估計被視為最可信的日常數據。

比特幣的能源消耗在2017年前後首次引起廣泛關注，當時其價格飆漲、挖礦活動快速擴張。2022年初的高峰期，部分估計顯示網路耗電量曾短暫超過芬蘭。此後，數據隨比特幣價格波動，印證了兩者之間的直接關聯。

目前挖礦硬體效率估計為每太哈希17.01焦耳（J/TH）。最高效的機器運行在約9.50 J/TH，而較舊的設備可達30 J/TH或更高。網路總電力需求估計為18.35吉瓦（GW）。

這項需求並非固定。當價格上漲，挖礦獲利提升，吸引更多礦工加入並推高消耗；當價格下跌，效率較低的礦工停機，能源用量隨之下降。

比特幣的碳足跡

比特幣的總碳足跡估計為每年1.1403億公噸二氧化碳（Mt CO2），大致相當於捷克全國的年度排放量。

單筆比特幣交易估計產生465.63公斤二氧化碳。相比之下，單筆Visa交易僅產生約0.45克。因此，一筆比特幣交易產生的碳排相當於約1,031,993筆Visa交易，或77,605小時的YouTube觀看時間。

比特幣電力結構的碳強度一直在上升。2022年發表於《Joule》期刊的一項研究發現，平均碳強度從2020年的每度電478.27克二氧化碳（gCO2/kWh）攀升至2021年8月的557.76 gCO2/kWh。

這一轉變發生在中國於2021年春季打擊比特幣挖礦之後。禁令之前，中國礦工在雨季大量使用水力發電。遷往美國和哈薩克後，他們改用燃煤和燃氣電力，推高了網路的整體碳強度。挖礦能源結構中的再生能源佔比從禁令前的41.6%降至其後不久的25.1%——這是單一國家政策決定如何迅速重塑挖礦全球環境成本最明顯的例子之一。

比特幣與傳統支付系統的比較

單筆比特幣交易估計耗電834.82度（kWh），足以供一個美國普通家庭用電28.61天。

Visa在2019年處理了1,383億筆交易，其全球所有營運共消耗740,000吉焦耳能源，折算下來每筆交易約0.00149度電。一筆比特幣交易消耗的能源相當於561,675筆Visa交易。

碳排差距更為懸殊。比特幣每筆交易排放約465.63公斤二氧化碳，而Visa僅0.45克。若計入Visa較清潔的能源結構，一筆比特幣交易的碳足跡相當於超過100萬筆Visa交易。

然而，這種比較並不直接。比特幣的能源使用並非取決於其處理多少筆交易，而是取決於挖礦的獲利能力。即使沒有人使用比特幣付款，礦工消耗的電力仍大致相同。每筆交易成本之所以高，主要是因為交易數量極低。

比特幣區塊鏈的處理能力上限約為每秒7筆交易，在理想條件下每年約2.2億筆。全球金融系統每年處理超過7,000億筆數位支付，光是Visa在尖峰時段每秒即可處理超過65,000筆交易。比特幣的理論年總處理量僅佔全球數位支付量的0.03%。一些支付系統規模不大的國家處理量都超過比特幣：例如匈牙利每年處理超過3億筆電子支付，這意味著比特幣需要動用其全部年處理能力才能服務匈牙利，其他地區將完全無法兼顧。

再生能源的問題

並非所有比特幣挖礦都依賴化石燃料。ESG分析師Daniel Batten的研究發現，目前超過52%的比特幣挖礦使用再生能源。

水力發電是最大的單一來源，佔能源結構的23.12%，風力發電以13.98%居次。太陽能佔4.98%，其他再生能源佔2.40%，再生能源合計佔比為52.40%。核能與非再生能源佔7.94%。其餘約47.6%來自化石燃料，主要是美國和哈薩克的煤炭與天然氣——在中國2021年打擊挖礦、礦工外遷後，這兩國成為最大的比特幣挖礦地區。

禁令之後再生能源佔比急劇下降。禁令前，再生能源估計佔能源結構的41.6%，部分得益於中國雨季廉價的水力發電。禁令後立即跌至25.1%，隨著礦工逐步採用更清潔的選項，比重才逐漸回升。

結構性障礙限制了再生能源的發揮空間。比特幣礦工需要全年365天、每天24小時的持續電力，而風能和太陽能等再生能源具有間歇性，並非總能在有需求時發電。當再生能源出力下降時，礦工便轉用可取得的備用電力，而在大多數地區，備用電力來自化石燃料。發表於《Joule》期刊的一篇經同儕審查的論文《再生能源無法解決比特幣的可持續性問題》指出，這種不匹配使比特幣與再生能源難以大規模契合：再生能源可減少基載化石燃料的使用，但比特幣礦工卻增加基載需求，且無法在低發電時段暫停運作。

電子廢棄物與水資源消耗

比特幣對環境的影響不只限於電力和碳排。挖礦還產生大量電子廢棄物（e-waste），並消耗淡水用於設備冷卻。

比特幣網路每年估計產生2.216萬公噸（kt）電子廢棄物，相當於荷蘭每年產生的小型IT設備廢棄物量。單筆交易約產生90.50克，大致相當於半部iPhone 12的重量。

挖礦硬體的使用壽命很短，因為更新、更高效的機器不斷取代舊機型；一旦礦機不再具備運行效益，通常就會被丟棄。與消費性電子產品不同，舊挖礦設備鮮有二手市場或實際再利用價值，因為它們是為單一目的而打造的專用設備。

淡水是另一項成本。網路估計每年消耗3,222兆升（GL）水，相當於瑞士全年的總用水量。單筆交易估計耗水13,157公升，約等於一座後院游泳池的水量。

比特幣挖礦與黃金開採的比較

比特幣常被稱為「數位黃金」，這種比較基於真實的相似之處：兩種資產都有固定的最大供應量，且需要持續投入才能產出。這項比較也延伸到環境成本，而比特幣在這方面表現不佳。

全球每年開採約3,531公噸實體黃金，黃金開採業的總二氧化碳排放量約為每年8,100萬公噸。開採等值於一枚比特幣價值的黃金約產生33公噸二氧化碳。透過比特幣網路挖出的一枚比特幣則估計產生690公噸（含交易手續費），是黃金單位碳成本的三倍以上，逾20倍。

不過，這項比較有其重要限制。實體黃金一旦開採，無需任何人維護即可無限期保值。比特幣挖礦則必須不間斷地持續，網路才能運作；若礦工停工，網路將停止運行，現有代幣也無法轉移。這形成了一項沒有開關的永久性能源承諾。黃金開採理論上明天就能停止，而現有儲備依然完好——比特幣挖礦沒有這種保障。

礦工經濟學與能源成本

挖礦是一門由利潤率驅動的生意，比特幣網路消耗的能源與當下的挖礦獲利能力直接相關。

比特幣能源消耗指數估計礦工年收入約為138億美元，包括新鑄造的比特幣和交易手續費。其中電費估計佔102億美元，約佔總收入的74%，此估算假設平均電價為每度電0.05美元。

當比特幣價格上漲，挖礦收入增加，礦工投資更多機器、消耗更多電力。當價格下跌，效率最低的礦工關閉設備，網路總能耗下降。結果是比特市場價格與其環境足跡之間形成直接的反饋循環。

比特幣2,100萬枚的內建供應上限強化了這種動態。目前已有超過90%被開採，隨著未來數十年上限逼近，挖礦難度將提高，意味著每枚代幣需要更多運算。只要比特幣保有價值，這種稀缺機制就確保挖礦始終是高耗能活動。

每度電0.05美元的假設其實偏保守。許多大型礦場能協商到更低的電價，有時低至2至3美分，這將使挖礦更有利可圖，並可能維持比指數估計更高的能源消耗。

什麼可能改變？

比特幣的工作量證明系統根植於其軟體的最底層。不像以太坊（Ethereum）在2022年從工作量證明轉向權益證明（Proof of Stake），比特幣沒有實際可行的類似轉型路徑。

權益證明的能耗遠低於工作量證明：驗證者根據其持有的加密貨幣數量來創建新區塊，而非競相解決運算難題。據估計，轉型可至少減少99.85%的能源使用，將單筆交易的足跡從834.82度電降至約1.25度或更低。

但工作量證明是賦予比特幣特定屬性的要素之一。挖礦創造了許多用戶和投資人視為比特幣價值核心的稀缺性與安全性，改變共識機制將改變網路的風險概況，這是大多數比特幣開發者和利益相關者強烈反對的。

有人認為，閃電網路（Lightning Network）這一建構在比特幣之上的第二層支付系統，可透過鏈下處理大量支付來降低每筆交易的能源成本。然而，將任何資金轉入閃電網路仍需要在比特幣主鏈上進行一筆交易——如果今天地球上的每個人都只需要一筆這樣的交易，比特幣主鏈將需要35年才能全部處理完畢。

碳抵換提供了部分解答。植樹、購買碳信用或投資碳捕集可以補償部分排放，加密產業也開始探索代幣化碳信用作為途徑之一。但目前沒有可靠數據顯示比特幣挖礦目前有多少排放被抵換。

最務實的趨勢是將礦場設在廉價再生能源附近。冰島的營運使用地熱發電，美國太平洋西北地區和南美洲部分地區的設施則利用過剩的水力發電。這些舉措在不改變比特幣底層設計的情況下降低了碳強度，但無法消除對持續電力的結構性需求。

結論

比特幣的能源足跡龐大、有充分紀錄，且與幣價密切相關。該網路每年用電超過200 TWh，排放超過1.14億公噸二氧化碳，產生數萬公噸電子廢棄物，並消耗數十億公升的水。其單筆交易的能源和碳成本是傳統支付系統的數十萬倍。

這種差距的存在並非因為比特幣意外地浪費，而是因為其設計將安全性與去中心化置於效率之上。能源成本是工作量證明的刻意產物。

目前超過一半的比特幣挖礦使用再生能源，且比重持續成長。然而，再生能源供應的結構性限制意味著在現有架構下不太可能全面轉型清潔能源，而且幾乎總是需要一些化石燃料備用電力來維持持續的挖礦產出。

比特幣的環境成本是否合理，取決於你對其其他特質的看法：去中心化、抗審查性和固定供應量。上述數據提供了這項成本目前在數字上的客觀面貌。

資料來源

• Digiconomist: Bitcoin Energy Consumption Index (BECI)
• Cambridge Centre for Alternative Finance: Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index (CBECI)
• de Vries, A. & Stoll, C. (2022). "Bitcoin's Growing e-Waste Problem." Joule.00086-3)
• de Vries, A. et al. (2022). "Revisiting Bitcoin's carbon footprint." Joule.00140-6)
• de Vries, A. (2021). "Renewable Energy Will Not Solve Bitcoin's Sustainability Problem." Joule.00586-7)
• Stoll, C. et al. (2019). "The Carbon Footprint of Bitcoin." Joule.30087-X)
• Statista: Bitcoin energy consumption worldwide, 2017–2025 (K. Scholle, Dec 2025)
• Visa Inc.: ESG Report — energy and transaction data
• Daniel Batten: Bitcoin Mining Sustainable Energy Research (ESG)
• Crypto.com: How Much Energy Does Bitcoin Consume?

來源：CoinCentral