一个常见的误解,以太坊的用电量不是伏特,而是千瓦时

在探讨以太坊或任何加密货币的能源消耗时,我们常常会听到一些令人咋舌的数字，这些数字引发了关于其环境影响的热烈讨论，在深入这个话题之前，我们必须先澄清一个根本性的概念错误，许多人会问：“以太坊的用电量是多少伏？”

这是一个非常普遍的误解。用电量（Energy Consumption）的单位不是“伏特”（Volt），而是“千瓦时”（Kilowatt-hour, kWh）。

伏特（V）是电压的单位，它衡量的是电势差或“压力”，就像水管里的水压，而千瓦时（kWh）才是我们通常所说的“度”，它衡量的是实际消耗的能量，就像流过水管的水量，一个高电压的系统不一定消耗很多能量，反之亦然，讨论以太坊的用电量，我们应该关注的是它消耗了多少“千瓦时”的电力，而不是它的电压是多少“伏特”。

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引言：从“伏特”到“千瓦时”的正确提问方式

当人们第一次听到区块链网络需要消耗巨大的电力来维持运行时,一个很自然的疑问就是：“它需要多大的电压？” 这个问题源于对电力基本概念的混淆，要理解以太坊的能源足迹，我们必须首先转换我们的提问方式：以太坊网络每年消耗多少千瓦时的电力？ 这才是衡量其对全球电网影响的关键指标。

以太坊的“工作量证明”时代：一个巨大的能源黑洞

在2022年9月“合并”（The Merge）之前，以太坊的工作量证明机制是其能源消耗巨大的根源，在PoW模式下，全球成千上万的矿工们竞相解决复杂的数学难题，以获得铸造新区块的权利，这个过程被称为“挖矿”。

• 挖矿的本质是竞赛： 矿工们使用专门设计的ASIC矿机或高性能GPU，以极高的哈希率（计算速度）进行运算，这个过程本质上就是进行海量的、无意义的数学计算，其唯一目的就是竞争。
• 能源消耗的规模： 根据剑桥大学替代金融研究中心的数据，在PoW末期，以太坊网络的年耗电量一度高达110太瓦时（TWh），这是什么概念？这相当于荷兰整个国家的年用电量，或者足以供应1亿个美国家庭的电力需求，其碳足迹也与一些小型国家不相上下，引发了巨大的环境担忧。

当时,虽然我们无法给整个网络一个单一的“电压”值，但我们可以看到，每一台矿机都在一个特定的电压（如12V或220V）下运行，但其巨大的能耗体现在它们消耗的总功率（瓦特/千瓦）上，成千上万台这样的机器同时全功率运行，才汇聚成了惊人的总用电量。

“合并”之后：迈向可持续的权益证明

为了解决PoW带来的能源危机,以太坊社区在2022年9月成功完成了历史性的“合并”，将共识机制从工作量证明转变为权益证明。

这是一个革命性的转变,其核心逻辑发生了根本性变化：

• 从“算力竞赛”到“经济质押”： 在PoS模式下，不再需要通过消耗大量电力来进行计算竞赛，取而代之的是，验证者（替代了矿工）需要锁定（质押）一定数量的以太坊作为“保证金”，他们的责任是验证交易并维护网络安全，而不是无休止地计算。
• 能耗的急剧下降： 这个转变的效果立竿见影，根据以太坊基金会和其他研究机构的估算，PoS机制下的以太坊网络，其能源消耗