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# 能源效率

> Quai 网络与其他共识机制相比如何高效使用能源。

## 比比特币高效 10,000 倍

**简单的数学：**

* **比特币**：1 台计算机 → 1 条链 → 每秒 5 笔交易
* **Quai**：1 台计算机 → 3 条链 → 每秒 50,000 笔交易

相同的能源输入，10,000 倍更有用的输出。这就是合并挖矿与分片结合的力量。

**你的影响：**

* **比特币交易**：约 487 千瓦时（为一个家庭供电 2 周）
* **Quai 交易**：约 0.05 千瓦时（为你的手机充电两次）

## 我们如何实现这一点

**三项创新协同工作：**

1. **合并挖矿**：用一次计算挖掘 3 条链
2. **分片**：并行处理交易
3. **PoEM 共识**：消除分叉造成的工作浪费

**结果：**
有史以来最节能的工作量证明区块链，同时不牺牲安全性。

## 为什么能源很重要

能源支出是已知的唯一客观可验证的机制，将货币的安全性和稀缺性与物理世界的约束联系起来。稀有金属的稀缺性仅受消耗能源从地球或太空物理提取这些金属的有限盈利能力保护。法定货币的稀缺性通过政治、官僚机构和武装冲突形式的间接能源支出来确保。

**价值的物理学：**
所有有价值的东西都需要能源来创造或保护：

* **黄金**：挖掘和精炼的能源
* **法定货币**：在政治、官僚机构和武装冲突上花费的能源
* **比特币**：计算和保护的能源

能源支出是将安全性和稀缺性与物理世界联系起来的唯一客观可验证的机制。

**Quai 的理念：**
我们不试图消除能源-价值连接（那是不可能的）。相反，我们优化它，从每一焦耳的消耗中获得最大效用。

**效率提升：**

1. **哈希重用**：每次计算检查 3 个难度级别
2. **分叉消除**：不在孤立区块上浪费能源
3. **优化路由**：矿工自组织以最小延迟
4. **结果**：相同的安全性，每笔交易只需一小部分能源

## 工作量证明的环境效益

工作量证明创造了强大的激励机制，使矿工和全球环境保持一致。这种关系经常被误解——PoW 挖矿实际上推动了可再生能源的采用，因为矿工需要尽可能便宜的能源，这越来越意味着可再生能源。

与需要恒定、可靠电力的数据中心或工厂不同，矿工可以使用间歇性能源运行。这种独特的灵活性使他们成为可再生能源电网的完美合作伙伴。

### 可再生能源合作

将可再生能源整合到电网中会带来挑战：太阳能板在阳光照射时产生能源（不总是在需要时）风力涡轮机在风吹时发电（不可预测）。电网必须在供需之间保持完美平衡，否则面临停电风险。

挖矿通过提供可以立即调整以适应能源可用性的灵活需求，提供了一个优雅的解决方案。矿工可以消耗否则会被浪费的多余可再生能源，并可以在高峰需求期间减少消耗。在德克萨斯州（2022年7月），使用 1 GW 电力的比特币矿工在热浪期间立即减少了消耗，帮助防止电网故障，展示了挖矿作为电网稳定工具的价值。

### 滞留能源回收

工作量证明挖矿为滞留能源提供了独特的解决方案——由于缺乏基础设施而无法经济利用的能源资源。例子包括远程油井的甲烷燃烧、没有输电线路的孤立水电大坝，以及垃圾填埋场气体排放。

目前，监管机构要求排放或燃烧滞留甲烷以减少环境影响，但这仍然会产生大量排放。能源部专门呼吁使用"便宜建造且易于移动的模块化技术"将滞留气体转化为价值。

挖矿操作正好提供了这种解决方案：可以在任何地方盈利消耗滞留能源的便携式模块化容器。挖矿将甲烷转化为计算工作和经济价值，而不是将其燃烧到大气中，显著减少环境影响，同时为捕获而非释放创造经济激励。

### 推动能源创新

挖矿的竞争性质为能源创新创造了强大的激励。矿工不断寻求最高效的能源来源以保持盈利，创造了有利于可再生能源发展的自然选择压力。

这种动态在实践中已经可见。剑桥大学的研究发现 39% 的比特币挖矿使用可再生能源，主要是水电。到 2021 年，比特币挖矿委员会报告这一数字已上升到 57%——在没有任何监管要求的情况下纯粹通过经济激励实现。

随着可再生能源成本相对于化石燃料持续下降，这一趋势加速。矿工对更便宜能源的不懈追求直接资助和激励可再生能源发展，创造了有利于挖矿行业和全球可持续发展努力的正反馈循环。

## 10,000 倍的计算

**假设：**

1. 比特币和 Quai 网络的总能源使用量相等
2. 两个网络都以最大容量运行

**比特币：**

* 最大吞吐量：每秒 5 笔交易
* 年度交易：1.577 亿笔
* 每笔交易能耗：**486.62 千瓦时**

**Quai：**

* 最大吞吐量：每秒 50,000 笔交易
* 年度交易：1.58 万亿笔
* 每笔交易能耗：**0.05 千瓦时**

**结果：** Quai 每笔交易比比特币节能 9,732 倍