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自上而下
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第一种是自上而下的方法。现在每一个区块奖励是25个比特币，大约值6 500美元。也就是说，比特币体系平均每秒钟凭空产生11美元给矿工。
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现在我们思考一个问题：如果矿工把所有的11美元都用在电费上，他们可以买到多少电？当然，矿工通常并不会把全部的收入都用于电费，这是用于计算电费的上限。电价在各地的差异非常大，我们可以用美国的工业电价，大约每千瓦时（kwh)10美分的价格来预估，也就是每百万焦耳(megajoules，简称MJ)大概3美分。如果比特币矿工把所有的每秒11美元收入都用来支付电费，他们可以购买每秒367百万焦耳，消耗大概367 000千瓦时电力。
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单位能耗和单位电力 国际单位制（SI）中，能耗的衡量单位是焦耳，电力的衡量单位是瓦特，1瓦特代表每秒钟1焦耳。
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自下而上
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第二种是自下而上的方法，通过观测每个区块的难度，了解矿工计算的哈希数量，并以此来进行估计。假设所有的矿工都使用最高效的矿机，我们可以推导出一个最低电耗。
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目前，最好的商业化矿机的功效数值差不多是3GH/s/W[1]。那就是，这样的ASIC矿机每消耗1瓦特的电力，可以进行每秒30亿次哈希函数运算。目前全网算力是350PH/s，也就是350 000 000GH/s。[2]根据这两个参数计算，我们就可以知道目前基于这种矿机效率，每秒钟全网的矿机需要消耗117MW的电力。当然这个数值还没有包括所有冷却需要消耗的能耗以及芯片本身的内涵能耗。因为只是做一个能耗的下限估计，这么算是可行的。
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结合上述两种方法，可以推导出比特币挖矿大概所耗电力，这是几百万瓦特（megawatt，简称MW）的数量级。
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100万瓦特究竟是多少？为了便于直观理解，可以对比一下大型发电厂产生多少电力。世界上最大的发电厂之一，中国的三峡水电站的发电总量是10 000 MW，一个普通的大型水力发电厂的发电总量一般是1 000MW。世界上最大的核电站日本柏崎刹羽核电站（Kashiwazaki-Kariwa）的发电总量是7 000MW，而平均来说核电站的发电量为4 000MW，而火电电厂的发电总量一般为2 000MW。
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根据我们的估算，整个比特币网络大概消耗了一个大型电厂总发电量的10%。虽然这个数字已经相当惊人，但是和地球上其他的用电“大户”比起来，这个还算是小的。
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比特币挖矿在浪费能源吗
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比特币这种“浪费”能源的形式经常被人诟病，因为SHA-256的运算没有其他任何用处。但是我们必须认识到任何一种支付系统都需要能源和电力的消耗。就拿传统的货币来说，纸币印刷、ATM机器的运行、硬币分类机器、点钞机、支付服务系统以及运送现钞和金条的武装押运车，无一不在消耗各种能源。你也可以一样说这些能源的消耗除了维护整个货币体系之外，也没有任何其他用处。所以，如果我们认可比特币作为一个有用的货币体系，那么支持比特币体系的能耗就不能认为是浪费。
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当然，如果我们可以用更加节省能源的解谜算法来代替现在的比特币挖矿，同时确保货币的安全性，那自然更好。我们将在第8章讨论这个问题，然而我们并不知道这种可能性是否存在。
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能源的循环使用
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另一种使比特币更加环保的主意是，把挖矿过程中产生的热能进行二次利用，而不是让热能无谓地耗散在空气中。这种收集计算机运算所产生的热能的模式被称为“数据火炉”（data furnace）。这个想法的原理是使比特币矿机挖矿产生的热能经过一种特殊供暖装置的转换，用来进行家庭供热，而不需要传统的电取暖器。这部分热能供给就成了比特币挖矿的副产品。这么做的效率其实并不比购买一个传统的电取暖器差。也许对于家庭消费者来说，使用一个“数据火炉”并不会比将供暖设备连上网络和电源插座更复杂。
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这种方案也有一些问题。虽然矿机发热的效率和电取暖器差不多，但是它们本身比用天然气供暖的效率差很多。另外如果在夏天每个人都把矿机关闭（至少在北半球），那么比特币的全网算力将会伴随人类取暖需求而产生季节性变动。如果数据火炉方案真的推广开来，将会给比特币的共识机制带来很有有趣的影响。
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矿机的所有权也不明确。如果买了比特币数据火炉用于取暖，你是否拥有挖矿所获得的收入呢？还是出售设备的公司获取这部分收入？大多数人对比特币挖矿完全不感兴趣——有可能永远没兴趣——所以由出售这些设备的公司来获取这部分挖矿收入更合理。这也就意味着取暖器会以略微亏损的价格出售。这样一来，一些有创造性的用户可能会在购买了这些取暖器之后，对设备进行改造以使得他们自己可以获取这部分挖矿收入。这可能会引发令人难堪的数据所有权管理之争。
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将电力转换成现金
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长远来看，比特币产生的另一个问题是：它可以最有效率地把电力转换成现金。想象一下，如果比特币ASIC矿机是一个很容易购买到的商品，并且主要的挖矿成本是电力，这便意味着，提供免费的或低成本的电力将会面临被滥用的风险。
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在很多国家，政府都有用电补贴，特别是对工业用电进行补贴。这么做的原因是政府希望吸引工业投资留在本国。但是由于比特币提供了一种很好地把电力转换为现金的途径，这可能使得政府要重新考虑用电补贴的模式，以防它们补贴的电力全部被转换成了比特币。政府用电补贴的意图是，希望可以吸引那些对国家经济和人民就业有帮助的企业，但是补贴比特币挖矿也许并不能对这两点有所帮助。
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更大的问题是全球有数以亿计的“免费”插座，分布在家、学校、酒店、机场以及办公大楼等。有人可能把挖矿设备接在这些地方挖矿，因为别人会为此支付电费。事实上，他们还可能会用过时的设备而压根不考虑升级，反正电费又不是他们支付。在全世界范围内监控这些用于比特币挖矿的“偷电”行为，是一个异常艰巨的任务。
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[1]GH为gigahash,s为second,w为watt。——译者注
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[2]截至本书翻译的时间，全网算力已经增长到了1 200PH/s。——译者注
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