注：原文由CarlBeekhuizen发表在以太坊基金会官网。
长话短说：以太坊在合并完成后的能源消耗至少能减少99.95%。
以太坊将在接下里的几个月完成向权益证明共识机制的过渡，这带来了无数种已被理论化的改进。但既然信标链已经运行了几个月的时间，我们实际上就可以深入研究具体的数字了。我们很高兴探索的一个领域涉及新的能源使用估算，因为我们将结束在共识上花费一个国家所耗能源价值的过程。
截至目前，还没有任何关于能源消耗的具体统计数据，因此下面是对以太坊未来能源消耗的粗略估算。
由于很多人都在运行多个验证器，因此我决定使用可存款的独立地址的数量，来作为今天有多少台服务器的代理数。很多质押者可以使用多个ETH1.0地址，但这在很大程度上抵消了那些冗余设置。
以太坊上稳定币发行量达926.7亿美元:11月21日消息，数据显示，目前以太坊上稳定币发行量达926.7亿美元。排名前五的分别是：USDT（348.6亿美元），USDC（320亿美元），BUSD（128.93亿美元），DAI（85.2亿美元），PAI（10.45亿美元）。[2021/11/21 7:02:10]
在撰写本文时，有来自16405个独立地址的140592个验证器。显然，这是由于交易所和staking质押服务造成的偏差，因此移除它们会导致有87,897个验证器被假定是在家里质押的。作为一个健全的检查，这意味着平均每个家庭质押者运行了5.4个验证器，这对我来说似乎是一个合理的估计值。
能源要求
数据：以太坊手续费持续上涨:据Tokenview数据显示，近3天内以太坊当日手续费连续上涨。截至4月14日，ETH当日手续费总和为1.09万个ETH，约为2565.56万美元，较4月11日手续费总和增长了4165个ETH，日均增长率达7.92%。每日单笔交易手续费平均值较11日相比增长了0.0025个ETH，涨幅为47.17%。[2021/4/15 20:22:25]
分析：目前以太坊近80％资产供应处于盈利状态:Glassnode数据显示，尽管目前以太坊的价格远低于2018年的高点，但近80％的资产供应处于盈利状态，这是过去两年这一比例第三次上升到这个水平。（CryptoPotato）[2020/6/10]
运行一个信标节点、5.4个验证器客户端以及一个以太坊1.0全节点需要多少能量？以我的个人设置为基础，大约是15瓦。JoeClapis最近运行了10个验证器客户端，1个Nimbus信标节点以及1个10AhUSB电池组的Geth全节点，然后运行了10个小时，这意味着这个设置平均为5瓦。而一般的投资人不太可能运行这样的优化设置，所以我们取100瓦作为参考数。
将其与之前的87000个验证器相乘，就意味着家庭质押者的消耗电量约为1.64兆瓦。估计托管质押者所消耗的能源会更多一些，他们运行了成千上万个具有冗余和备份的验证器客户端。
动态 | 过去24小时以太坊总交易额降为147万ETH:根据amberdata.io数据显示，过去24小时内以太坊总交易额为147.11万ETH，较此前数据下降21.54%；日活跃用户量140854，用户活跃下降6.08%；新增合约53136个，较此前数据上升85.73%；平均交易费用达12.05 GWEI，下降7.16%；最活跃合约为SUM TOKEN(SUT)；通证代币交易总额为362657，较此前数据相比下降了11.20%。[2019/3/3]
为了简化计算，我们还假设他们每5.5个验证器使用100瓦。基于我所接触过的基础设施团队，这是一个粗略的高估值。真正的答案要少50倍左右。
因此，总的来说，采用权益证明的以太坊网络会消耗大约2.62兆瓦的电量。这不是一个国家的用电规模，也不是省甚至城市的用电规模，而大约是一个小镇的用电规模。
作为参考，当前工作量证明以太坊网络所消耗的能量相当于一个中等国家的能源，但这实际上是保持PoW链安全所必需的。顾名思义，PoW达成共识的基础是哪个分叉在这方面做的“工作”最多。
有两种方法可以提高“工作”完成率，一是提高挖掘硬件的效率，二是同时使用更多的硬件。为了防止区块链被成功攻击，矿工必须比攻击者更快的速度“工作”。由于攻击者很可能拥有类似的硬件，矿工必须保持大量高效的硬件运行，以防攻击者挖出它们，所有这些硬件都会消耗大量的能量。
在PoW共识机制下，ETH价格与算力正相关。因此，随着价格的上涨，在均衡状态下，网络消耗的电力也会随之增加。而在PoS共识机制下，当ETH价格上涨时，网络的安全性也会提高，但对能源的需求保持不变。
一些比较
据数字经济学者估计，以太坊矿工目前每年要消耗44.49太瓦时的电量，这意味着，根据上述保守估计，PoS的能效提高了约2000倍，这反映了总能源使用量至少减少了99.95%。
如果每笔交易的能耗高于你的速度，则约为35Wh/tx或TV约20分钟的耗电量。相比之下，以太坊PoW每笔交易使用相当于一栋房子2.8天的能量，比特币的每笔交易则消耗相当于一栋房子38天的能量。
展望未来
尽管以太坊目前仍在使用PoW共识机制，但这种情况不会持续太久。在过去的几周里，我们看到了第一批用于合并的测试网的出现。几个工程师团队正在加班加点地工作，以确保合并尽快到来，同时又不影响安全性。
扩容解决方案将通过利用规模化经济来帮助进一步减少每次交易消耗的能量。
以太坊网络超级耗电的日子屈指可数了，我希望这个行业的其他部分也是如此。
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