BDC:WB｜中央銀行數字貨幣（CBDC）的環境影響

圖1氣候變化與CBDC之間的關系

因此，本文旨在為CBDC的探索做出貢獻，并提高人們對其環境影響的認識，特別是對于東亞和太平洋地區的國家。根據氣候觀察，亞太地區特別容易受到氣候變化的影響。根據2000年至2019年間極端天氣事件造成的人員和經濟損失構建長期氣候風險指數，該指數表明，來自亞太地區的6個國家躋身世界上面臨氣候風險最脆弱的20個國家之列。更頻繁和更嚴重的自然災害、熱帶病的流行以及糟糕的空氣和水質都是該地區增長和福祉的重大風險。同時，如表1所示，亞太地區地區三分之二的中央銀行已著手研究或測試CBDC的實施。在這方面，有必要提前研究CBDC對亞太地區地區的生態影響的經驗教訓，以更好地主動應對這些預期風險。這也符合世界銀行集團的綠色、彈性和包容性發展框架，該框架建議采取一種平衡的方法，以適合國家發展需求和目標的方式關注發展、包容性和可持續性。表1亞太地區地區的CBDC發展階段

本文不尋求形成政策建議，而是指出了在設計CBDC時需要了解的環境因素。同樣，本文并非旨在創建評估支付系統碳足跡的方法；相反，本文使用現有的研究論文和數據來檢查和比較每個支付系統的環境影響。但由于現有論文和數據的局限，未來有更多數據可用時，將需要進一步研究。

假設和方法論

為了識別CBDC的環境影響并評估潛在的風險，本文旨在從環境角度分析CBDC的內在結構和特征以及它與其他支付方式的區別。如圖2所示，本文主要關注CBDC生命周期的兩個過程，即生產和流通。旨在根據主要發現提供批判性解釋，并展示需要進一步研究的領域。

StarkGate推出v1.6.1版本，支持USDC、USDT、WBTC從以太坊跨鏈至StarkNet:7月14日消息，StarkNet跨鏈橋StarkGate推出v1.6.1版本，支持USDC、USDT、WBTC從以太坊跨鏈至StarkNet，目前跨鏈規模和TVL均有限制，未來將逐漸開放限制。[2022/7/14 2:12:26]

圖2.比較方法的概念化

生產環節：CBDC可能使用多少能源？CBDC設計中的哪些技術因素比其他技術因素消耗更多的能量？仍有一些對CBDC的誤解認為CBDC和加密貨幣是相同的。批評者擔心比特幣和類似加密貨幣的開采會污染地球，因為它們需要大量能源，目前會產生大量溫室氣體排放。因此，一些人擔心CBDC也會對影響環境。要解決這一誤解，重要的是要講清楚CBDC的內在特征、工作原理，并確定與其他加密貨幣之間的差異，以確定CBDC可能對環境產生的影響。因此，本文將探討CBDC與加密貨幣的不同之處，并比較CBDC的設計方案及其能耗。

流通環節：CBDC是否比其他支付方式消耗更少的能源？如果是這樣，是怎么做到的？可以從其他支付方式中吸取哪些經驗教訓？隨著對CBDC的內在特征和基礎設施的深入研究，本文還試圖將其與其他支付方式進行比較，以進行比較估計。與其他支付方式的比較將提供一個機會來衡量CBDC的環境足跡并支持對其影響程度的比較性解釋。

4.CBDC設計中的機會

國際清算銀行將CBDC的設計領域確定為：RTGS系統和區塊鏈之間的選擇，基于賬戶和基于代幣的方法之間的選擇，以及批發和零售之間的選擇。歐盟區塊鏈觀察站和論壇則選擇訪問方法、賬本基礎設施和管理作為CBDC類型的劃分。從這些設計中，重點將放在賬本基礎設施和管理結構上，因為它與共識機制密切相關。構建零售CBDC系統的考慮可以類似地應用于批發CBDC系統；因此，在這里對這兩個系統進行不同的處理是沒必要的。此外，所有權驗證方法的選擇，基于賬戶或基于令牌，在對環境的影響方面并沒有太大的區別。因此，下一節將探討RTGS和DLT之間的選擇以及誰將參與共識機制。

新加坡WBF交易所即將上線BIF:據官方消息顯示，WBF交易所將上線BIF，并于7月20日14:00在開放區上線BIF/USDT交易對，充值將于7月19日14:00開啟，提幣將于7月19日14:00開啟，交易將于7月20日14:00開啟。

BIF是集“電商+互聯網+金融+區塊鏈”為一體的共享平臺，面向所有人群，以電商社群為紐帶開發的一款社交電商類區塊鏈應用產品。通過貢獻度公平獲取BIF幣。[2021/7/19 1:02:04]

RTGS、區塊鏈和共識機制的環境影響

1.賬本基礎設施：RTGS與區塊鏈在設計CBDC時，賬本基礎設施的選擇很重要。RTGS和區塊鏈之間的選擇可能會根據CBDC使用的優先級和目標而有所不同，這將對安全級別和計算成本產生影響，從而影響能源消耗。許多國家正在使用RTGS或RTGS等效系統進行銀行之間的結算。一些國家最近使用了新的RTGS系統或計劃開發一個新的系統。RTGS系統已經在支付結算領域進行了多年的測試和使用，通過不斷努力實現了高彈性和較高的性能。與RTGS系統相比，區塊鏈系統的關鍵優勢在于沒有單點故障。SPOF是指，當系統的某一部分無法正常工作時，它會停止整個系統的運行。由于SPOF可能成為惡意玩家的攻擊目標，因此消除SPOF是系統需要不間斷地連續運行的關鍵目標之一。即使某些網絡參與者是惡意的，區塊鏈技術也可以正常運行。因此，適當地采用區塊鏈技術實現CBDC系統可能有助于實現更高的彈性。區塊鏈技術的這一優勢源于其分布式結構內的共識機制。這是基于RTGS的系統和區塊鏈系統之間最顯著的區別，并且區別延伸到環境影響。

與基于RTGS的系統相比，區塊鏈系統需要額外的計算才能在沒有SPOF的情況下達成共識。這種計算成本會影響系統的能耗。成本因采用的共識機制而異。例如，具有最少額外計算的區塊鏈機制在能耗方面與基于RTGS的系統沒有什么不同。因此，如果減少CBDC的能源消耗是重中之重，最好選擇RTGS，因為區塊鏈系統會產生額外的能源消耗，盡管通常非常少。但是，國家當局將希望根據CBDC系統的目標考慮使用區塊鏈的優點，因為它可以提供獨特的安全優勢。

數字藝術家Micah Dowbak推出NFT藝術品:數字藝術家Micah Dowbak（又名Mad Dog Jones）推出基于以太坊的NFT加密藝術品“REPLICATOR”，最多可產生七代NFT變體“復制品”。目前該NFT拍賣最高出價為160萬美元。(Decrypt)[2021/4/13 20:12:32]

2.共識機制的環境影響選擇將區塊鏈技術作為CBDC賬本基礎設施的設計選項后，就該選擇符合系統總體目標的合適共識機制了。區塊鏈運營的關鍵是在網絡內維護記錄在區塊鏈上的信息的共識，這會影響運營的財務參數和安全性。有各種不同特性的共識機制會影響不同的能源消耗水平。圖3顯示了各種共識對環境的影響、安全優勢和總體性能的概念總結。細節可能因實施而異。圖3.CBDC設計選擇之間權衡的概念總結

除了其內在的運行機制外，參與者的數量和分布也會根據共識協議影響能源消耗。例如，在許多共識機制的驗證時，計算成本隨著參與者數量的增加呈線性增加，但在基于實用拜占庭容錯的共識協議下呈指數增長。限制參與者的數量可以節省能源，尤其是對于基于PBFT的機制，但這將降低安全優勢并增加攻擊的漏洞。此外，從分布的角度來看，在單個空間內擁有許多節點，或由單個實體管理，在安全性方面并沒有帶來巨大的優勢，并且可能是SPOF。然而，除了環境影響之外，讓許多不同的實體作為節點運營商參與還會產生高昂的管理成本和與隱私相關的問題。因此，重要的是要了解CBDC的設計沒有靈丹妙藥。在權衡各方面的情況下為CBDC做出合適的設計選擇至關重要。

比較CBDC與其他支付方式的環境足跡

數據：WBTC活躍地址數比年初增加448%:根據加密貨幣情報公司IntoTheBlock提供的數據，WBTC仍是BTC錨定幣中市值最大的，目前為8.16億美元。WBTC中活躍地址數量比年初增加了448%(目前約7900個)。[2020/9/23]

1.加密貨幣

加密貨幣內在的限制將不可避免地限制設計完全節能的加密貨幣系統的努力。當前的系統被設計為在去信任的環境中運行，并采用了一種能源密集型機制來實現這一目標。因此，在去中心化的生態系統下，加密貨幣網絡很難將能源消耗水平降低到現有貨幣的水平。高能耗和負面環境影響被認為是加密貨幣的關鍵副作用；這引起了擔憂并阻礙了其快速采用。能源消耗可能因加密貨幣的類型及其底層結構而異。例如，按市值計算的第二大加密貨幣以太坊目前正在為其Sybil抵抗機制使用工作量證明。以太坊網絡估計每年消耗87.97TWh，與芬蘭和比利時的年耗電量相當。為了應對對可持續性的日益關注，加密貨幣最近采用了更環保的共識機制。幾種加密貨幣，如Solana、Cosmos、Algorand或Polkadot都使用權益證明，它比工作量證明消耗更少的能量。以太坊還計劃在2022年第一季度或第二季度轉向權益證明。以太坊基金會估計，轉向權益證明將使其能源消耗減少至少99.95%。劍橋替代金融中心還表明加密貨幣挖礦可以利用可再生能源。

雖然加密資產的內在結構需要大量能源，但CBDC處于不同的能源消耗結構中。因為它得到中央銀行的支持，它不需要在像比特幣這樣的去信任環境中贏得信任，并且它的環境指紋將比加密貨幣更能與現有的數字貨幣系統相媲美。

2.現金和卡支付

目前業界一直在努力驗證無現金社會的氣候影響，并不斷完善CBDC的假設，英格蘭銀行2021年6月發布的“中央銀行數字貨幣：英格蘭銀行工作的最新情況——湯姆·馬頓的演講”、荷蘭中央銀行2018年發布的“現金支付的生命周期評估”S.Rochemont2018年發布的“無現金社會：收益、風險、問題”、國際清算銀行2020年發布的“中央銀行數字貨幣：基本原則和核心特征”都談到了這個問題。荷蘭中央銀行表示，現金支付的總生態影響是借記卡支付的1.5倍。Ripple是一家基于區塊鏈的支付協議公司，它測量了加密貨幣、現金和卡支付對環境的影響。如下表2所示，據估計，卡支付網絡使用的能源少于區塊鏈資產和現金。

WBF交易所將于5月14日上線CYT:據官方消息，新加坡時間2020年5月14日10：00，WBF交易所將正式上線CYT，并在開放區上線CYT/USDT交易對。CYT是基于區塊鏈溯源技術公開透明的特點而打造的茶類價值交換生態圈，以公有鏈上去中心化、可溯源的統一標準，實現溯源防偽、業態鏈接、價值交換、文化交流等綜合數據應用與服務體系。CYT以古樹茶對標資產上鏈，解決市場防偽痛點，并建立行業標桿，致力于實現消費者、投資者和茶農間零距離。[2020/5/11]

表2.每筆交易的最新可用電力估計

追蹤紙幣整個生命周期的能源消耗是很困難的，因為這個過程因國家和原材料的使用而異。然而，已經有許多努力基于多種方法來估計它。S.Rochemont的一項研究將他們的方法論集中在印刷紙幣和紙幣流通上。根據該研究，美國雕刻和印刷局票據制造商的平均電費對應于11.38美分/千瓦時。此外，研究表明，自動柜員機的能源消耗是影響能源消耗的主要因素，據估計，美國ATM每年消耗的能源為0.84TWh。包括借記卡和信用卡在內的卡網絡消耗的能源要少得多，Visa和Mastercard等公司承諾實現凈零排放，以創造更可持續和更具包容性的數字經濟，并努力減少每筆交易的電力消耗。當前的業務用電量和數據中心的特定消耗已被捕獲，估計每筆Visa和Mastercard交易對應的能源消耗分別為0.0008kWh和0.0006kWh。顯然，這些金額遠遠低于加密貨幣和紙幣。CBDC將采用數字貨幣的形式。BIS報告稱，CBDC是一種以國家記賬單位計價的數字支付工具，是中央銀行的直接負債。在CBDC世界中，每個虛擬貨幣單位將在數字錢包中擁有一個唯一的數字代碼，并將由錢包持有人無縫轉移到個人的其他數字錢包。它與我們今天在大型科技公司提供的金融科技和其他數字錢包中看到的非常相似，包括移動支付應用程序和傳統銀行提供的不需要兌換紙幣的錢包。當前大多數CBDC項目都使用混合CBDC，其中賬戶代表中央銀行的負債，但私人中介可以處理零售支付。歐洲央行指出，“并行基礎設施也將與發行數字歐元以改善支付成本和環境足跡的目標背道而馳。”雖然在直接比較未來CBDC和其他支付方式的生態足跡時仍然存在無法克服的限制，歐洲中央銀行2020年10月發布的“關于數字歐元的報告”聲明，加密貨幣會消耗最多的能源，其次是現金和卡。雖然從能源消耗的角度來看，卡支付網絡對環境的影響最小，但與其特征和基礎設施最相似且更優的支付方式是CBDC。

結論

本文試圖解決有關CBDC對環境影響的疑慮，探討各種設計方案之間的差異，并將它們與現有支付系統進行比較，以提高中央銀行、監管機構和政策制定者對CBDC對環境影響的認識。雖然本文側重于亞太地區受眾，但下文提出的要考慮的問題也適用于其他地區的國家。以下是我們要強調的主要考慮因素。1.中央銀行，特別是亞太地區地區的央行，需要考慮CBDC的環境影響。亞太地區地區三分之二的央行開展了CBDC相關研究或已經進行了實施準備。關于亞太地區對環境影響的脆弱性的研究表明，該地區的中央銀行可能需要仔細考慮CBDC的環境影響和潛在的氣候風險。亞太地區地區是溫室氣體排放量上升的主要貢獻者之一。該地區有六個國家被確定為最容易受到氣候變化影響，并且相對更容易受到環境風險的影響。考慮到這些特點，亞太地區的中央銀行在探索和采用CBDC時應考慮環境影響和潛在的氣候風險。

2.環境影響因CBDC設計方案而異。CBDC可能成為金融創新的催化劑；然而，需要仔細審議以平衡CBDC的目標及其影響。根據自身情況，中央銀行正在探索具有各種目標的CBDC，包括彈性和包容性支付服務。分類賬基礎設施和共識機制選擇中的設計選擇對環境的影響可能會有所不同，并且選擇需要在能源消耗、安全優勢和性能之間進行權衡。設計選擇的權衡與目標密切相關，因此追求一個方面可能難以實現其他目標。3.評估技術選擇以實現戰略和環境目標的重要性。

CBDC不依賴于單一技術，可以采用區塊鏈和數字支付解決方案。區塊鏈技術不是CBDC的強制性要求，現有的數字支付解決方案如基于RTGS的系統或信用卡支付系統也可以用于CBDC。CBDC的能源消耗和環境風險可能因技術選擇而異。CBDC預計消耗的能源少于加密貨幣，類似于卡網絡或移動支付的能源消耗。因此，對于國家當局來說，評估每項技術如何同時滿足其戰略目標和環境目標并選擇最有利于長期金融穩定的最佳選項至關重要。

CBDC正處于探索的早期階段，但其正在迅速發展。考慮到CBDC的社會經濟影響，重要的是要考慮環境和氣候戰略以實現長期的財務可持續性。本文旨在梳理解決此問題的一些初步想法和假設。展望未來，CBDC的發展和相關數據的積累將支持更好地預測碳足跡。

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編輯/吳田英編譯/孫翼責編/孫翼

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