Hvorfor Bitcoin er fremtiden for vores energinet

Her kommer en letlæselig artikel i fuld længde baseret på min seneste Twitter tråd, del et om Bitcoin og den nukleare fremtid for vores energinet. I første del opdeler jeg fortællingerne omkring energimarkeder generelt og Bitcoins energiforbrug, dækker nogle industrifakta og indsigter og giver nogle af mine personlige meninger med på vejen til en forhåbentlig fornøjelig læsning.

Men før jeg begynder, vil jeg gerne give min egen lille baggrund, da den er relevant for emnet i dag. Jeg er uddannet kemiingeniør (BS og MS) og har arbejdet som ledende ingeniør i det avancerede nuklearteknologiske rum i de sidste par år, så dette emne føles som hjemme.

Jeg vil gerne give en shoutout på forhånd til nogle af de referencer, jeg bruger og citerer nedefra. Ingen er større eller bedre end Lyn alden — Jeg tager diagrammer og information fra hendes seneste nyhedsbrev for at dække en del af denne tråd, alle burde læse det link..

De andre ressourcer, jeg vil citere fra, er følgende (i nogen bestemt rækkefølge):

1. "Bitcoin Mining Council Q2 2021-rapport
2. Squares papir om Bitcoins energiforbrug
3. "Only The Strong Survive" af Allen Farrington

Efter at have fået dette af vejen, lad os komme ind i det ved at starte fra det grundlæggende. Hvad er innovationen i Bitcoin? Her er en liste, jeg kan lide, taget fra Farringtons seneste artikel:=

1. Bevis-of-work-algoritmen
2. Sværhedsgraden tilpasning
3. Den oprindelige monetære enhed, der er i stand til at opstå endogent
4. Socialt set er innovationen en uforanderlig og usvigelig distribueret hovedbog

For at opnå dette skal Bitcoin have en binding til den fysiske verden: energi. Energiforbrug er bindeleddet mellem den virkelige verden og den digitale verden. Henry Ford foreslog dette i 1921, for at have en valuta støttet af energi til verden.

Ford foreslog følgende designkriterium for en universel penge, der ville befri verden tilbage i 1921:

1. Bakket op af energi
2. Ukonfiskerbar
3. Fast forsyning
4. Uden for regeringens kontrol

Der var ikke noget, der opfyldte disse designkriterier før, indtil bitcoin kom. Bitcoin er et ingeniørmæssigt gennembrud. Det vil vise sig at være den største opfindelse/opdagelse af menneskehedens historie, når vi mennesker har indhentet dens glans. Jeg behandler det som beslægtet med opdagelsen af ​​ild af de tidlige mennesker, som skubbede civilisationen videre.

Michael Saylor dækkede dette med Robert Breedlove på sidstnævntes show. Han gennemgik menneskelige opdagelser, som var afgørende for udviklingen af ​​civilisationen som helhed, og satte Bitcoin i den parentes.

Nu hvor vi har fået det ud af vores måde, lad os først gennemgå energien og sætte Bitcoins energiforbrug i forhold til verdens samlede energiforbrug. Verden bruger lidt nord for 173,000 terawatttimer (TWh) energi om året. Er det al den tilgængelige energi for os mennesker?

Nej. Tag et kig nedenfor som USA's energiforbrug i 2020, for eksempel. Ud af 92.9 quads tilgængelige energi, bliver kun 30.6 quads taget i brug til energitjenester. Så næsten to tredjedele er afvist energi af flere årsager. Bliver vi mere effektive, kan vi udvinde meget mere.

Der er også mange flere energikilder, der kommer online og arbejdes på, hvilket øger de samlede tilgængelige energiforsyningskilder endnu mere. Så i en nøddeskal er der en anstændig mængde energi, der bliver brugt, masser bliver spildt og mere på vej online.

Hvor meget er Bitcoins energiforbrug brugt til at opretholde konsensus om bevis-på-arbejde? Ifølge University of Cambridge er Bitcoins (peak) årlige energiforbrug omkring 103 TWh i øjeblikket og var så høj som 190 TWh tidligere på året på grund af udvandringen af ​​bitcoin-minedrift fra Kina i år.

Hvor meget er 103 TWh sammenlignet med 173,000 TWh? Det er 0.06 pct. Det er det. Selvom man tager de 190 TWh fra tidligere på året, er det stadig kun omkring 0.1%. Så Bitcoin bruger kun en tiendedel af 1% af verdens samlede energi. Det er det. Lad os få dette ene faktum rigtigt.

Bitcoins energiforbrug er simpelthen en afrundingsfejl i forhold til det globale energiforbrug. Forskere, der generelt kommer med tal for energiforbrug for verden, kan nemt falde 1% til 2% i begge retninger, og vi taler om en tiendedel af det her. Simpelthen meget lidt.

Ville Bitcoins energiforbrug stige over tid? Ja. Hvis bitcoin får succes med at blive verdens "energivaluta", skal dets energiforbrug stige for at forsvare proof-of-work-konsensus og netværket. Hvis dens værdi for mennesker stiger, vil dens energiforbrug også øges.

Men Bitcoins energi vil for altid være en afrundingsfejl i forhold til det globale energiforbrugstal. Vi gennemgår matematikken senere, men dets energiforbrug vil ikke overstige dets langsigtede nytte (hvor stort eller lille det bliver over tid). Alden dækkede dette utroligt i sin artikel citeret ovenfor.

Hvad fortæller de almindelige medier dig? Se et sigende uddrag nedenfor. Du ser denne type beskeder hele tiden. Vi har lige slået fast ovenfor, at de slet ikke er sande. Om noget bruger Bitcoin for lidt energi til sin relative nytte for verden i dag, som vi vil fastslå næste gang. De almindelige medier giver dig gas.

Inden vi dykker ned i noget af energimatematikken, lad os pege noget af bitcoins nytte til verden i dag. Bitcoin tilbyder:

1. Et hårdt aktiv med fast forsyning, der giver et lager af værdi/rigdom
2. Ikke-konfiskerbar privat ejendomsret
3. Et censur-resistent, tilladelsesløst, peer-to-peer-udvekslingsmedium
4. Det mest decentraliserede monetære netværk uden for nogen central myndigheds eller nationalstats kontrol (modstandsdygtig over for angreb)
5. Den bedste form for ihændehaveraktiv (urørt sikkerhed)
6. Et friktionsfrit, grænseløst, øjeblikkeligt, billigt globalt betalingsnetværk (via Lightning Network, en Layer 2-løsning bygget oven på Bitcoin)

Tror du, at noget med de egenskaber, den hårdeste form for penge støttet af energi, kan have nogen form for nytte for mennesker fremadrettet i den verden, vi lever i i dag? Hvis svaret er ja (hvilket jeg håber det er), så er 0.1 % af verdens energiforbrug ingenting og er let forsvarligt.

Lad os derefter gå videre til noget af Bitcoins energimatematik. Lad os først fastslå, hvordan bitcoin overhovedet bruger energi. Hvordan fungerer denne konsensusmodel for bevis-på-arbejde? Hvad betyder det overhovedet at mine bitcoin? Ligesom, WTF er alt dette?

Simpelthen er bitcoins bevis på arbejde designet til at producere en "blok" hvert 10. minut. En ny blok er fremstillet ved at løse et matematisk puslespil, ved brute at tvinge det ved hjælp af beregningsarbejde og derfor, du gættede det, elektricitet eller energi.

Energiforbrug er nøglen til at producere blokke og bevis på arbejde. På en måde er Bitcoin bakket op af energi, der bruges til at sikre netværket af minearbejderne, der producerer disse blokke. Selvom de ikke kontrollerer netværket, som det blev demonstreret i blokstørrelse krige.

Puslespillet er designet sådan, at der produceres en blok cirka hvert 10. minut. Hvis det tager kortere tid at producere en blok, bliver puslespillet sværere at løse, mens hvis det tager længere tid at producere en blok, bliver puslespillet lettere. Dette er innovationen "vanskelighedsjustering", som er nøglen til Bitcoin. Aldrig i historien har vi haft et aktiv, hvis udbud er fuldstændig uafhængig af efterspørgsel, forprogrammeret, konstrueret til præcision og indstillet i kode, uforanderligt af enhver central myndighed.

Nu, på grund af incitamentsmodellen indbygget i netværket, er millioner af maskiner implementeret til at "mine" Bitcoin-blokke ved at tilbyde beregningskraft til netværket, eller "energi". Dette måles i noget, der kaldes "hash rate", som i øjeblikket er på 166 exahashes per sekund (EH/s).

Hvad får minearbejderne til gengæld for at levere denne energi? De får blokbelønninger, som består af to ting: bloktilskuddet og transaktionsgebyrer (tx). Bitcoin bloktilskud følger en fireårig halveringscyklus (noget du måske har hørt om fra diagramanalytikerne).

Bloktilskuddet var 50 bitcoin pr. blok, da det startede tilbage i 2009, og faldt til 25 bitcoin fire år senere, derefter 12.5 bitcoin fire år senere, og for nylig faldet til 6.25 bitcoin sidste år, i maj 2020. Dette er den eneste måde ny bitcoin kan opstå, så tænk på udbudschokket.

Netværket fortæller pludselig minearbejderne, der ønsker at mine bitcoin, "Hey, fra i dag får du kun halvdelen af ​​det, du plejede at få, og om fire år vil det være halvdelen af ​​det og så videre." Det er en enorm mængde udbudschok for selve markedet.

Vi har tidligere set, at bitcoins prisstigning har været forbundet med disse "halveringscyklusser" på grund af det iboende udbudschok, der følger med. Som nogle siger, er "number go up" indbygget i selve konsensusmodellen.

Nå, nok af minedriftsbelønningerne. Vi talte om energiforbrug, ikke? Hvis vi antager, at markedsværdien af ​​bitcoin i det åbne marked er, hvor meget værdi der er låst på netværket, hvilket betyder, at det er så værdifuldt bitcoin er for os mennesker, så kan vi opstille energiforbruget, eller med andre ord "sikkerhedsudgifter" (energi). ) som en procentdel af bitcoins markedsværdi for at se, om netværket bliver energieffektivt over tid eller ej. Jo mindre procentdelen er, jo mere effektivt bliver netværket, ganske enkelt.

Lad os tage den samlede blokbelønning, dvs. bloktilskud og tx-gebyrer, som en proxy for sikkerhedsudgifter på netværket. Dette er ikke helt rigtigt, da sikkerhedsudgifterne kun er el-omkostninger eller energiforbrug, som er en procentdel af denne belønning. Så dette er faktisk en øvre grænse.

Som vi kan se, er det årlige værdipapirforbrug steget over tid målt i USD, men som en procentdel af bitcoins markedsværdi har det været faldende lige siden 2011. I første halvår af 2021 lå det på under 2 % af markedet cap, som Alden påpegede i sin artikel. Det er præcis, hvad analytikerne ikke får.

Bitcoin bliver utroligt energieffektiv over tid. Det bruger bogstaveligt talt brøkdele af værdien af ​​netværket til at sikre det (i øjeblikket på 2%). Der kommer endnu en halvering i 2024, som bringer bloktilskuddet ned til 3.25 bitcoin, og den i 2028 vil bringe det til 1.625 bitcoin.

Som du kan se, vil sikkerhedsudgifterne i det kommende årti blive ved med at blive afskåret af denne halvering af bloktilskuddet. Helt sikkert vil mere af udgifterne blive dækket af tx-gebyrerne fremover. Aldens forventning er at se forbruget på 0.25 % til 1 %, afhængigt af tx gebyrniveauer.

Her er nogle fremskrivninger for sikkerhedsudgifter som en procentdel af bitcoins markedsværdi i de kommende år. Lad os sige, at bitcoin når $1 million (eller omkring en $20 billioner markedsværdi) i 2025, og efter 2024 falder halveringen af ​​sikkerhedsudgifter nu til at sige 0.5%, så det er et forbrug på $100 milliarder. Det nuværende forbrug er 16.5 milliarder dollars.

Det ville betyde, at Bitcoins samlede energiforbrug i 2025 ville være omkring 0.6 %, eller kun seks gange dagens forbrug. Og husk på, at sikkerhedsforbrug ikke er præcis det samme som energiforbrug, som er en procentdel af det, og for det andet vil verdens samlede energiforbrug også stige.

For en nem matematisk ligning er vi stadig under omkring 1 % af verdens samlede energiforbrug for at sikre netværket, selv på et tidspunkt, hvor $20 billioner af verdens pengeenergi vil blive sikret i selve netværket. Det er super lavt energiforbrug for noget af så stor nytte, ville du ikke sige?

Her er en sammenligning af Bitcoins nuværende energiforbrug med andre industrier og dets CO2e-udledning også. Som vi har gennemgået tallene før, er bitcoins energiforbrug en afrundingsfejl lige nu. Intet at tilføje her.

Nu, efter at have etableret Bitcoins energiforbrugstal, lad os se på energimixet af det nuværende forbrug. Som rapporteret af Bitcoin Mining Councils kvartal to rapport, er Bitcoins energimix det mest bæredygtige derude og er betydeligt mere end de fleste lande.

Mainstream-medier tegner et billede af, at bitcoin-minearbejdere konkurrerer med andre industrier om elektricitet, som om det ville skubbe en anden ud af deres energiforbrug. Det er ikke sandt. Bitcoin-minearbejdere leder efter den billigste kilde til elektricitet derude. Hvorfor? For det er størstedelen af ​​deres daglige driftsomkostninger ved at drive minearbejderne. De kan simpelthen ikke konkurrere med de andre minearbejdere på globalt plan med moderate til høje omkostninger på elpriser for normale brugere. Så de er ikke dine konkurrenter.

Bitcoin-minearbejdere søger at finde udbud versus efterspørgsel ineffektivitet på elmarkederne og leder efter underudnyttede eller spildte energikilder for at opnå en konkurrencefordel i forhold til andre minearbejdere ved at sikre lave energiomkostninger. Dette er en global jagt overalt.

Mennesker har aldrig organiseret sig omkring en energikilde, det har i hvert fald ikke været den største drivkraft bag menneskelige bosættelser. Du ser generelt energi blive transporteret og bragt til dem, i stedet for at de sætter sig omkring energi.

Bitcoin minearbejdere er usædvanlige på denne måde. De vil gå overalt, hvor energien er billigst at udvinde. Her er nogle usædvanlige uddrag om dem:

• De kan samles ved kilden til elproduktion
• De kan forbruge periodisk uden at skade deres kerneforretning
• Energiomkostninger er som 80% til 90% af deres driftsomkostninger
• Alt, hvad de behøver, er tilgængeligt land og en internetforbindelse (mobil eller satellit)
• De er købere af alle strandede energikilder, alt under 6 cents per kilowatttime (kWh)
• De kan gøre nye energiprojekter økonomisk rentable

Det lyder som en utrolig interessant flok mennesker at studere lidt mere. Som, hvem er disse freaks? Nogen anekdoter? Okay, lad os grave lidt mere ind og få nogle beviser for disse usædvanlige sæt af individer, og hvorfor jeg kalder dem "strandede energijægere."

Kina havde været det største mineland i lang tid indtil 2021 efter Kinas mineforbud og masseudvandring af minearbejdere fra deres provinser i løbet af de sidste par måneder. Provinsen Sichuan er unik. Den har et væld af overbygget vandkraftkapacitet, som går til spilde.

I den våde årstid producerer den mere energi, end den kan bruge. Så disse kinesiske bitcoin-minearbejdere strømmede til Sichuan for at fange den strandede eller spildte energi for at mine bitcoin i stedet. Simpelthen fordi, ja, der er incitamenter til at finde den billigst mulige energi at udvinde.

Hvad ville der ske med denne energi, hvis de ikke havde brugt den til at mine bitcoin? Det ville bare være gået til spilde. Bitcoin-minearbejdere forvandlede den strandede energi til en indtægtskilde. De fleste af disse minearbejdere strømmer nu til Vesten i lyset af minedriftsforbuddet i Kina.

Se på Bitcoins hashrate igen. Kan du se det massive fald på mere end 50 % i hash-rate efter Kinas mineforbud? Nå, gæt hvad: Det er næsten tilbage til, hvor det var før. Tal om, hvor modstandsdygtigt dette netværk er. Intet enkelt punkt af fiasko, intet enkelt land kontrollerer eller styrer det.

Her er et andet eksempel: "udbrændt gasminedrift." Mange oliefelter har fanget naturgas forbundet med dem. Typisk er disse boresteder langt ude og har ingen tilsluttede rørledninger, hvorigennem du kan transportere og sælge denne gas, hvis den overhovedet er i rimelige mængder at sælge.

Med så lave naturgaspriser giver det ikke mening at investere i rørledninger eller relateret infrastruktur til at transportere dem. Så hvad er mulighederne? Udluft det i den åbne atmosfære eller blusse det op. Den første mulighed udlufter metan, den sidste, CO2. I hvilke mængder? 1.48 milliarder kubikfod, eller 150 TWh ifølge den amerikanske EIA. Og det er kun i USA i 2019, ikke engang på verdensplan.

Husk, hvor meget energi Bitcoin-netværket bruger i dag? 100 TWh. Så du kan forsyne hele netværket og mere ved blot at opfange denne strandede gas, som i stedet afbrændes. Ville dette også være nyttigt for miljøet? Absolut.

Nu, her er en fantastisk en, som er min favorit: Konceptet "Bitcoin som et energibatteri." Første gang jeg hørte om dette var fra denne artikel. Nick Grossman skrev om, hvordan Island transporterer sine enorme mængder geotermisk energi til verden med aluminium. Island bruger sin vedvarende geotermiske energi, som ellers er strandet, da det er svært at bygge rørledninger til det under Atlanten, til at smelte aluminium, og så transporterer de aluminium til verden. Så på en måde transporterer de energi. Aluminium fungerer som batteri.

Ligesom, hvad er overhovedet et energibatteri? Noget der kan transportere energi på tværs af både rum og tid. Nå, gæt hvad? Det er præcis, hvad Bitcoin er. Og det er meget bedre til det end bogstaveligt talt noget andet i verden. Det er den mest flydende form for energibatteri, noget der kan køre 24/7 i en tilladelsesfri, friktionsfri, grænseløs, ikke-konfiskerbar, modstandsdygtig, energibesparende, strømtæt batteriform. Ville det ikke være klogt for Island at udvinde bitcoin i stedet for at bruge sin geotermiske varme til aluminium? Ja.

Elektriske net balancerer to ting: udbud og efterspørgsel. Meget få energikilder kan køre 24/7 uafbrudt. Atomkraft er den bedste. Sol-, vind- og vandkraft er alle variable afhængigt af vejrforholdene. På grund af denne variation er nettene overbygget på forsyningssiden.

Efterspørgslen fra forbrugerne varierer også, især sæson til sæson og mellem dag og nat. Du får perioder med spidsbelastninger ind imellem. Så du er nødt til at imødekomme denne variable efterspørgsel. Derfor er det altid en balance, som gitrene skal opretholde.

Et stort problem med intermitterende energikilder som sol og vind er lagring. De er simpelthen ikke pålidelige som basislast uden energilagring. Og energilagring er ikke et let problem at løse. Gæt hvad: Vi har måske bare en teknisk mulighed på hånden i Bitcoin.

Nedenstående diagram viser energiafkastet (EROI) for energikilder. Hvis du kan se, hvordan det er i øjeblikket, når sol/vind ikke engang energigrænsen med lageromkostninger inkluderet.

Atomkraft har en 75 gange EROI uden omkostninger til energilagring. Det er simpelthen den bedste energikilde, vi har til rådighed på planeten, og alligevel bliver vi ved med at lukke vores atomkraftværker. Hvorfor? Igen har mainstream mediefortællinger og visse ulykker i fortiden ændret den offentlige mening. Men fakta er der.

Andre vedvarende energiformer kunne gøres med Bitcoin som deres energilagringsmulighed for at sænke deres lageromkostninger og blive økonomisk mere levedygtige som projekter til investeringer. Bitcoin-minearbejdere kan hjælpe med at gøre avancerede energiteknologiprojekter økonomisk levedygtige muligheder.

Bitcoin-minearbejdere kan tjene som første kunder og købere af sidste udvej for disse avancerede energiteknologiske løsninger og hjælpe med at få dem med langsigtet investeringskapital for at få dem til at lykkes. Som vi har set hele tiden, er Bitcoin og energi indviklet sammenflettet.

Efter min mening vil Bitcoin føre os ind i en Type I Kardashev-civilisation, en der kan bruge og lagre al den energi, der er tilgængelig på sin planet. I dag er vi en Type 0 Kardashev-civilisation, og denne proces kan tage år at udspille. Jeg er måske ikke her for at se det personligt.

Lad os gøre nogle hurtige takeaways fra denne artikel, før vi afslutter:

1. Bitcoin har stor nytte og er vigtig for mennesker. Ikke alle bruger eller værdsætter dets nytte i dag, hvilket er fint, men det betyder ikke, at det ikke er nyttigt for andre. I øjeblikket er tæt på 1 billion dollar af verdens rigdom lagret i den, det er en masse pengeenergi at se bort fra.
2. Bitcoin bruger kun omkring 0.1 % af den globale energi. Det nuværende energiforbrug er mellem 100 TWh om året til 200 TWh om året, og ifølge vores fremskrivnings matematik vil Bitcoins energiforbrug altid være en afrundingsfejl med hensyn til det globale energiforbrug. Det ville højst sandsynligt være under 1% i lang tid fremover.
3. Bitcoin kan faktisk bruge for lidt energi til den værdi, den måtte gemme i fremtiden. I betragtning af at bitcoin vokser i løbet af det kommende årti og opbevarer 20 billioner dollars af verdens rigdom, måske endda 50 billioner dollars, eller, tør jeg sige, 100 billioner dollars, er det en masse pengeenergi, der skal sikres sikkert og beskyttet. Vi bør investere og bruge mere energi på at beskytte netværket, end hvad vi gør i øjeblikket.
4. Bitcoin-minearbejdere er meget mobile og leder efter den billigste og billigste energi at mine.
5. Bitcoin minearbejdere konkurrerer ikke med andre industrier eller dit personlige brug for energi.
6. Energiforbrug er en god ting. Du vil sikkert gerne bo et sted, hvor der er en god mængde energi til rådighed til at bruge og nyde, frem for for lidt. Vi er nødt til at bruge og udnytte mere energi for at blive en Type-I civilisation, hvilket vil tage årtier.

Der er en masse punkter, som jeg ikke dækkede i denne artikel, som jeg planlægger at skrive om som en mere detaljeret opfølgning på dette. Jeg ønskede, at dette skulle være en introduktionsartikel.

Mit fokus på den næste ville være et dybt dyk på energimarkeder, energinetstrukturen, synergien mellem næste generation af smeltet salt atomreaktorer og bitcoin-minedrift og en hel del mere Bitcoin-energimatematik og fremtidige fremskrivninger. Hvis du kunne lide at læse dette, så lad mig vide det Twitter, jeg sætter pris på enhver feedback. Tak fordi du brugte tid på at gennemgå dette.

Dette er et gæsteindlæg af Puru Goyal. Udtalte meninger er helt deres egne og afspejler ikke nødvendigvis dem fra BTC Inc Bitcoin Magazine.

Kilde: https://bitcoinmagazine.com/business/bitcoin-is-the-future-of-our-energy-grid