De ce Bitcoin este viitorul rețelei noastre energetice

Iată un articol complet, ușor de citit, bazat pe recentul meu Twitter thread, prima parte despre Bitcoin și viitorul nuclear al rețelei noastre energetice. În prima parte, defalc narațiunile despre piețele de energie în general și despre utilizarea energiei Bitcoin, acoper câteva fapte și perspective din industrie și ofer câteva dintre opiniile mele personale pe parcurs, pentru o lectură plăcută, sperăm.

Dar înainte de a începe, vreau să-mi ofer propriul meu context, deoarece este relevant pentru subiectul de astăzi. Sunt inginer chimist (BS și MS) și am lucrat ca inginer principal în domeniul tehnologiei nucleare avansate în ultimii ani, așa că acest subiect se simte ca acasă.

Vreau să spun din față unora dintre referințele pe care le folosesc și le citez de mai jos. Niciuna nu este mai mare sau mai bună decât Lyn alden — Iau diagrame și informații din buletinul ei recent pentru a acoperi o parte a acestui subiect, toată lumea ar trebui să o citească aici.

Celelalte resurse din care voi cita sunt următoarele (în nicio ordine anume):

1. Raportul Consiliului Mining Bitcoin T2 2021
2. Lucrarea lui Square despre utilizarea energiei Bitcoin
3. Doar cei puternici supraviețuiesc” de Allen Farrington

După ce am îndepărtat acest lucru, să intrăm în el pornind de la elementele de bază. Care este inovația în Bitcoin? Iată o listă care îmi place, luată din articolul recent al lui Farrington:=

1. Algoritmul de dovadă a lucrului
2. Ajustarea dificultatii
3. Unitatea monetară nativă care este capabilă să apară endogen
4. Din punct de vedere social, inovația este un registru distribuit imuabil și de netrecut

Pentru a realiza acest lucru, Bitcoin trebuie să aibă o legătură cu lumea fizică: energia. Cheltuielile energetice sunt legătura dintre lumea reală și lumea digitală. Henry Ford a propus acest lucru în 1921, pentru a avea o monedă susținută de energie pentru lume.

Ford a propus următorul criteriu de design pentru bani universali care ar elibera lumea încă din 1921:

1. Susținut de energie
2. Inconfiscabil
3. Alimentare fixă
4. În afara controlului guvernului

Nu a existat nimic care să satisfacă aceste criterii de design înainte, până când a apărut bitcoin. Bitcoin este o descoperire inginerească. Se va dovedi a fi cea mai mare invenție/descoperire a istoriei omenirii, odată ce noi, oamenii, vom ajunge din urmă la strălucirea ei. O tratez ca fiind asemănătoare cu descoperirea focului de către primii oameni, care a împins civilizația.

Michael Saylor a acoperit asta cu Robert Breedlove la emisiunea acestuia din urmă. El a trecut prin descoperiri umane care au fost cruciale pentru progresul civilizației în ansamblu și a pus Bitcoin în această categorie.

Acum că ne-am îndepărtat de asta, să trecem mai întâi prin energie și să punem consumul de energie al Bitcoin în termeni relativi la consumul total de energie al lumii. Lumea folosește puțin la nord de 173,000 terawați oră (TWh) de energie pe an. Asta este toată energia accesibilă pentru noi, oamenii?

Nu. Aruncați o privire mai jos despre consumul de energie din SUA în 2020, de exemplu. Din 92.9 quad-uri de energie disponibile, doar 30.6 quad-uri sunt folosite pentru servicii energetice. Deci aproape două treimi este energie respinsă din mai multe motive. Dacă devenim mai eficienți, putem extrage mult mai mult.

De asemenea, există mult mai multe surse de energie care vin online și la care se lucrează, ceea ce crește și mai mult sursele totale de energie disponibile. Deci, pe scurt, se folosește o cantitate decentă de energie, se irosește o mulțime și mai multe vor veni online.

Acum, cât de mult este folosită cheltuiala energetică a Bitcoin pentru a menține consensul privind dovada muncii? Potrivit Universității din Cambridge, rata anualizată a consumului de energie (de vârf) a Bitcoin este în prezent de aproximativ 103 TWh și a fost de până la 190 TWh la începutul anului, din cauza exodului mineritului bitcoin din China în acest an.

Cât este 103 TWh în comparație cu 173,000 TWh? Adică 0.06%. Asta este. Chiar dacă luați cei 190 TWh de la începutul anului, tot este doar aproximativ 0.1%. Deci, Bitcoin folosește doar o zecime din 1% din energia totală a lumii. Asta este. Să înțelegem corect acest fapt.

Utilizarea energiei Bitcoin este pur și simplu o eroare de rotunjire în raport cu consumul global de energie. Oamenii de știință care, în general, vin cu numere de utilizare a energiei pentru lume, pot fi cu ușurință reduse cu 1% până la 2% în orice direcție, iar aici vorbim de o zecime din aceasta. Pur și simplu foarte puțin.

Consumul de energie al Bitcoin ar crește în timp? Da. Dacă bitcoin reușește să devină „moneda energetică” a lumii, cheltuielile sale de energie trebuie să crească pentru a apăra consensul de dovadă a muncii și rețeaua. Dacă valoarea sa pentru oameni crește, la fel și utilizarea sa de energie.

Dar energia Bitcoin va fi pentru totdeauna o eroare de rotunjire în raport cu cifrele consumului global de energie. Vom trece prin matematică mai târziu, dar consumul de energie nu va depăși utilitatea pe termen lung (oricât de mare sau mică devine în timp). Alden a acoperit acest lucru în articolul ei citat mai sus uimitor.

Acum, ce vă spune mass-media mainstream? Vezi mai jos un fragment grăitor. Vedeți aceste tipuri de mesaje tot timpul. Tocmai am stabilit mai sus că nu sunt deloc adevărate. În orice caz, Bitcoin folosește prea puțină energie pentru utilitatea sa relativă pentru lumea de astăzi, așa cum vom stabili în continuare. Mass-media mainstream te aprinde cu gaz.

Înainte de a ne arunca o privire asupra matematicii energetice, să arătăm o parte din utilitatea bitcoin către lumea de astăzi. Bitcoin oferă:

1. Un activ dur cu aprovizionare fixă ​​care oferă un depozit de valoare/bogăție
2. Drepturi de proprietate privată neconfiscabile
3. Un mediu de schimb peer-to-peer, rezistent la cenzură, fără permisiune
4. Cea mai descentralizată rețea monetară în afara controlului oricărei autorități centrale sau statului național (rezistent la atacuri)
5. Cea mai bună formă de activ la purtător (garanție curată)
6. O rețea globală de plăți fără fricțiuni, fără margini, instantanee, cu costuri reduse (prin intermediul Lightning Network, o soluție de nivel 2 construită pe baza Bitcoin)

Crezi că ceva cu acele proprietăți, cea mai grea formă de bani susținută de energie, poate avea vreo formă de utilitate pentru oameni în viitor în lumea în care trăim astăzi? Dacă răspunsul este da (ceea ce sper să fie), atunci 0.1% din consumul de energie din lume este nimic și este ușor de justificat.

Să trecem apoi la unele dintre matematicile energetice ale Bitcoin. În primul rând, să stabilim cum bitcoinul consumă chiar energie. Cum funcționează acest model de consens pentru dovada muncii? Ce înseamnă chiar să mine bitcoin? Cum ar fi, WTF este toate astea?

Pur și simplu vorbind, dovada de lucru a bitcoin este concepută pentru a produce un „bloc” la fiecare 10 minute. Un nou bloc este produs prin rezolvarea unui puzzle matematic, prin forțarea brutală folosind munca de calcul și, prin urmare, ați ghicit, electricitate sau energie.

Cheltuielile energetice sunt esențiale pentru producerea de blocuri și dovezi de lucru. Într-un fel, Bitcoin este susținut de energie, cheltuită pentru a securiza rețeaua de către minerii care produc aceste blocuri. Deși nu controlează rețeaua, așa cum a fost demonstrat în războaie de blocuri.

Puzzle-ul este conceput astfel încât un bloc este produs aproximativ la fiecare 10 minute. Dacă este nevoie de mai puțin timp pentru a produce un bloc, puzzle-ul devine mai greu de rezolvat, în timp ce dacă este nevoie de mai mult timp pentru a produce un bloc, puzzle-ul devine mai ușor. Aceasta este inovația de „ajustare a dificultății” care este cheia pentru Bitcoin. Niciodată în istorie nu am avut un activ a cărui ofertă este absolut independentă de cerere, pre-programat, proiectat cu precizie și stabilit în cod, imuabil de orice autoritate centrală.

Acum, datorită modelului de stimulare încorporat în rețea, milioane de mașini sunt desfășurate pentru a „mine” blocuri Bitcoin, oferind putere de calcul rețelei sau „energie”. Acest lucru este măsurat în ceva numit „rata de hash”, care este în prezent la 166 exahash-uri pe secundă (EH/s).

Ce primesc minerii în schimbul furnizării acestei energie? Ei primesc recompense în bloc, care constă în două lucruri: subvenția în bloc și taxele de tranzacție (tx). Subvenția de bloc Bitcoin urmează un ciclu de înjumătățire de patru ani (ceva despre care s-ar putea să fi auzit de la analiștii grafici).

Subvenția de bloc a fost de 50 de bitcoin pe bloc când a început în 2009 și a scăzut la 25 de bitcoin patru ani mai târziu, apoi de 12.5 de bitcoin încă patru ani mai târziu, iar recent a scăzut la 6.25 de bitcoin anul trecut, în mai 2020. Acesta este singurul mod. noul bitcoin poate apărea, așa că gândiți-vă la șocul ofertei.

Rețeaua le spune brusc minerii care caută să extragă bitcoin: „Hei, de astăzi vei primi doar jumătate din ceea ce primeai și în patru ani va fi jumătate din asta și așa mai departe”. Aceasta este o cantitate enormă de șoc de aprovizionare pentru piața în sine.

Am văzut în trecut că creșterea prețului bitcoin a fost legată de aceste „cicluri de înjumătățire” din cauza șocului inerent al ofertei care vine odată cu acesta. După cum spun unii, „numărul crește” este încorporat în modelul de consens însuși.

Acum, destule recompense pentru minerit. Vorbeam despre consumul de energie, nu-i așa? Dacă presupunem că valoarea de piață a bitcoinului pe piața deschisă este cât de multă valoare este blocată în rețea, ceea ce înseamnă că atât de valoros este bitcoin pentru noi, oamenii, atunci putem tabel cheltuielile cu energie, sau cu alte cuvinte „cheltuielile de securitate” (energie ) ca procent din capitalizarea pieței bitcoin pentru a vedea dacă rețeaua devine eficientă energetic în timp sau nu. Cu cât procentul este mai mic, cu atât rețeaua devine mai eficientă, pur și simplu vorbind.

Să luăm recompensa totală a blocului, adică subvenția de bloc și taxele de taxe, ca proxy pentru cheltuielile de securitate în rețea. Acest lucru nu este chiar adevărat, deoarece cheltuielile de securitate reprezintă doar costul cu electricitatea sau cheltuiala cu energie, care reprezintă un procent din această recompensă. Deci, aceasta este de fapt o măsură superioară.

După cum vedem, cheltuielile anuale de securitate au crescut de-a lungul timpului în termeni de USD, dar ca procent din capitalizarea de piață a bitcoin, aceasta a scăzut din 2011. În prima jumătate a anului 2021, a stat la mai puțin de 2% din piață. șapcă, așa cum a subliniat Alden în articolul ei. Este exact ceea ce analiştii nu înţeleg.

Bitcoin devine incredibil de eficient din punct de vedere energetic în timp. Folosește literalmente fracțiuni din valoarea rețelei pentru ao securiza (în prezent la 2%). Urmează o altă înjumătățire în 2024, care reduce subvenția blocului la 3.25 bitcoin, iar cea din 2028 o va aduce la 1.625 bitcoin.

După cum vedeți, cheltuielile de securitate în următorul deceniu vor continua să fie scurtate de această reducere la jumătate a subvenției bloc. Cu siguranță, o mai mare parte a cheltuielilor va fi acoperită de taxele de taxe în viitor. Așteptările lui Alden este să vadă cheltuirea la 0.25% până la 1%, în funcție de nivelurile taxelor de transfer.

Iată câteva previziuni pentru cheltuielile de securitate ca procent din capitalizarea pieței bitcoin în anii următori. Să presupunem că bitcoin ajunge la 1 milion de dolari (sau aproximativ 20 de trilioane de dolari) până în 2025, iar după 2024, reducerea la jumătate a cheltuielilor de securitate se reduce acum la 0.5%, deci este o cheltuială de 100 de miliarde de dolari. Cheltuielile actuale sunt de 16.5 miliarde de dolari.

Asta ar însemna că consumul total de energie al Bitcoin în 2025 ar fi de aproximativ 0.6%, sau de șase ori doar utilizarea actuală. Și rețineți că cheltuielile pentru securitate nu sunt exact la fel cu cheltuielile cu energia, care reprezintă un procent din acestea și, în al doilea rând, consumul total de energie din lume va crește și el.

Pentru o ecuație matematică ușoară, suntem încă sub aproximativ 1% din consumul total de energie mondial pentru a securiza rețeaua, chiar și într-un punct în care 20 de trilioane de dolari din energia monetară a lumii vor fi securizate în rețea însăși. Este un consum foarte scăzut de energie pentru ceva de o utilitate atât de mare, nu ați spune?

Iată o comparație a consumului actual de energie al Bitcoin cu alte industrii și, de asemenea, a emisiilor sale de CO2e. După cum am analizat cifrele înainte, consumul de energie al bitcoin este o eroare de rotunjire de acum. Nimic de adăugat aici.

Acum, după ce au stabilit cifrele de utilizare a energiei Bitcoin, să ne uităm la mixul energetic al utilizării curente. După cum a raportat în raportul din trimestrul doi al Consiliului Mining Bitcoin, mixul energetic al Bitcoin este cel mai durabil de acolo și este semnificativ mai mult decât majoritatea țărilor.

Mass-media de masă prezintă o imagine conform căreia minerii de bitcoin concurează cu alte industrii pentru energie electrică, ca și cum ar împinge pe altcineva din consumul lor de energie. Nu este adevarat. Minerii Bitcoin caută cea mai ieftină sursă de electricitate de acolo. De ce? Pentru că aceasta este cea mai mare parte a costurilor zilnice de funcționare ale minerilor. Pur și simplu nu pot concura cu ceilalți mineri la scară globală, cu prețuri la energie electrică cu costuri moderate până la ridicate pentru utilizatorii normali. Deci, ei nu sunt concurenții tăi.

Minerii Bitcoin caută să găsească ineficiența ofertei versus cerere pe piețele de energie și caută surse de energie subutilizate sau risipite pentru a obține un avantaj competitiv față de ceilalți mineri prin asigurarea unui cost scăzut al energiei. Aceasta este o vânătoare globală peste tot.

Oamenii nu s-au organizat niciodată în jurul unei surse de energie, cel puțin aceasta nu a fost motorul major al așezărilor umane. În general, vedeți că energia este transportată și adusă la ei, în loc să se stabilească în jurul energiei.

Minerii Bitcoin sunt neobișnuiți în acest fel. Vor merge oriunde unde energia este cea mai ieftină pentru mine. Iată câteva fragmente neobișnuite despre ele:

• Ele se pot aloca la sursa de producere a energiei electrice
• Ei pot consuma intermitent, fără a le afecta activitatea de bază
• Costul energiei este de 80% până la 90% din costul operațional
• Tot ce au nevoie este teren disponibil și o conexiune la internet (celulară sau prin satelit)
• Ei sunt cumpărători ai oricăror surse de energie blocate, orice sub 6 cenți pe kilowatt oră (kWh)
• Ei pot face noi proiecte energetice viabile din punct de vedere economic

Pare un grup incredibil de interesant de oameni care să studieze puțin mai mult. Cum ar fi, cine sunt acești ciudați? Ceva anecdote? Bine, haideți să cercetăm puțin mai mult și să obținem niște dovezi despre acest set neobișnuit de indivizi și de ce îi numesc „vânători de energie blocați”.

China a fost cea mai mare țară minieră de mult timp până în 2021, după interzicerea exploatării miniere din China și exodul în masă al minerilor din provinciile lor în ultimele luni. Provincia Sichuan este unică. Are o tonă de capacitate hidroelectrică supra-construită, care se irosește.

În timpul sezonului umed, produce mai multă energie decât poate folosi. Așadar, acești mineri chinezi de bitcoin s-au adunat în Sichuan pentru a capta acea energie eșuată sau irosită pentru a extrage bitcoin în schimb. Pur și simplu pentru că, da, există stimulente pentru a găsi cea mai ieftină energie posibilă pentru mine.

Ce s-ar întâmpla cu această energie dacă nu ar fi folosit-o pentru a extrage bitcoin? Pur și simplu s-ar fi risipit. Minerii Bitcoin au transformat acea energie blocată într-o sursă de venit. Cei mai mulți dintre acești mineri se îngrămădesc acum în Occident, în lumina interzicerii mineritului din China.

Priviți din nou rata hash a Bitcoin. Vedeți acea scădere masivă de peste 50% a ratei de hash după interzicerea mineritului din China? Ei bine, ghici ce: aproape că a revenit la locul în care era înainte. Vorbiți despre cât de rezistentă este această rețea. Nici un singur punct de eșec, nicio țară nu îl controlează sau guvernează.

Iată un alt exemplu: „exploatarea gazelor arse”. Multe zăcăminte petroliere au prins gaz natural asociat cu acestea. De obicei, aceste locuri de foraj sunt departe și nu au conducte conectate prin care să puteți transporta și vinde acest gaz, chiar dacă este în cantități rezonabile de vândut.

Cu prețurile la gaze naturale atât de mici, nu are sens să investești în conducte sau în infrastructura aferentă pentru a le transporta. Deci, care sunt opțiunile? Aerisiți-l în atmosferă deschisă sau ardeți-l. Prima opțiune evacuează metanul, cea din urmă, CO2. In ce cantitati? 1.48 miliarde de metri cubi sau 150 TWh conform EIA din SUA. Și asta doar în SUA în 2019, nici măcar în întreaga lume.

Vă amintiți câtă energie folosește rețeaua Bitcoin astăzi? 100 TWh. Deci, puteți alimenta întreaga rețea și multe altele prin simpla captare a acestui gaz eșuat, care este ars. Ar fi acest lucru util și pentru mediu? Absolut.

Acum, iată unul grozav, care este preferatul meu: conceptul de „Bitcoin ca baterie energetică”. Prima dată când am auzit de asta a fost din acest articol. Nick Grossman a scris despre modul în care Islanda își transportă cantitățile mari de energie geotermală în lume prin aluminiu. Islanda își folosește energia geotermală regenerabilă, care altfel este blocată, deoarece este dificil să construiască conducte până la ea sub Atlantic, să topească aluminiu și apoi transportă aluminiu în lume. Deci, într-un fel, ei transportă energie. Aluminiul servește drept baterie.

Cum ar fi, ce este chiar o baterie de energie? Ceva care poate transporta energie atât în ​​spațiu, cât și în timp. Ei bine, ghici ce? Exact asta este Bitcoin. Și este mult mai bun la asta decât orice altceva pe lume. Este cea mai lichidă formă de baterie de energie, ceva care poate funcționa 24/7 într-o formă de baterie fără permisiuni, fără frecare, fără margini, neconfiscabilă, rezistentă, care economisește energie și densă putere. Nu ar fi înțelept ca Islanda să mine bitcoin în loc să-și folosească geotermalul pentru aluminiu? Da.

Rețelele electrice echilibrează două lucruri: cererea și oferta. Foarte puține surse de energie pot funcționa 24/7 neîntrerupt. Energia nucleară este cea mai bună. Energia solară, eoliană și hidroelectrică sunt toate variabile în funcție de condițiile meteorologice. Datorită acestei variații, rețelele sunt supraconstruite pe partea de aprovizionare.

Cererea consumatorilor variază, de asemenea, în special sezon la sezon și între zi și noapte. Aveți perioade de solicitări de vârf între ele. Deci, trebuie să răspundeți acestei cereri variabile. Prin urmare, este întotdeauna un echilibru pe care grilele trebuie să-l mențină.

O mare problemă cu sursele intermitente de energie precum solarul și vântul este stocarea. Pur și simplu nu sunt fiabile ca sarcină de bază fără stocare de energie. Și stocarea energiei nu este o problemă ușor de rezolvat. Ghici ce: este posibil să avem doar o opțiune de inginerie la îndemână în Bitcoin.

Graficul de mai jos arată rentabilitatea investiției energetice (EROI) pentru sursele de energie. Dacă puteți vedea cum este în prezent, solar/eolianul nici nu ating pragul energetic cu costurile de stocare incluse.

Energia nucleară are un EROI de 75 de ori fără costuri de stocare a energiei. Este pur și simplu cea mai bună sursă de energie pe care o avem disponibilă pe planetă și, totuși, continuăm să ne închidem centralele nucleare. De ce? Din nou, narațiunile mass-media de masă și anumite accidente din trecut au schimbat opinia publică. Dar faptele sunt acolo.

Alte forme regenerabile de energie ar putea folosi Bitcoin ca opțiune de stocare a energiei pentru a-și reduce costul de stocare și a deveni mai viabile din punct de vedere economic ca proiecte de investiții. Minerii Bitcoin pot ajuta la realizarea proiectelor de tehnologie energetică avansată a opțiunilor viabile din punct de vedere economic.

Minerii Bitcoin pot servi ca primi clienți și cumpărători de ultimă instanță pentru aceste soluții avansate de tehnologie energetică și pot ajuta să le obțină capital de investiții pe termen lung pentru a le face să reușească. După cum am văzut de-a lungul timpului, Bitcoin și energia sunt împletite în mod complex.

În opinia mea, Bitcoin ne va conduce într-o civilizație Kardashev de tip I, una care poate folosi și stoca toată energia disponibilă pe planeta sa. Astăzi, suntem o civilizație Kardashev de tip 0, iar acest proces poate dura ani de zile. S-ar putea să nu fiu aici să văd personal.

Să facem câteva concluzii rapide din acest articol înainte de a încheia:

1. Bitcoin are o mare utilitate și este important pentru oameni. Nu toată lumea poate folosi sau aprecia utilitatea sa astăzi, ceea ce este în regulă, dar asta nu înseamnă că nu are utilitate pentru alții. În prezent, aproape 1 trilion de dolari din bogăția lumii este stocată în el, ceea ce înseamnă multă energie monetară de ignorat.
2. Bitcoin folosește doar aproximativ 0.1% din energia globală. Consumul curent de energie este între 100 TWh pe an și 200 TWh pe an și, conform calculelor noastre de proiecție, utilizarea energiei Bitcoin va fi întotdeauna o eroare de rotunjire în ceea ce privește consumul global de energie. Cel mai probabil, ar fi sub 1% pentru o lungă perioadă de timp.
3. Bitcoin, de fapt, poate folosi prea puțină energie pentru valoarea pe care o poate stoca în viitor. Având în vedere că bitcoinul crește în următorul deceniu și stochează 20 de trilioane de dolari din bogăția lumii, poate chiar 50 de trilioane de dolari sau, îndrăznesc să spun, 100 de trilioane de dolari, aceasta este o mulțime de energie monetară care trebuie asigurată în siguranță și protejată. Ar trebui să investim și să folosim mai multă energie pentru a proteja rețeaua decât ceea ce facem în prezent.
4. Minerii Bitcoin sunt extrem de mobili și caută cea mai ieftină și cu cel mai mic cost energie pentru mine.
5. Minerii Bitcoin nu concurează cu alte industrii sau cu uzul personal pentru energie.
6. Consumul de energie este un lucru bun. Probabil că vrei să trăiești într-un loc în care există o cantitate bună de energie disponibilă pentru a fi folosită și a te bucura, mai degrabă decât prea puțină. Trebuie să folosim și să valorificăm mai multă energie pentru a deveni o civilizație de tip I, ceea ce va dura zeci de ani.

Există o mulțime de articole pe care nu le-am acoperit în acest articol, despre care plănuiesc să le scriu ca o continuare mai detaliată a acestui articol. Am vrut ca acesta să fie un articol introductiv.

Următorul meu accent ar fi o scufundare profundă asupra piețelor energetice, a structurii rețelei energetice, a sinergiei dintre reactoarele nucleare cu sare topită de generație următoare și mineritul bitcoin și mult mai mult despre matematica energetică Bitcoin și proiecțiile viitoare. Dacă ți-a plăcut să citești asta, anunță-mă Twitter, apreciez orice feedback. Mulțumesc pentru timpul petrecut trecând prin asta.

Aceasta este o postare invitată de Puru Goyal. Opiniile exprimate sunt în întregime proprii și nu reflectă neapărat cele ale BTC Inc sau Revista Bitcoin.

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