Почему биткойн - будущее нашей энергосистемы

Предлагаем вашему вниманию полную, удобную для чтения статью, основанную на моих недавних Тема Twitter, часть первая о Биткойне и ядерном будущем нашей энергосистемы. В первой части я разбиваю повествования об энергетических рынках в целом и об использовании энергии Биткойном, освещаю некоторые отраслевые факты и идеи и по ходу делаю некоторые из моих личных мнений для, надеюсь, приятного чтения.

Но прежде чем я начну, я хочу предоставить свою небольшую предысторию, поскольку она актуальна для сегодняшней темы. Я инженер-химик по специальности (бакалавр и магистр) и последние несколько лет работаю ведущим инженером в области передовых ядерных технологий, так что эта тема мне нравится.

Я хочу заранее поблагодарить некоторые из ссылок, которые я использую и цитирую снизу. Нет ни больше, ни лучше, чем Лин Олден - Я беру диаграммы и информацию из ее недавнего информационного бюллетеня, чтобы осветить часть этой темы, всем следует пойти и прочитать здесь.

Другие ресурсы, которые я процитирую, следующие (в произвольном порядке):

1. Отчет совета по майнингу биткойнов за 2 квартал 2021 года
2. Статья Square об использовании энергии Биткойном
3. Выживают только сильные »Аллена Фаррингтона.

Разобравшись с этим, давайте начнем с основ. Что нового в биткойне? Вот список, который мне нравится, взятый из недавней статьи Фаррингтона: =

1. Алгоритм доказательства работы
2. Регулировка сложности
3. Родная денежная единица, способная возникать эндогенно
4. В социальном плане инновация представляет собой неизменный и неизменяемый распределенный реестр.

Для этого Биткойн должен быть связан с физическим миром: с энергией. Расходы на энергию - это связь между реальным миром и цифровым миром. Генри Форд предложил это в 1921 году, чтобы мировая валюта поддерживалась энергией.

Форд предложил следующий критерий дизайна универсальных денег, которые освободили бы мир еще в 1921 году:

1. Поддерживается энергией
2. Неопровержимый
3. Фиксированная поставка
4. Вне государственного контроля

Раньше не было ничего, что удовлетворяло этим критериям дизайна, пока не появился биткойн. Биткойн - это инженерный прорыв. Это окажется величайшим изобретением / открытием в истории человечества, когда мы, люди, поймем его великолепие. Я отношусь к этому как к открытию огня первыми людьми, которые продвигали цивилизацию.

Майкл Сэйлор покрыл это с Робертом Бридлавом на шоу последнего. Он сделал человеческие открытия, которые имели решающее значение для развития цивилизации в целом, и поместил Биткойн в эту скобку.

Теперь, когда у нас это есть, давайте сначала рассмотрим энергию и представим использование энергии Биткойном в относительном выражении к общему потреблению энергии в мире. В мире используется немного севернее 173,000 XNUMX тераватт-часов (ТВт-ч) энергии в год. Это вся доступная нам, людям, энергия?

Нет. Взгляните, например, на потребление энергии в США в 2020 году. Из 92.9 доступных квадроциклов только 30.6 квадратов используются для энергоснабжения. Таким образом, почти две трети энергии отклоняется по нескольким причинам. Если мы станем более эффективными, мы сможем извлечь намного больше.

Кроме того, существует множество других источников энергии, которые подключены к сети и работают над ними, что еще больше увеличивает общие доступные источники энергоснабжения. Итак, в двух словах, используется приличное количество энергии, много тратится впустую и еще многое предстоит сделать.

Теперь, сколько затрат энергии Биткойн используется для поддержания консенсуса в отношении доказательства работы? По данным Кембриджского университета, (пиковое) годовое потребление энергии Биткойном в настоящее время составляет около 103 ТВт-ч, а в начале года оно достигало 190 ТВт-ч из-за массового исхода майнинга биткойнов из Китая в этом году.

Сколько 103 ТВтч по сравнению с 173,000 ТВтч? Это 0.06%. Вот и все. Даже если вы возьмете 190 ТВт-ч, полученные ранее в этом году, это все равно всего около 0.1%. Таким образом, Биткойн использует только одну десятую от 1% всей мировой энергии. Вот и все. Давайте разберемся с одним фактом.

Использование энергии биткойном - это просто ошибка округления по отношению к глобальному использованию энергии. Ученые, которые обычно придумывают цифры энергопотребления в мире, могут легко отклониться от 1% до 2% в любом направлении, а мы здесь говорим об одной десятой этого показателя. Просто очень мало.

Увеличится ли потребление энергии Биткойном со временем? да. Если биткойну удастся стать «энергетической валютой» мира, его расходы на энергию должны вырасти, чтобы защитить консенсус о доказательстве работы и сеть. Если его ценность для людей возрастет, увеличится и потребление энергии.

Но энергия Биткойна всегда будет ошибкой округления по сравнению с показателями глобального потребления энергии. Мы рассмотрим математику позже, но это потребление энергии не превысит его долгосрочную полезность (какой бы большой или маленькой она ни стала со временем). Олден поразительно осветила это в своей статье, процитированной выше.

Итак, что вам говорят основные СМИ? См. Ниже показательный отрывок. Вы видите такие сообщения все время. Выше мы только что установили, что это совсем не так. Во всяком случае, Биткойн использует слишком мало энергии для своей относительной полезности для мира сегодня, как мы установим позже. Мейнстримные средства массовой информации изучают вас.

Прежде чем мы погрузимся в математику энергии, давайте укажем на некоторые полезности Биткойна для современного мира. Биткойн предлагает:

1. Твердый актив с фиксированным предложением, который обеспечивает сбережение стоимости / богатства
2. Неоспоримые права частной собственности
3. Устойчивая к цензуре, без разрешения одноранговая среда обмена
4. Самая децентрализованная денежная сеть вне контроля какого-либо центрального органа или национального государства (устойчивая к атакам)
5. Лучшая форма актива на предъявителя (безупречное обеспечение)
6. Беспроблемная, безграничная, мгновенная, недорогая глобальная платежная сеть (через Lightning Network, решение уровня 2, построенное на основе Биткойн)

Как вы думаете, может ли что-то с этими свойствами, самой твердой формой денег, подкрепленной энергией, иметь какую-либо форму полезности для людей, которые будут двигаться вперед в мире, в котором мы живем сегодня? Если ответ положительный (я надеюсь, что это так), то 0.1% мирового потребления энергии - ничто и легко оправдывается.

А теперь давайте перейдем к математике энергии Биткойна. Во-первых, давайте выясним, как биткойн даже потребляет энергию. Например, как работает эта консенсусная модель доказательства работы? Что вообще значит майнить биткойны? Мол, чё это всё?

Проще говоря, доказательство работы биткойна предназначено для создания одного «блока» каждые 10 минут. Новый блок создается путем решения математической головоломки, путем грубой силы с использованием вычислительной работы и, следовательно, как вы уже догадались, электричества или энергии.

Затраты энергии являются ключом к производству блоков и доказательству работы. В некотором смысле Биткойн поддерживается энергией, расходуемой на безопасность сети майнерами, которые производят эти блоки. Хотя они не контролируют сеть, как было продемонстрировано в блочные войны.

Головоломка устроена так, что один блок создается примерно каждые 10 минут. Если для создания блока требуется меньше времени, головоломку становится труднее решить, а если для создания блока требуется больше времени, головоломка становится проще. Это нововведение «регулировки сложности», которое является ключевым для Биткойна. Никогда в истории у нас не было актива, предложение которого было бы абсолютно независимым от спроса, заранее запрограммированным, спроектированным с точностью и установленным в коде, неизменным каким-либо центральным органом.

Теперь, благодаря встроенной в сеть модели стимулирования, миллионы машин развернуты для «добычи» биткойн-блоков, предлагая сети вычислительную мощность или «энергию». Это измеряется в так называемой «скорости хеширования», которая в настоящее время составляет 166 эксахэшей в секунду (EH / s).

Что майнеры получают за эту энергию? Они получают вознаграждение за блок, которое состоит из двух вещей: субсидии за блок и комиссии за транзакцию. Субсидирование блока биткойнов следует за четырехлетним циклом сокращения вдвое (что-то, о чем вы, возможно, слышали от аналитиков графиков).

Субсидия на блок составляла 50 биткойнов на блок, когда она началась еще в 2009 году, и снизилась до 25 биткойнов четыре года спустя, затем до 12.5 биткойнов еще четыре года спустя, а недавно упала до 6.25 биткойнов в прошлом году, в мае 2020 года. Это единственный способ может появиться новый биткойн, так что подумайте о шоке предложения.

Сеть внезапно сообщает майнерам, желающим добывать биткойны: «Эй, с сегодняшнего дня вы получите только половину того, что получали раньше, а через четыре года это будет половина этого и так далее». Это колоссальный шок предложения для самого рынка.

В прошлом мы видели, что рост цен на биткойны был связан с этими «половинными циклами» из-за присущего им шока предложения. Как говорят некоторые, «число растет» заложено в самой модели консенсуса.

Теперь хватит наград за майнинг. Мы говорили об использовании энергии, не так ли? Если мы предположим, что рыночная капитализация биткойнов на открытом рынке - это то, сколько стоимости заблокировано в сети, что означает, насколько ценен биткойн для нас, людей, тогда мы можем составить таблицу затрат энергии, или, другими словами, «расходы на безопасность» (энергия ) в виде процента от рыночной капитализации биткойна, чтобы увидеть, становится ли сеть энергоэффективной с течением времени или нет. Проще говоря, чем меньше процент, тем эффективнее становится сеть.

Давайте возьмем общее вознаграждение за блок, т. Е. Субсидию за блок и комиссию за передачу, в качестве прокси для расходов на безопасность в сети. Это не совсем так, поскольку расходы на безопасность - это только затраты на электроэнергию или энергозатраты, которые составляют процент от этого вознаграждения. Итак, это на самом деле мера верхней границы.

Как мы видим, годовые расходы на безопасность в долларовом выражении со временем росли, но в процентах от рыночной капитализации биткойна они падали с 2011 года. В первой половине 2021 года они составляли менее 2% рынка. cap, как указала Олден в своей статье. Это как раз то, чего не понимают аналитики.

Биткойн со временем становится невероятно энергоэффективным. Для ее защиты используются буквально доли стоимости сети (в настоящее время 2%). В 2024 году произойдет еще одно сокращение вдвое, в результате чего субсидия на блок снизится до 3.25 биткойна, а в 2028 году - до 1.625 биткойна.

Как видите, расходы на безопасность в ближайшее десятилетие будут сокращаться за счет сокращения вдвое субсидий на блоки. Конечно, большая часть расходов будет покрываться за счет комиссионных в будущем. Олден ожидает, что расходы будут на уровне от 0.25% до 1%, в зависимости от уровня комиссионных сборов.

Вот некоторые прогнозы расходов на безопасность в процентах от рыночной капитализации биткойнов в ближайшие годы. Допустим, биткойн достигнет 1 миллиона долларов (или около 20 триллионов долларов рыночной капитализации) к 2025 году, а после 2024 года сокращение расходов на безопасность вдвое снизится до 0.5%, так что это расходы в размере 100 миллиардов долларов. Текущие расходы составляют 16.5 миллиардов долларов.

Это будет означать, что общее потребление энергии Биткойном в 2025 году составит около 0.6%, или всего в шесть раз больше, чем сегодня. И имейте в виду, расходы на безопасность - это не совсем то же самое, что расходы на энергию, которые составляют процент от нее, и, во-вторых, общее потребление энергии в мире также будет расти.

Для простого математического уравнения мы все еще используем менее 1% от общего мирового потребления энергии для защиты сети, даже в точке, где 20 триллионов долларов мировой денежной энергии будут обеспечены в самой сети. Это сверхнизкое потребление энергии для чего-то такого грандиозного, не так ли?

Вот сравнение текущего использования энергии Биткойном с другими отраслями, а также его выбросы CO2e. Как мы уже говорили ранее, использование энергии биткойном является ошибкой округления на данный момент. Здесь нечего добавить.

Теперь, установив показатели использования энергии Биткойном, давайте посмотрим на структуру энергопотребления в настоящее время. Как сообщается в отчете Bitcoin Mining Council за второй квартал, структура энергопотребления Биткойна является наиболее устойчивой и намного более устойчивой, чем в большинстве стран.

Основные средства массовой информации рисуют картину, согласно которой майнеры биткойнов конкурируют с другими отраслями за электроэнергию, как если бы это заставило кого-то еще отказаться от использования энергии. Это неправда. Биткойн-майнеры ищут самый дешевый источник электроэнергии. Почему? Потому что это большая часть их ежедневных эксплуатационных расходов по эксплуатации майнеров. Они просто не могут конкурировать с другими майнерами в глобальном масштабе с умеренными и высокими ценами на электроэнергию, взимаемыми с обычных пользователей. Значит, они не ваши конкуренты.

Биткойн-майнеры стремятся найти неэффективность предложения по сравнению со спросом на рынках электроэнергии и ищут недостаточно используемые или потраченные впустую источники энергии, чтобы получить конкурентное преимущество перед другими майнерами за счет обеспечения низкой стоимости энергии. Это глобальная охота повсюду.

Люди никогда не организовывались вокруг источника энергии, по крайней мере, он не был главной движущей силой человеческих поселений. Обычно вы видите, как энергия транспортируется и доставляется к ним, вместо того, чтобы они оседали вокруг энергии.

Биткойн-майнеры в этом смысле необычны. Они пойдут куда угодно, где добывать энергию дешевле всего. Вот несколько необычных отрывков о них:

• Они могут размещаться у источника выработки электроэнергии.
• Они могут потреблять с перерывами, не нанося вреда своему основному бизнесу.
• Стоимость энергии составляет от 80% до 90% их эксплуатационных расходов.
• Все, что им нужно, - это доступная земля и подключение к Интернету (сотовому или спутниковому).
• Они покупают любые неиспользуемые источники энергии, стоимость которых ниже 6 центов за киловатт-час (кВтч).
• Они могут сделать новые энергетические проекты экономически жизнеспособными.

Звучит как невероятно интересная группа людей, желающих изучить еще немного. Мол, кто эти уроды? Есть анекдоты? Хорошо, давайте углубимся еще немного и получим некоторые свидетельства об этой необычной группе людей и о том, почему я называю их «застрявшими охотниками за энергией».

Китай был крупнейшей горнодобывающей страной долгое время до 2021 года после запрета на добычу полезных ископаемых в Китае и массового исхода горняков из своих провинций за последние несколько месяцев. Провинция Сычуань уникальна. У него есть тонна перестроенной гидроэлектростанции, которая тратится зря.

В сезон дождей он производит больше энергии, чем может использовать. Итак, эти китайские майнеры биткойнов стекались в Сычуань, чтобы захватить эту застрявшую или потраченную впустую энергию для майнинга биткойнов. Просто потому, что да, есть стимулы искать самую дешевую энергию для добычи.

Что случилось бы с этой энергией, если бы они не использовали ее для добычи биткойнов? Это было бы просто напрасно. Биткойн-майнеры превратили эту застрявшую энергию в источник дохода. Большинство этих майнеров сейчас стекаются на Запад в свете запрета на добычу полезных ископаемых в Китае.

Посмотрите еще раз на хешрейт Биткойна. Видите такое резкое падение хешрейта более чем на 50% после запрета майнинга в Китае? Ну, угадайте, что: он почти вернулся туда, где был раньше. Поговорите о том, насколько устойчива эта сеть. Нет единой точки отказа, ни одна страна не контролирует или не управляет им.

Вот еще один пример: «добыча газа на факеле». Многие нефтяные месторождения содержат связанный с ними природный газ. Обычно эти буровые площадки расположены далеко и не имеют подключенных трубопроводов, по которым можно транспортировать и продавать этот газ, даже если его можно продать в разумных количествах.

При таких низких ценах на природный газ нет смысла вкладывать средства в трубопроводы или соответствующую инфраструктуру для их транспортировки. Итак, какие есть варианты? Выпустите его на открытом воздухе или подожгите. Первый вариант отводит метан, второй - СО2. В каких количествах? 1.48 миллиарда кубических футов, или 150 ТВтч согласно EIA США. И это только в США в 2019 году, даже не во всем мире.

Помните, сколько энергии сегодня использует сеть Биткойн? 100 ТВтч. Таким образом, вы можете запитать всю сеть и многое другое, просто улавливая этот застрявший газ, который вместо этого сжигается. Будет ли это также полезно для окружающей среды? Абсолютно.

А теперь вот отличный, мой любимый: концепция «Биткойн как энергетическая батарея». Впервые я услышал об этом из этой статьи. Ник Гроссман писал о том, как Исландия транспортирует огромное количество геотермальной энергии в мир с помощью алюминия. Исландия использует возобновляемую геотермальную энергию, которая в противном случае осталась бы безвозвратной, поскольку к ней трудно построить трубопроводы под Атлантикой, чтобы выплавлять алюминий, а затем они транспортируют алюминий по всему миру. Таким образом, они в некотором роде переносят энергию. Алюминий служит аккумулятором.

Мол, что вообще такое энергетический аккумулятор? Что-то, что может переносить энергию как в пространстве, так и во времени. Ну, угадайте, что? Это именно то, что биткойн. И это получается намного лучше, чем буквально что-либо еще в мире. Это самая жидкая форма энергетической батареи, которая может работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, без разрешения, без трения, без границ, безоговорочно, устойчивой, энергосберегающей и энергоемкой. Разве для Исландии не было бы разумным добывать биткойны вместо того, чтобы использовать геотермальные источники для производства алюминия? да.

Электрические сети уравновешивают две вещи: спрос и предложение. Очень немногие источники энергии могут работать круглосуточно без выходных. Атомная энергетика - лучшая. Солнечная, ветровая и гидроэнергия изменяются в зависимости от погодных условий. Из-за этой изменчивости сети со стороны предложения перестраиваются.

Спрос со стороны потребителей также варьируется, особенно от сезона к сезону и между днем ​​и ночью. Между ними бывают периоды пиковых нагрузок. Итак, вы должны удовлетворить этот переменный спрос. Следовательно, сеткам всегда необходимо поддерживать баланс.

Одна большая проблема с непостоянными источниками энергии, такими как солнце и ветер, - это накопление. Они просто ненадежны в качестве базовой нагрузки без накопителя энергии. А накопление энергии - это непростая проблема. Угадайте, что: у нас может просто быть инженерный вариант в биткойнах.

На диаграмме ниже показана окупаемость инвестиций (EROI) для источников энергии. Если вы видите, как обстоят дела в настоящее время, солнечная / ветровая энергия даже не соответствует энергетическому порогу с учетом затрат на хранение.

Ядерная энергетика имеет 75-кратный EROI без затрат на хранение энергии. Это просто лучший источник энергии на планете, но мы продолжаем закрывать наши атомные электростанции. Почему? Опять же, повествования в основных СМИ и некоторые происшествия в прошлом изменили общественное мнение. Но факты есть.

Другие возобновляемые формы энергии могут использовать Биткойн в качестве варианта хранения энергии, чтобы снизить стоимость хранения и стать экономически более жизнеспособными в качестве инвестиционных проектов. Биткойн-майнеры могут помочь сделать проекты передовых энергетических технологий экономически жизнеспособными.

Биткойн-майнеры могут служить первыми клиентами и покупателями последней инстанции для этих передовых энергетических технологических решений и помочь им получить долгосрочный инвестиционный капитал, чтобы они добились успеха. Как мы уже видели, Биткойн и энергия неразрывно связаны между собой.

На мой взгляд, Биткойн приведет нас к цивилизации Кардашева I типа, которая может использовать и хранить всю энергию, доступную на своей планете. Сегодня мы - цивилизация Кардашева 0-го типа, и этот процесс может длиться годами. Возможно, меня здесь не будет, чтобы увидеть это лично.

Давайте сделаем несколько выводов из этой статьи, прежде чем мы подведем итоги:

1. Биткойн очень полезен и важен для людей. Не каждый может использовать или оценить его полезность сегодня, и это нормально, но это не значит, что он не полезен для других. В настоящее время в нем хранится около 1 триллиона долларов мирового богатства, и это огромная денежная энергия, которую нельзя игнорировать.
2. Биткойн использует только около 0.1% мировой энергии. Текущее потребление энергии составляет от 100 ТВт-ч в год до 200 ТВт-ч в год, и, согласно нашим расчетам, потребление энергии Биткойном всегда будет ошибкой округления в отношении глобального потребления энергии. Скорее всего, еще долго она будет ниже 1%.
3. Биткойн, на самом деле, может использовать слишком мало энергии для той ценности, которую он может сохранить в будущем. Учитывая, что в ближайшее десятилетие биткойн вырастет и хранит 20 триллионов долларов мирового богатства, может быть, даже 50 триллионов долларов или, осмелюсь сказать, 100 триллионов долларов, это огромная денежная энергия, которую необходимо надежно и защищать. Мы должны инвестировать и использовать больше энергии для защиты сети, чем то, что мы делаем в настоящее время.
4. Биткойн-майнеры очень мобильны и ищут самую дешевую и дешевую энергию для добычи.
5. Биткойн-майнеры не конкурируют с другими отраслями или вашим личным использованием энергии.
6. Использование энергии - это хорошо. Вы, вероятно, захотите жить в месте, где есть много энергии, доступной для использования и наслаждения, а не слишком мало. Нам нужно использовать и использовать больше энергии, чтобы стать цивилизацией типа I, на что потребуются десятилетия.

Есть много вещей, которые я не затронул в этой статье, и я планирую написать о них в качестве более подробного продолжения этой статьи. Я хотел, чтобы это была вводная статья.

В следующем проекте я сосредоточу свое внимание на энергетических рынках, структуре энергосистемы, синергии между ядерными реакторами на расплавленной соли следующего поколения и майнингом биткойнов, а также на многом другом математике энергии биткойнов и прогнозах на будущее. Если вам понравилось это читать, дайте мне знать Twitter, Я ценю любую обратную связь. Спасибо, что потратили время на это.

Это гостевой пост Пуру Гояла. Выраженные мнения являются полностью их собственными и не обязательно отражают мнение BTC Inc или Биткойн-журнал.

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