Чому біткойн – це майбутнє нашої енергетичної мережі

Ось повна, легка для читання стаття, заснована на моєму нещодавньому Потік Twitter, частина перша про біткойни та ядерне майбутнє нашої енергетичної мережі. У першій частині я розкриваю наративи навколо енергетичних ринків загалом і використання енергії біткойнами, висвітлюю деякі галузеві факти та ідеї та висловлю деякі свої особисті думки для читання, сподіваюся, приємного.

Але перш ніж почати, я хочу надати власну невелику передісторію, оскільки вона актуальна для сьогоднішньої теми. Я інженер-хімік за ступенем (бакалавр та магістр) і працював провідним інженером у сфері передових ядерних технологій протягом останніх кількох років, тому ця тема виглядає як рідна.

Я хочу заздалегідь відзначити деякі посилання, які я використовую та цитую знизу. Ніхто не є більшим чи кращим за Лін Олден — Я беру діаграми та інформацію з її нещодавнього інформаційного бюлетеня, щоб охопити частину цієї теми, кожен повинен прочитати це тут.

Інші ресурси, з яких я буду цитувати, наведені нижче (без певного порядку):

1. "Звіт Ради з майнінгу біткойнів за 2 квартал 2021 року
2. Доповідь Square про використання енергії Bitcoin
3. "Виживають лише сильні» Аллена Фаррінгтона

Розібравшись із цим, давайте почнемо з основ. Що таке нововведення в Bitcoin? Ось список, який мені подобається, взятий із нещодавньої статті Фарінгтона:=

1. Алгоритм підтвердження роботи
2. Регулювання складності
3. Внутрішня грошова одиниця, здатна ендогенно виникати
4. У соціальному плані інновація — це незмінна розподілена книга, яку неможливо обманути

Щоб досягти цього, біткойн повинен мати зв’язок із фізичним світом: енергією. Витрати енергії є зв'язком між реальним світом і цифровим світом. Генрі Форд запропонував це в 1921 році, щоб мати валюту, забезпечену енергією для світу.

У 1921 році Форд запропонував такий критерій дизайну універсальних грошей, які звільнять світ:

1. Підкріплений енергією
2. Конфіскації не підлягає
3. Фіксована подача
4. Поза державним контролем

Раніше не було нічого, що задовольняло б ці критерії, поки не з’явився біткойн. Біткойн - це інженерний прорив. Це стане найбільшим винаходом/відкриттям в історії людства, коли ми, люди, наздоженемо його блиск. Я вважаю це схожим на відкриття вогню ранніми людьми, яке підштовхнуло цивілізацію.

Майкл Сейлор розповів про це Роберту Брідлаву на шоу останнього. Він пройшов через людські відкриття, які мали вирішальне значення для розвитку цивілізації в цілому, і поставив біткойн у цю дужку.

Тепер, коли ми з цим розібралися, давайте спершу розберемося з енергетикою та порівняємо споживання енергії біткойнами із загальним споживанням енергії в світі. Світ використовує трохи північніше 173,000 XNUMX терават-годин (ТВт-год) енергії на рік. Це вся доступна нам, людям, енергія?

Ні. Подивіться, наприклад, споживання енергії в США у 2020 році. З 92.9 квадроциклів доступної енергії лише 30.6 квадрациклів використовуються для енергетичних послуг. Таким чином, майже дві третини – це відмова від енергії з кількох причин. Якщо ми станемо ефективнішими, то зможемо видобути набагато більше.

Крім того, є багато джерел енергії, які надходять в мережу і над якими працюють, що ще більше збільшує загальну кількість доступних джерел енергії. Таким чином, у двох словах, використовується пристойна кількість енергії, витрачається багато, і ще більше буде доступно в Інтернеті.

А тепер, скільки енерговитрат біткойна використовується для підтримки консенсусу щодо підтвердження роботи? За даними Кембриджського університету, (пікове) річне споживання енергії біткойнами становить приблизно 103 ТВт-год, а на початку року досягало 190 ТВт-год через відтік майнінгу біткойнів з Китаю цього року.

Скільки коштує 103 ТВт-год порівняно зі 173,000 0.06 ТВт-год? Це 190%. Це воно. Навіть якщо взяти 0.1 ТВт-год з початку року, це все одно лише близько 1%. Отже, біткойн використовує лише одну десяту від XNUMX% загальної світової енергії. Це воно. Давайте виправимо цей факт.

Енергоспоживання біткойна — це просто помилка округлення відносно глобального споживання енергії. Науковці, які, як правило, придумують цифри споживання енергії в світі, можуть легко знизити на 1%-2% в будь-якому напрямку, і ми говоримо тут про одну десяту цього. Просто дуже мало.

Чи зросте споживання енергії біткойнами з часом? Так. Якщо біткойну вдасться стати «енергетичною валютою» світу, його витрати на енергію повинні зрости, щоб захистити консенсус щодо підтвердження роботи та мережу. Якщо його цінність для людей зросте, то й споживання енергії зросте.

Але енергія біткойнів назавжди залишатиметься помилкою округлення відносно глобальних цифр споживання енергії. Пізніше ми розглянемо математику, але споживання енергії не перевищуватиме довгострокової корисності (яким би великим чи малим воно не ставало з часом). Олден висвітлив це у своїй статті, процитованій вище.

А тепер, що вам говорять основні ЗМІ? Дивіться промовистий уривок нижче. Ви бачите такі типи повідомлень постійно. Вище ми тільки що встановили, що вони зовсім не відповідають дійсності. У будь-якому випадку, біткойн споживає занадто мало енергії для своєї відносної користі для світу сьогодні, як ми розглянемо далі. Основні засоби масової інформації викривають вас.

Перш ніж ми зануримося в енергетичну математику, давайте розповімо про користь біткойна для сучасного світу. Bitcoin пропонує:

1. Основний актив, що забезпечує запас вартості/багатства
2. Неконфісковані права приватної власності
3. Стійкий до цензури одноранговий засіб обміну без дозволу
4. Найбільш децентралізована грошова мережа поза контролем будь-якої центральної влади чи національної держави (стійка до атак)
5. Найкраща форма активу на пред’явника (первісна застава)
6. Глобальна платіжна мережа без обмежень, без кордонів, миттєва, недорога (через Lightning Network, рішення рівня 2, створене на основі Bitcoin)

Як ви думаєте, чи може щось із такими властивостями, найскладніша форма грошей, підкріплена енергією, мати будь-яку форму користі для людей у ​​майбутньому у світі, в якому ми живемо сьогодні? Якщо відповідь ствердна (я сподіваюся, що це так), то 0.1% світового споживання енергії є нічим і його легко виправдати.

Тоді давайте перейдемо до енергетичної математики біткойна. По-перше, давайте визначимо, як біткойн навіть споживає енергію. Наприклад, як працює ця консенсусна модель підтвердження роботи? Що взагалі означає майнити біткойн? Мовляв, це все це?

Простіше кажучи, підтвердження роботи біткойна створено для створення одного «блоку» кожні 10 хвилин. Новий блок створюється шляхом розв’язування математичної головоломки шляхом грубого форсування за допомогою обчислювальної роботи, а отже, як ви здогадалися, електрики чи енергії.

Витрати енергії є ключовими для виробництва блоків і доказів роботи. У певному сенсі біткойн підтримується енергією, яку витрачають на захист мережі майнери, які виробляють ці блоки. Хоча вони не контролюють мережу, як було продемонстровано в блокові війни.

Головоломка розроблена таким чином, що один блок створюється приблизно кожні 10 хвилин. Якщо для виготовлення блоку потрібно менше часу, головоломку стає важче вирішити, а якщо для створення блоку потрібно більше часу, головоломка стає легшою. Це інновація «регулювання складності», яка є ключовою для біткойна. Ніколи в історії ми не мали активів, пропозиція яких була б абсолютно незалежною від попиту, попередньо запрограмована, сконструйована з точністю та встановлена ​​в коді, незмінному будь-яким центральним органом.

Тепер, завдяки моделі стимулювання, вбудованій у мережу, мільйони машин розгортаються для «майнінгу» блоків біткойн, пропонуючи обчислювальну потужність мережі або «енергію». Це вимірюється так званим «хешрейтом», який зараз становить 166 екзахешів на секунду (EH/s).

Що шахтарі отримують натомість за надання цієї енергії? Вони отримують винагороду за блокування, яка складається з двох речей: субсидії на блокування та комісії за транзакції (tx). Субсидії на блокування біткойнів слідують за чотирирічним циклом удвічі (щось, про що ви могли чути від аналітиків діаграм).

Блокова субсидія становила 50 біткойнів на блок, коли вона почалася ще в 2009 році, і впала до 25 біткойнів через чотири роки, потім до 12.5 біткойнів ще через чотири роки, а нещодавно впала до 6.25 біткойнів минулого року, у травні 2020 року. Це єдиний спосіб нові біткойни можуть з’явитися, тож подумайте про шок пропозиції.

Мережа раптом каже майнерам, які хочуть видобувати біткойни: «Гей, відсьогодні ви отримуватимете лише половину того, що отримували раніше, а через чотири роки це буде половина цього і так далі». Це величезний шок пропозиції для самого ринку.

У минулому ми бачили, що зростання цін на біткойни було пов’язане з цими «циклами розполовинення» через притаманний цьому шок пропозиції. Як дехто каже, «зростання числа» вбудовано в саму модель консенсусу.

Досить про нагороди за майнінг. Ми говорили про споживання енергії, чи не так? Якщо ми припустимо, що ринкова капіталізація біткойна на відкритому ринку – це те, скільки вартості заблоковано в мережі, тобто настільки цінним є біткойн для нас, людей, тоді ми можемо скласти таблицю витрат енергії, або, іншими словами, «витрати на безпеку» (енергія ) як відсоток від ринкової капіталізації біткойна, щоб побачити, чи мережа стає енергоефективною з часом чи ні. Чим менше відсоток, тим ефективнішою стає мережа, просто кажучи.

Давайте візьмемо загальну винагороду за блокування, тобто субсидію на блокування та комісію за передачу, як проксі для витрат на безпеку мережі. Це не зовсім так, оскільки витрати на безпеку — це лише витрати на електроенергію або витрати на енергію, що є відсотком від цієї винагороди. Отже, це фактично верхня межа міри.

Як ми бачимо, щорічні витрати на безпеку з часом зросли в доларах США, але у відсотках від ринкової капіталізації біткойна вони падають з 2011 року. У першій половині 2021 року вони становили менше 2% ринку cap, як зазначила Олден у своїй статті. Це саме те, чого аналітики не розуміють.

З часом біткойн стає неймовірно енергоефективним. Він використовує буквально частки вартості мережі для її захисту (наразі це 2%). У 2024 році відбудеться ще одне скорочення вдвічі, яке зменшить субсидію на блоки до 3.25 біткойна, а в 2028 році – до 1.625 біткойна.

Як ви бачите, витрати на безпеку протягом наступного десятиліття скорочуватимуться через скорочення субсидії блоку вдвічі. Напевно, більшу частину витрат покриватимуть комісії за передачу в майбутньому. Олден очікує, що витрати становлять від 0.25% до 1% залежно від рівня комісії за передачу.

Ось деякі прогнози щодо витрат на безпеку у відсотках від ринкової капіталізації біткойнів у найближчі роки. Скажімо, до 1 року біткойн досягне 20 мільйона доларів (або ринкової капіталізації в 2025 трильйонів доларів), а після 2024 року витрати на безпеку зменшаться вдвічі, наприклад, до 0.5%, тож витрати складуть 100 мільярдів доларів. Поточні витрати становлять 16.5 мільярдів доларів.

Це означало б, що загальне споживання енергії біткойном у 2025 році становитиме приблизно 0.6%, або в шість разів більше, ніж сьогодні. І майте на увазі, що витрати на безпеку – це не зовсім те саме, що витрати на енергію, які є відсотками від них, і, по-друге, загальне споживання енергії у світі також зросте.

Для простого математичного рівняння ми все ще менше приблизно 1% від загального світового споживання енергії для забезпечення безпеки мережі, навіть якщо 20 трильйонів доларів світової грошової енергії буде захищено в самій мережі. Це надзвичайно низьке споживання енергії для чогось такого великого корисного, чи не так?

Ось порівняння поточного використання енергії біткойном з іншими галузями, а також його викиди CO2e. Оскільки ми вже розглядали цифри раніше, використання енергії біткойном є помилкою округлення. Тут нічого додати.

Тепер, встановивши показники використання енергії біткойнами, давайте подивимося на енергоспоживання поточного використання. Як повідомляється у звіті Ради з майнінгу біткойнів за другий квартал, енергетичний баланс біткойнів є найбільш стабільним і значно кращим, ніж у більшості країн.

Основні ЗМІ малюють картину, що біткойн-майнери конкурують з іншими галузями за електроенергію, ніби це витіснить когось іншого з їх споживання енергії. Це не правда. Майнери біткойнів шукають найдешевше джерело електроенергії. чому Тому що це більшість їхніх щоденних операційних витрат на роботу майнерів. Вони просто не можуть конкурувати з іншими майнерами в глобальному масштабі з помірними або високими цінами на електроенергію для звичайних користувачів. Отже, вони вам не конкуренти.

Майнери біткойнів намагаються виявити неефективність пропозиції та попиту на ринках електроенергії та шукають недостатньо використані або втрачені джерела енергії, щоб отримати конкурентну перевагу над іншими майнерами, забезпечуючи низьку вартість енергії. Це всесвітнє полювання всюди.

Люди ніколи не об’єднувалися навколо джерела енергії, принаймні це не було головною рушійною силою людських поселень. Ви зазвичай бачите, як енергія транспортується та приноситься до них, замість того, щоб вони осідали навколо енергії.

Майнери біткоіни незвичайні в цьому. Вони підуть куди завгодно, де видобувати енергію найдешевше. Ось кілька незвичайних фрагментів про них:

• Вони можуть розташовуватися біля джерела виробництва електроенергії
• Вони можуть споживати з перервами без шкоди для свого основного бізнесу
• Витрати на енергію становлять від 80% до 90% їхніх операційних витрат
• Все, що їм потрібно, це вільна земля та підключення до Інтернету (стільникового або супутникового)
• Вони є покупцями будь-яких мілкових джерел енергії, будь-що нижче 6 центів за кіловат-годину (кВт-год).
• Вони можуть зробити нові енергетичні проекти економічно життєздатними

Це звучить як неймовірно цікава група людей, яких варто ще трохи вивчити. Мовляв, хто ці виродки? Є анекдоти? Гаразд, давайте ще трохи покопаємось і отримаємо деякі докази існування цих незвичайних осіб і чому я називаю їх «мисливцями за енергією, які перебувають на мілині».

Китай був найбільшою видобувною країною протягом тривалого часу до 2021 року після заборони Китаю на видобуток і масового відтоку шахтарів зі своїх провінцій протягом останніх кількох місяців. Провінція Сичуань унікальна. Він має тонну надлишкових гідроелектростанцій, які витрачаються даремно.

У дощовий сезон він виробляє більше енергії, ніж може використати. Отже, ці китайські біткойн-майнери стікалися в Сичуань, щоб замість цього забрати цю невикористану або втрачену енергію для видобутку біткойнів. Просто тому, що так, є стимули знайти найдешевшу енергію для видобутку.

Що сталося б із цією енергією, якби вони не використовували її для видобутку біткойнів? Це б просто пішло даремно. Майнери біткойнів перетворили цю енергію на джерело доходу. Більшість цих шахтарів зараз тікають на Захід через заборону видобутку в Китаї.

Знову подивіться на хешрейт біткойна. Бачите значне падіння швидкості хешування більш ніж на 50% після заборони майнінгу в Китаї? Що ж, здогадайтеся: воно майже повернулося до того місця, де було раніше. Поговоріть про те, наскільки ця мережа стійка. Жодна точка відмови, жодна країна не контролює та не керує цим.

Ось інший приклад: «видобуток спаленого газу». Багато нафтових родовищ містять пов'язаний з ними природний газ. Як правило, ці бурові майданчики знаходяться далеко і не мають підключених трубопроводів, через які можна транспортувати та продавати цей газ, навіть якщо він є в розумних кількостях для продажу.

Оскільки ціни на природний газ такі низькі, немає сенсу інвестувати в трубопроводи чи відповідну інфраструктуру для його транспортування. Отже, які є варіанти? Випустіть його у відкриту атмосферу або спаліть. Перший варіант випускає метан, другий – CO2. В яких кількостях? 1.48 мільярда кубічних футів, або 150 ТВт-год згідно з EIA США. І це тільки в США в 2019 році, навіть не в усьому світі.

Пам’ятайте, скільки енергії сьогодні використовує мережа Bitcoin? 100 ТВт-год. Отже, ви можете живити всю мережу та багато іншого, просто вловлюючи цей газ, який спалюється на факелі. Чи буде це також корисно для навколишнього середовища? Абсолютно.

Ось чудовий, який є моїм улюбленим: концепція «Біткойн як енергетичний акумулятор». Перший раз я почув про це з цієї статті. Нік Гроссман писав про те, як Ісландія транспортує свою величезну кількість геотермальної енергії у світ за допомогою алюмінію. Ісландія використовує свою відновлювану геотермальну енергію, яка в іншому випадку не працює, оскільки важко побудувати трубопроводи до неї під Атлантикою, виплавляти алюміній, а потім вони транспортують алюміній у світ. Отже, певним чином вони транспортують енергію. Алюміній служить акумулятором.

Мовляв, що взагалі таке енергетична батарея? Щось, що може транспортувати енергію як у просторі, так і в часі. Ну, вгадайте що? Це саме те, що таке біткойн. І це набагато краще, ніж будь-що інше у світі. Це найбільш ліквідна форма батареї енергії, яка може працювати 24 години на добу та 7 днів на тиждень у формі батареї без дозволу, без тертя, без рамок, що не підлягає конфіскації, стійкої, енергозберігаючої та енергоємної. Чи не було б розумно для Ісландії добувати біткойни замість використання своєї геотермальної енергії для отримання алюмінію? Так.

Електричні мережі збалансовують дві речі: попит і пропозицію. Дуже небагато джерел енергії можуть працювати цілодобово безперервно. Атомна енергетика найкраща. Енергія сонця, вітру та гідроенергії змінюється залежно від погодних умов. Через цю мінливість мережі надбудовуються на стороні постачання.

Попит з боку споживачів також різний, особливо від сезону до сезону та між днем ​​і ніччю. Ви отримуєте періоди пікового попиту між ними. Отже, ви повинні задовольнити цей змінний попит. Отже, сітки завжди повинні підтримувати баланс.

Однією з великих проблем із періодичними джерелами енергії, як-от сонце та вітер, є зберігання. Вони просто ненадійні як базове навантаження без накопичення енергії. І накопичення енергії – проблема, яку нелегко вирішити. Здогадайтесь що: ми можемо просто мати під рукою інженерний варіант у біткойнах.

На діаграмі нижче показано окупність інвестицій (EROI) для джерел енергії. Якщо ви бачите, як зараз, сонячна енергія/вітер навіть не досягають енергетичного порогу з урахуванням витрат на зберігання.

Ядерна енергетика має 75-кратний EROI без витрат на зберігання енергії. Це просто найкраще джерело енергії, яке є на планеті, але ми продовжуємо закривати наші атомні електростанції. чому Знову ж таки, наративи основних ЗМІ та деякі нещасні випадки в минулому змінили громадську думку. Але факти є.

Інші види відновлюваної енергії могли б використовувати біткойн як варіант зберігання енергії, щоб знизити вартість зберігання та стати економічно більш життєздатними як проекти для інвестицій. Майнери біткойнів можуть допомогти зробити проекти передових енергетичних технологій економічно життєздатними.

Біткойн-майнери можуть бути першими клієнтами та покупцями в останній інстанції для цих передових енергетичних технологічних рішень і допомогти їм отримати довгостроковий інвестиційний капітал, щоб досягти успіху. Як ми вже бачили, біткойн і енергія тісно переплетені.

На мою думку, біткойн приведе нас до цивілізації Кардашева типу I, яка може використовувати та зберігати всю енергію, доступну на її планеті. Сьогодні ми є цивілізацією Кардашева типу 0, і цей процес може тривати роками. Я можу не бути тут, щоб побачити це особисто.

Давайте зробимо кілька коротких висновків із цієї статті, перш ніж закінчити:

1. Біткойн має велику користь і важливий для людей. Сьогодні не всі можуть використовувати або цінувати його корисність, і це добре, але це не означає, що він не є корисним для інших. Наразі в ньому зберігається близько 1 трильйона доларів світового багатства, що є великою грошовою енергією, на яку не варто звертати увагу.
2. Біткойн використовує лише близько 0.1% світової енергії. Поточне споживання енергії становить від 100 ТВт-год на рік до 200 ТВт-год на рік, і, згідно з нашими прогнозами, споживання енергії біткойнами завжди буде помилкою округлення щодо глобального споживання енергії. Швидше за все, він буде нижче 1% протягом тривалого часу.
3. Насправді біткойн може використовувати занадто мало енергії для вартості, яку він може зберігати в майбутньому. Враховуючи, що біткойн зростає протягом наступного десятиліття та зберігає 20 трильйонів доларів світового багатства, можливо, навіть 50 трильйонів доларів, або, насмілюся сказати, 100 трильйонів доларів, це велика грошова енергія, яку потрібно надійно забезпечити та захистити. Ми повинні інвестувати та використовувати більше енергії для захисту мережі, ніж те, що ми робимо зараз.
4. Майнери біткойнів дуже мобільні та шукають найдешевшу та найнижчу енергію для видобутку.
5. Майнери біткойнів не конкурують з іншими галузями промисловості чи вашим особистим використанням енергії.
6. Споживання енергії – це добре. Ймовірно, ви хочете жити в місці, де є достатня кількість енергії, доступної для використання та насолоди, а не занадто мало. Нам потрібно використати більше енергії, щоб стати цивілізацією типу I, на що знадобляться десятиліття.

Є багато пунктів, які я не розглянув у цій статті, про які я планую написати як більш детальний продовження цього. Я хотів, щоб це була вступна стаття.

Я зосереджуся на наступному дослідженні енергетичних ринків, структурі енергетичної мережі, синергії між ядерними реакторами з розплавленої солі наступного покоління та видобутком біткойнів, а також на багатьох інших питаннях енергетичної математики та прогнозів на майбутнє. Якщо вам сподобалося це читати, дайте мені знати Twitter, я ціную будь-який відгук. Дякую, що витратили час на це.

Це гостьовий допис Пуру Гояла. Висловлені думки повністю належать їм і не обов’язково відображають думку BTC Inc Журнал Bitcoin.

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