馬斯克批評挖礦使用煤炭，一個充滿清潔能源的未來，比特幣是關鍵

原標題：《馬斯克批評挖礦使用煤炭，他支持的“比特幣是清潔能源的關鍵”論文說了什麼》

作者 | Bitcoin Clean Energy Initiative Memorandum

編輯 | Colin Wu

翻譯 | Rebecca

引言：

雖然13日馬斯克批評比特幣對化石能源尤其是煤炭的使用，暫停了特斯拉接受比特幣支付，導致幣價大跌，但他對比特幣的支持與對清潔能源的支持是一以貫之的，並不是突然發生變化。

這篇4月22日獲得馬斯克點贊的論文認為，由於清潔能源的不穩定性，比特幣挖礦作為一種靈活的負荷選項，可以利用過剩的清潔能源，幫助電網部署更多的可再生能源。比特幣挖礦可以幫助可再生能源擁有更好的彈性。

事實上中國在西南地區棄水棄電的利用，也證明了這一點。可再生能源的開發，不可避免會造成棄風、棄水、棄光等出現。比特幣挖礦對棄電的利用，是任何產業所無法比擬的。

但無法否認的是，目前火電在比特幣挖礦佔比還比較高。馬斯克以一己之力將幣圈帶入牛市的下個階段，如今又堅定站在批評比特幣浪費能源的立場，未來整個行業圍繞這一議題，必將出現更多的討論與變數。

一個充滿清潔能源的未來，比特幣是關鍵

在本文中，我們旨在解釋比特幣網絡如何充當獨特的能源購買者，從而使社會能夠充分利用更多的太陽能和風力發電能力。這種部署以及能量存儲旨在促進向更清潔、更具彈性的電網的過渡。我們認為，今天的能源資產所有者可以成為明天必不可少的比特幣礦工。

本文重點

比特幣挖礦作為清潔能源生產和存儲的補充技術，提供了加速全球能源向可再生能源過渡的機會。

太陽能和風能現在是世界上最便宜的能源，但由於其間歇性的功率消耗，它們正在遭受部署瓶頸的困擾。

比特幣礦工作為一種靈活的負荷選項，能夠潛在地幫助解決許多這些間歇性和擁堵問題，從而使電網能夠部署更多的可再生能源。

通過部署更多的太陽能和風能，這些發電技術可能會進一步跌回其各自的成本曲線，使它們的邊際成本接近零。

關於本文

比特幣清潔能源倡議組織已經撰寫了這份簡短的研究論文，以此作為起點，分享我們的觀點，即比特幣挖礦（與可再生能源和存儲相結合）是如何適合加速能源轉型的。為了補充這項工作，ARK Invest提供了一個開放源代碼模型，該模型演示了比特幣挖礦如何能夠增加這些可再生+存儲系統的容量，從而為相當或更低成本的單位經濟提供更大比例的電網基本負荷能源需求。這項工作僅僅是我們所希望的結果的開端，我們將對解決方案進行富有成果的探索，以幫助迎來一個豐富，清潔的能源未來。

獨特的能源購買者

比特幣礦工是獨特的能源購買者，因為它們提供了高度靈活且易於中斷的負載，以全球流動的加密貨幣提供支付，並且完全不受位置限制，僅需要互聯網連接即可。這些綜合的品質構成了一項非凡的資產，能源購買者[1]可以隨時在世界任何地方打開或關閉。

可再生能源現在是最便宜的能源

在過去十年中，太陽能和風能的平均能源成本（LCOE）分別下降了90％和71％[2]。現在，太陽能和風能的無補貼成本分別為3-4美分/kWh和2-5美分/kWh。某些單個項目的成本甚至更低。就上下文而言，化石燃料（例如煤或天然氣）的平均能源成本（LCOE）為5-7美分/千瓦時。這意味着太陽能和風能的價格已經比煤炭和天然氣的價格低。太陽能和風能的價格也剛好與地熱能和水力發電相等[3]，價格約為3-5美分/千瓦時，雖然便宜，但受地域限制。

總是會有便宜的單個站點提供不同的電源，例如水力發電或地熱發電，但總的來說，太陽能和風能現在是成本最低且可擴展性最高的站點。更重要的是，我們相信隨着時間的流逝，它們只會繼續變得越來越便宜。我們認為，特別是對於太陽能這一半導體技術而言，每增加一倍的累積容量，其價格就會持續下降20-40%[4]。

時間供求不匹配和網格擁塞

然而，與天然氣或核能這樣更昂貴的基本負荷電力相比，太陽能和風能都存在一個主要缺陷：間歇性。在能源行業中，這導致了所謂的“鴨子曲線”[5]。

從本質上講，陽光是白天發光的，而不是晚上發光的。風更難以預測，但夜間往往風更大。因此，能源供應要麼豐富，要麼沒有。然而，當人們下午或傍晚回到家中並打開電器時，需求達到頂峰，此時太陽能和風能都無法獲得。最終的結果是大大超過了社會通常每天幾個小時所需的電力，而當需求高峰時則遠遠不夠。同樣的挑戰也隨着季節而發生，因為夏天的陽光更多，冬天的風更大。電網擁堵[6]進一步加劇了這些缺陷，這類似於高速公路交通，並且經常發生，因為太陽能和風能項目通常建在陽光和風很大但附近負荷（即最終用戶）和輸電能力很小的農村地區。由於這些挑戰，目前僅三個美國電網互連隊列中就有超過200 GW6的[7]延遲太陽能和風能發電。這些是太陽能和風能項目，具有開發商和融資渠道，但電網實際上無法容納。

傳輸容量的增加和能量存儲對於解決這些問題至關重要，尤其是隨着鋰離子電池的成本曲線不斷下降。但是目前通用規模的電池仍然太昂貴，無法普遍部署。在它們的成本又下降了80%之後，它們的使用壽命以及它們能在多長時間內儲存能量而不損耗，仍然面臨著物理上的限制。於是這將成為存儲便宜的中午太陽能以滿足高峰需求的最關鍵技術。

比特幣挖礦是生成+存儲的理想補充

另一方面而言，比特幣礦工是可再生能源和存儲的理想補充技術。將發電與存儲和礦工結合起來比單獨建造發電和存儲具有更高的總體價值。如上所述，在不耗散的情況下可以有效地存儲多少能量始終存在物理限制。但是，只需幾個小時的存儲容量，幾乎就可以完全解決日常的間歇性問題。

通過將礦工與可再生能源+儲存相結合項目，我們相信它可以：

1.提高項目投資者和開發商的收益，將更多的太陽能和風能項目轉移到有利可圖的領域。

2.在冗長的電網互連研究完成之前，就允許太陽能和風能項目的建設（因為比特幣礦工可以消耗能源，直到可以出售給電網）。

3.為電網提供隨時可用的“過剩”能量，以應對日益常見的黑天鵝事件，比如需求高峰時的過熱或過冷天氣(例如2021年初德克薩斯州的斷電)。

隨着電動汽車的普及和所有設備的電氣化，社會對電力的需求不斷增加，這種“過剩”的能源也將非常有用。從某種意義上說，礦工的食慾無上限，使他們能夠吃掉“鴨肚”剩下的任何東西。鑒於這些好處，我們認為對於實用規模的存儲開發人員而言，使用比特幣礦工來擴展其當前的電池產品是合乎邏輯的。

隨着社會開始更多地部署太陽能和風能，我們相信它將使LCOE進一步降低其成本曲線，從而使下一批太陽能和風能更加具有可負擔性。如果LCOE下降，可能會為電力開闢有利可圖的新用途，例如使海水淡化，從大氣中去除CO2或產生綠色氫。在該領域的一些專家預計，生產新的電力的邊際成本實際上接近於零[8]。

第二個潛在的主要影響可能是比特幣採礦業的大規模轉型和綠色化。據估計，當今全球的採礦能力只有10-20 GW2[9]。僅在美國電網上推遲的200萬千瓦太陽能和風能項目中，即使以20%的產能部署礦工，也可能帶來4000萬千瓦的新採礦產能，這實際上使整個現有全球市場相形見絀。注意到儘管許多此類項目很可能會在“電錶背後”建造，以儘可能利用減少的太陽能和風能，但在其他有利可圖的時期，他們仍可能會使用電網電力進行開採，因此不會從第一天開始就完全綠色化。但是，如果太陽能和風能變得更便宜，並構成越來越多的基本負載功率，那麼最終趨勢將繼續向以可再生能源為主的總算力發展。我們認為，部署如此大量的新的且地理上不同的總算力也將增強比特幣網絡的安全性，從而可能進一步鞏固比特幣作為可靠貨幣的地位。

利用真實數據，我們（ARK Invest）證明了比特幣的開採可以鼓勵對太陽能系統（太陽能電網+電池）的投資，使可再生能源產生更高比例的電網電力，而電力成本可能不會發生變化。

如果沒有比特幣的開採，太陽能（一種間歇性能源）只能提供40％的電網電力，然後公用事業公司將面臨用較高的電價為大量投資提供資金的需求。但是，通過將比特幣開採整合到太陽能系統中，能源提供商（無論是公用事業還是獨立實體）將有能力在電價和比特幣價格之間發揮套利作用，並有可能出售“過剩”的太陽能並提供幾乎所有的電網電力需求，而不會降低盈利能力。

上圖顯示了比特幣挖礦可能對採用太陽能系統產生的影響。假設電力成本恆定，它可以追蹤太陽能可以提供給電網的百分比。y軸是太陽能產生的功率，x軸是電池容量。每個圓圈的大小與比特幣挖礦操作的大小成正比。在每個時間點，太陽能系統都會滿足電網需求的不同百分比。隨着比特幣採礦規模的擴大，太陽能系統的規模不斷擴大，並滿足了電網需求的更高比例。比特幣挖礦能力的提高可以使能源供應商在不浪費能源的情況下產生“過剩”的太陽能。在圖表的左下方，在沒有比特幣開採的情況下，可再生能源只能滿足電網需求的40％。在圖表的右上角，包括太陽能、電池和比特幣開採，可以滿足電網99％的需求。

我們的模型表明，集成比特幣挖礦可以將間歇性電力資源轉化為具有基本負載的發電站。它表明在電力開發商的工具箱中加入比特幣開採，應該會增加可再生能源和間歇性能源的整體潛在市場。在比特幣開採的所有其他條件相同的情況下，可再生能源可以更具經濟性的為任何地方提供很大一部分的電力。後續效應中，與可再生能源規模化相關的成本下降很可能會加速，從而使它們在均衡狀態下更具經濟競爭力。

我們提供了一個開放源代碼版本，並在此處詳細介紹了該模型及其假設[10]。

下一步計劃

關於上述願景如何發揮作用，仍然存在一些重要的疑問。我們至少看到三個有意義的商機：

1.能源管理軟件和服務

專門從事存儲和挖礦的能源管理公司可以構建軟件用於實時確定新創建的電子的最佳用途：使用，存儲還是開採。他們還可以提供關鍵資產管理工具和分析來監視項目績效。

2.能源/礦產市場

託管市場可能會出現，用以連接項目開發商，礦工和金融家。其中一項關鍵挑戰將是解決現有礦工當前的信譽度門檻要求。

3.ASIC製造

可以建造新的芯片代工廠，以滿足預期的需求激增。三星和台積電（TSMC）在最近宣布的新北美工廠中處於領先地位。同時我們還希望看到硬件和固件的持續改進，以提高針對中斷電源使用而優化的採礦設備的耐用性。

呼籲大家採取行動

比特幣和能源市場正在融合，我們相信今天的能源資產所有者將有可能成為明天的礦工。公用事業主管，可持續基礎設施基金和網格規模的存儲開發商都處於有利位置，可以通過調整戰略路線圖並將大規模投資部署到比特幣挖礦與清潔能源生產之間的新興協同作用中來加快未來發展。

我們計劃跟進更多的研究探索，並將更多的資源集中在比特幣和清潔能源的交集上。

[1]Special Report: Energy Backed Money, Satoshi Energy.

[2]Levelized Cost of Energy and Levelized Cost of Storage – 2020, Lazard.

[3]Levelized Costs of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook 2021, U.S. Energy Information Administration.

[4]Solar's Future is Insanely Cheap (2020), Ramez Naam.

[5]Ten Years of Analyzing the Duck Chart, NREL.

[6]Transmission congestion & constraints: Market impediment or opportunity? NRG Editorial Voices.

[7]New data tool from Berkeley Lab Tracks Proposed Projects in Interconnection Queues, Berkeley Lab.

[8]Zero Marginal Cost Energy, Max Webster. Dec 2020.

[9]Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index.

[10]Solar Battery Bitcoin, ARK Invest GitHub.

來源：

https://assets.ctfassets.net/2d5q1td6cyxq/2D2BnksJjavw4a6SUvAPwZ/c42a9e3a520b0cc3b230cda3b43eead5/BCEI_White_Paper_.pdf