马斯克批评煤矿开采，比特币是清洁能源未来的关键

作者 |比特币清洁能源倡议备忘录

编辑 |吴小林

翻译 |丽贝卡

简介：

虽然马斯克13日批评比特币使用化石能源，尤其是煤炭，并暂停特斯拉接受比特币支付，导致比特币价格暴跌，他对比特币的支持和对清洁能源的支持一直是一致的，而不是突然的变化。

这篇在 4 月 22 日被马斯克点赞的论文认为，由于清洁能源的不稳定性，比特币挖矿作为一种灵活的负载选择，可以利用过剩的清洁能源来帮助电网部署更多的可再生能源。比特币挖矿可以帮助可再生能源变得更有弹性。

事实上，中国在西南地区对废弃水电的利用也证明了这一点。可再生能源的发展必然会导致弃风弃水弃光。比特币挖矿对废弃电力的利用是任何行业都无法比拟的。

但不可否认，火电目前在比特币挖矿中占比较高。马斯克单枪匹马将币圈带入了牛市的下一阶段，现在他坚定地站在批评比特币浪费能源的立场上。未来，整个行业都会围绕这个问题展开更多的讨论和变数。

比特币是清洁能源未来的关键

在本文中，我们旨在解释比特币网络如何充当独特的能源购买者，从而使社会能够充分利用更多的太阳能和风能发电能力。这种部署以及能源存储旨在促进向更清洁、更有弹性的电网过渡。我们相信，今天的能源资产所有者可以成为明天必不可少的比特币矿工。

本文重点介绍

比特币挖矿作为清洁能源生产和储存的补充技术，为加速全球能源向可再生能源转型提供了机会。

太阳能和风能现在是世界上最便宜的能源，但由于间歇性电力消耗，它们正面临部署瓶颈。

比特币挖矿作为一种灵活的负载选项，可能有助于解决许多此类间歇性和拥塞问题，从而使电网能够部署更多可再生能源。

通过部署更多的太阳能和风能，这些发电技术可以进一步回落到各自的成本曲线中，使其边际成本更接近于零。

关于这篇文章

比特币清洁能源倡议撰写了这篇简短的研究论文，以此分享我们的观点，即比特币挖矿（可再生能源与存储相结合的可能性）适合加速能源转型。为了补充这项工作，ARK Invest 提供了一个开源模型，展示了比特币挖矿如何增加这些可再生能源+存储系统的容量，提供更大比例的同等或更低成本的单位经济电网基本负荷能源需求。我们希望这项工作只是开始，我们希望能够富有成效地寻找解决方案风力发电挖比特币，帮助开创丰富、清洁的能源未来。

能源的独特买家

比特币矿工是独特的能源买家，因为它们提供高度灵活且易于中断的负载，以全球流动的加密货币提供支付，而且它完全与位置无关，只需要互联网连接。这些综合品质构成了一项非凡的资产，能源购买者[1] 可以在世界任何地方随时开启或关闭。

可再生能源现在是最便宜的能源

过去十年，太阳能和风能的平均能源成本 (LCOE) 分别下降了 90% 和 71%[2]。太阳能和风能的无补贴成本现在分别为 3-4 美分/kWh 和 2-5 美分/kWh。一些个别项目的成本甚至更低。就上下文而言，煤炭或天然气等化石燃料的平均能源成本 (LCOE) 为 5-7 美分/kWh。这意味着太阳能和风能已经比煤炭和天然气便宜。太阳能和风能的电价也与地热电和水电差不多[3]，价格在3-5美分/kWh左右，价格便宜但受地域限制。

总会有廉价的单一站点提供不同的能源，例如水力或地热，但总的来说，太阳能和风能现在是成本最低且可扩展性最强的站点。更重要的是，我们相信随着时间的推移，它们只会越来越便宜。我们认为，尤其是太阳能这一半导体技术，累计产能每翻一番，价格将继续下降 20-40% [4]。

时间供需不匹配和电网拥堵

但是，与天然气或核能等更昂贵的基荷电力相比，太阳能和风能都存在一个主要缺陷：间歇性。在能源行业，这导致了所谓的“鸭曲线”[5]。

本质上，阳光在白天照射，而不是在夜间照射。风更难以预测，但在夜间往往更强。因此，能源供应要么充足，要么不充足。然而，当人们在下午或傍晚回到家中打开电器时，需求达到顶峰，此时太阳能和风能都没有。最终结果是远远超过社会通常每天几个小时所需的电力，远低于需求高峰时的电力。同样的挑战也随着季节而发生，因为夏天有更多的阳光，冬天有更多的风。电网拥塞 [6] 进一步加剧了这些缺陷，这类似于高速公路交通，并且经常发生，因为太阳能和风能项目通常建在太阳能和风能高但附近负载（即最终用户）和传输的农村地区容量小。由于这些挑战，目前仅在三个美国电网互连队列中就有超过 200 GW6 [7] 延迟的太阳能和风能发电。这些太阳能和风能项目的开发商和融资渠道实际上是电网无法容纳的。

传输容量和能量存储的增加对于解决这些问题至关重要，尤其是在锂离子电池的成本曲线持续下降的情况下。但目前的通用规模电池对于广泛部署来说仍然过于昂贵。在它们的成本又下降了 80% 之后，它们的使用寿命以及它们可以在不耗尽能量的情况下储存能量多长时间仍然存在物理限制。这将成为储存廉价正午太阳能以满足高峰需求的最关键技术。

比特币挖矿是生成+存储的理想补充

另一方面，比特币矿工是可再生能源和存储的理想补充。将发电与存储和矿工结合起来，比单独建造发电和存储具有更高的整体价值。如上所述，在不消耗能量的情况下可以有效存储多少能量始终存在物理限制。然而，只需几个小时的存储容量，几乎可以完全解决日常间歇性问题。

通过将矿工与可再生能源 + 存储项目相结合，我们相信它可以：

1.提高项目投资者和开发商的回报，将更多太阳能和风能项目投入盈利领域。

2.在漫长的电网互连研究完成之前，允许建设太阳能和风能项目（因为比特币矿工可以消耗能源，直到可以将其出售给电网）。

3.为电网提供随时可用的“过剩”能源，以应对日益常见的黑天鹅事件，例如高峰需求期间的过热或过冷（例如 2021 年初的德克萨斯州停电）。

随着电动汽车的普及和所有设备的电气化，社会对电力的需求不断增加，这种“剩余”能源也将非常有用。从某种意义上说，矿工的胃口是无限的，可以吃掉“鸭肚”剩下的任何东西。鉴于这些好处，我们认为公用事业规模的存储开发商使用比特币矿工来扩展他们当前的电池产品是合乎逻辑的。

随着社会开始部署更多的太阳能和风能，我们相信这将使 LCOE 进一步降低其成本曲线，使下一波太阳能和风能更实惠。如果 LCOE 下降风力发电挖比特币，它可能会开辟利润丰厚的电力新用途，例如淡化海水、去除大气中的二氧化碳或生产绿色氢气。该领域的一些专家预测，生产新电力的边际成本实际上接近于零[8]。​​

第二个潜在的重大影响可能是比特币采矿业的大规模转型和绿色化。据估计，当今全球采矿能力仅为 10-20 GW2 [9]。即使仅在美国电网延迟的 2 吉瓦太阳能和风能项目的 20% 容量部署矿工，也可以带来 40 吉瓦的新采矿容量，有效地使整个现有的全球市场相形见绌。请注意，虽然其中许多项目可能建在“电表后”以尽可能利用减少的太阳能和风能，但在其他有利可图的时期仍可能使用电网电力进行开发，因此不会从从第一天开始就完全绿色。然而，如果太阳能和风能变得更便宜并构成越来越多的基荷电力，最终的趋势将继续朝着以可再生能源为主的总计算能力。我们相信，部署如此大量新的、地域不同的总计算能力也将增强比特币网络的安全性，有可能进一步巩固比特币作为可靠货币的地位。

使用真实数据，我们（ARK Invest）证明比特币挖矿可以鼓励对太阳能系统（太阳能电网+电池）的投资，让可再生能源产生更高比例的电网电力，而电力成本可能不会改变。

如果没有比特币挖矿，太阳能（一种间歇性能源）只能提供 40% 的电网电力，然后公用事业公司将面临以更高的电价为大型投资提供资金的需求。然而，通过将比特币挖矿整合到太阳能系统中，能源供应商（无论是公用事业公司还是独立实体）将有能力在电价和比特币价格之间进行套利，并有可能出售“多余”的太阳能并提供几乎所有的电网电力需求在不影响盈利能力的情况下。

上图显示了比特币挖矿可能对太阳能系统的采用产生的影响。它跟踪可以提供给电网的太阳能百分比，假设电力成本不变。 y轴是太阳能产生的功率，x轴是电池容量。每个圆圈的大小与比特币挖矿操作的大小成正比。在每个时间点，太阳能系统满足电网需求的不同百分比。随着比特币采矿规模的扩大，太阳能系统继续扩大规模并满足更高比例的电网需求。增加比特币挖矿能力可以让能源供应商在不浪费能源的情况下产生“多余”的太阳能。在图表的左下角，如果没有比特币挖矿，可再生能源只能满足 40% 的电网需求。图表右上角，包括太阳能、电池和比特币挖矿，可以满足电网99%的需求。

我们的模型表明，集成比特币挖矿可以将间歇性电源转换为具有基本负载的发电站。它表明，将比特币挖矿添加到电力开发商的工具箱中应该会增加可再生能源和间歇性能源的整体可寻址市场。在比特币挖矿的所有其他条件相同的情况下，可再生能源可以更经济地在任何地方提供大部分电力。在后续效应中，与扩大可再生能源规模相关的成本降低可能​​会加速，使它们在平衡时更具经济竞争力。

我们提供了一个开源版本，并在此处详细描述了模型及其假设 [10]。

接下来的步骤

关于上述愿景如何运作，还有一些重要的问题。我们至少看到了三个有意义的商机：

1.能源管理软件和服务

专门从事存储和采矿的能源管理公司可以构建软件，用于实时确定新创建的电子的最佳用途：使用、存储或开采。他们还可以提供关键资产管理工具和分析来监控项目绩效。

2.能源/矿业市场

可能会出现一个托管市场来连接项目开发商、矿工和金融家。关键挑战之一将是解决现有矿工当前的声誉门槛要求。

3.ASIC 制造

可以建造新的芯片代工厂以满足预期的需求激增。三星和台积电 (TSMC) 在最近宣布的新北美工厂中处于领先地位。我们还希望看到硬件和固件的持续改进，以提高针对中断电源使用进行优化的采矿设备的耐用性。

号召性用语

比特币和能源市场正在融合，我们相信今天的能源资产所有者将有潜力成为明天的矿工。公用事业高管、可持续基础设施基金和电网规模存储开发商都处于有利位置，可以调整战略路线图，并将大规模投资部署到比特币采矿和清洁能源生产之间的新兴协同效应中 加速未来发展。

我们计划跟进更多研究探索，并将更多资源集中在比特币和清洁能源的交叉领域。

[1]特别报告：能源支持货币，Satoshi Energy。

[2]平准化能源成本和平准化存储成本 – 2020 年，Lazard。

[3]美国能源信息署 2021 年年度能源展望中新一代资源的平准化成本。

[4]太阳能的未来非常便宜（2020)，Ramez Naam。

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[5]十年分析鸭图，NREL。

[6]传输拥塞和约束：市场障碍还是机会？ NRG 编辑之声。

[ 7]伯克利实验室的新数据工具在互连队列中跟踪提议的项目，伯克利实验室。

[8] 零边际成本能源，Max Webster。 202 年 12 月0.

[9]剑桥比特币用电量指数。

[10]太阳能电池比特币，ARK Invest GitHub。