马斯克批评使用煤矿开采，未来充满清洁能源，比特币是关键

简介：

尽管马斯克批评比特币使用化石能源，特别是煤炭，并于13日暂停特斯拉接受比特币付款，导致比特币价格大幅下跌，但他对比特币的支持与他对清洁能源的支持是一致的，并非突然改变。

本文在4月22日受到马斯克的赞扬，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，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，西南地区废弃水电的利用也证明了这一点。发展可再生能源必然导致弃风、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。

不过，不可否认的是，火电在比特币挖矿中所占的比重还是比较高的。马斯克通过自己的努力，将投币圈带入了牛市的下一个阶段。现在他坚定地站在批评比特币浪费能源的立场上。今后，整个行业围绕这个问题会有更多的讨论和变数。

比特币是未来充满清洁能源的关键

在本文中，我们旨在解释比特币网络如何作为一个独特的能源买家，使社会能够充分利用更多的太阳能和风能发电能力。这种部署和能量存储旨在促进向更清洁、更有弹性的电网过渡。我们相信，今天的能源资产拥有者可以成为明天不可或缺的比特币矿工。

本文的重点

作为清洁能源生产和储存的补充技术，比特币挖矿为加速全球能源向可再生能源的过渡提供了机遇。

太阳能和风能现在是世界上***的能源，但由于间歇性的电力消耗，它们正遭遇部署瓶颈。

作为一种灵活的负载选择，比特币矿工有可能帮助解决许多这些间歇性和拥挤问题，从而使电网能够部署更多的可再生能源。

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

关于这篇文章

比特币清洁能源倡议（Bitcoin clean energy initiative）撰写了这篇简短的研究论文，以此为出发点，分享我们对比特币挖矿（结合可再生能源和存储）如何适合加速能源转的看法。为了补充这项工作，ark invest提供了一个开源模，该模演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，从而为同等或更低成本的单位经济提供更大比例的电网基本负荷能源需求。这项工作只是我们希望取得的成果的开始，我们将探索富有成效的解决办法，帮助开创一个丰富、清洁的能源未来。

独特的能源买家

比特币矿工是独特的能源买家，因为他们提供高度灵活和容易中断的负载，以全球移动加密货币提供支付，并且完全独立于位置，只需要互联网连接。这些综合特性构成了一种非凡的资产，能源购买者可以在世界任何地方随时打开或关闭。

可再生能源现在是***的能源

在过去的十年中，太阳能和风能的平均能源成本（lcoe）分别下降了90%和71%[2]。现在，太阳能和风能的非补贴成本分别为3-4美分/千瓦时和2-5美分/千瓦时。个别项目的成本更低。在这种情况下，化石燃料（如煤或天然气）的平均能源成本（lcoe）为每千瓦时5-7美分。这意味着太阳能和风能的价格已经低于煤炭和天然气的价格。太阳能和风能的价格与地热能和水力发电的价格一样[3]，价格约为3-5美分/千瓦时。虽然便宜，但受地域限制。

总会有一个廉价的单一站点提供不同的电源，如水电或地热，但总的来说，太阳能和风能现在是成本**、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。我们相信，特别是太阳能半导体技术，每增加一倍的累积容量，价格将继续下降20-40%[4]。

时间供需不匹配与电网拥挤

然而，与天然气或核能等更昂贵的基本负荷电力相比，太阳能和风能都有一个主要缺点：间歇性。在能源行业，这导致了所谓的“鸭子曲线”[5]。

从本质上说，阳光在白天照射，而不是在晚上。风更难预测，但往往在夜间风更大。因此，能源供应不是充足就是不足。然而，当人们下午或晚上回家打开电器时，需求就会达到高峰，此时太阳能和风能都不可用。最终的结果是，每天几个小时的用电量远远超过了社会通常需要的用电量，这在高峰需求时远远不够。同样的挑战也发生在季节上，因为夏天的阳光更多，冬天的风也更多。电网拥挤[6]进一步加剧了这些缺陷，这些缺陷类似于公路交通，并且经常发生，因为太阳能和风能项目通常建在阳光和风力都很强，但附近的负荷（即终端用户）和输电能力很小的农村地区。由于这些挑战，目前仅在三个美国电网互联队列中就有超过200GW6[7]的太阳能和风力发电延迟。这些都是有开发者和融资渠道的太阳能和风能项目，但电网实际上无法容纳它们。

特别是在锂离子电池成本曲线持续下降的情况下，输电能力和储能能力的提高对解决这些问题非常重要。但目前通用规模的电池仍然过于昂贵，无法广泛部署。随着他们的成本再下降80%，他们仍然面临着身体上的限制，他们的寿命和多长时间，他们可以储存能量没有损失。因此，它将成为储存廉价中午太阳能以满足高峰需求的关键技术。

比特币挖矿是发电+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技术。将发电与储存和挖矿相结合比单独建设发电和储存具有更高的整体价值。如上所述，在没有耗散的情况下，能有效储存多少能量总是有物理限制的。然而，只有几个小时的存储容量几乎可以完全解决日常的间歇性问题。

通过将矿业与可再生能源+储存相结合，我们相信它可以：

1.增加项目投资者和开发者的收入，将更多的太阳能和风能项目转移到盈利领域。

2.在漫长的电网互联研究完成之前，允许建设太阳能和风能项目（因为比特币矿工在出售给电网之前可以消耗能源）。

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，如高峰需求期间的过热或过冷（如2021年初德克萨斯州的停电）。

随着电动汽车的普及和各种设备的电气化，社会用电需求不断增加。这种“过剩”的能量也将非常有用。从某种意义上说，矿工们有着无限的胃口，可以吃到鸭肚子里剩下的任何东西。鉴于这些好处，我们认为，对于实际规模的存储开发者来说，使用比特币矿工来扩展其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，我们相信这将进一步降低lcoe的成本曲线，使下一批太阳能和风能更加实惠。如果lcoe下降，可能会为电力开辟新的有利可图的用途，如海水淡化、从大气中去除二氧化碳或产生绿色氢气。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挖矿业的大规模转和绿化。据估计，目前全球挖矿能力仅为10-20 gw2[9]。仅在美国电网推迟的200万千瓦太阳能和风力发电项目中，即使按照20%的产能部署，也可能带来4000万千瓦的新增挖矿产能，这实际上让整个现有的全球市场相形见绌。需要注意的是，虽然这些项目中有许多可能是“表后”建设，以**限度地利用减少的太阳能和风能，但它们很可能在其他盈利时期利用电网电力进行开发，因此它们从一开始就不会是完全绿色的。然而，如果太阳能和风能变得越来越便宜，并构成越来越多的基本负荷电力，那么最终的趋势将继续发展到以可再生能源为基础的总电力。我们相信，如此大量新的、地理位置不同的算力的部署，也将增强比特币网络的安全性，这可能进一步巩固比特币作为可靠货币的地位。

利用真实数据，我们（Ark invest）已经证明，比特币的开发可以鼓励对太阳能系统（太阳能电网+电池）的投资，使可再生能源在电网中产生更高比例的电力，并且电力成本可能不会改变。

如果没有比特币，作为间歇性能源的太阳能只能提供电网40%的电力，然后公用事业将面临需要以更高的电价为大笔投资提供资金的问题。然而，通过将比特币挖矿纳入太阳能系统，能源供应商（无论是公用事业公司还是独立实体）将能够在电价和比特币价格之间进行套利，并可能出售“多余”的太阳能，在不降低盈利能力的情况下提供几乎所有的电网电力需求。

上图显示了比特币挖矿对采用太阳能系统可能产生的影响。假设电力成本是恒定的，它可以跟踪太阳能在电网中所占的百分比。y轴是太阳能产生的能量，x轴是电池的容量。每个圆圈的大小与比特币挖矿操作的大小成正比。在每一个时间点，太阳能系统将满足不同比例的电网需求。随着比特币挖矿规模的扩大，太阳能系统规模不断扩大，满足了更高比例的电网需求。比特币挖矿能力的提高可以使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。在图表的右上角，包括太阳能、电池和比特币挖矿，99%的电网需求可以得到满足。

我们的模表明，集成比特币挖矿可以将间歇性电力资源转化为具有基本负荷的发电站。这表明，将比特币挖矿加入电力开发者的工具箱，应该会增加可再生能源和间歇能源的整体潜在市场。在比特币挖矿的所有其他条件相同的情况下，可再生能源可以为任何更经济的地方提供大部分电力。在后续效应中，与可再生能源规模化相关的成本降低可能会加速，从而使其在均衡状态下更具经济竞争力。

我们提供了一个开源版本，在这里我们详细描述了模及其假设[10]。

下一步计划

关于这个愿景如何运作，还有一些重要的问题。我们至少看到三个重要的商机：

1.能源管理软件和服务

专门从事存储和挖矿的能源管理公司可以构建软件，实时确定新创建的电子产品的**用途：使用、存储或挖矿。它们还可以提供关键资产管理工具和分析，以监控项目绩效。

2.能源/矿产市场

一个连接项目开发者、矿工和金融家的托管市场可能会出现。关键挑战之一将是解决现有矿工目前的信誉门槛要求。

3.ASIC制造

可以建立新的芯片工厂来满足预期的需求激增。三星（Samsung）和台积电（TC）是最近宣布的北美新工厂的领头羊之一。同时，我们还希望看到硬件和固件的不断改进，以提高为中断用电而优化的挖矿设备的耐久性。

呼吁采取行动

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可能会成为明天的矿工。公用事业高管、可持续基础设施基金和电网规模的存储开发者都处于有利地位，可以通过调整战略路线图，并向比特币挖矿和清洁能源生产之间正在出现的协同效应部署大规模投资，来加速未来的发展。

我们计划进行更多的研究和探索，并将更多资源中心化在比特币和清洁能源的交叉点上。

[1] 特别报道：能源支持资金，佐藤能源。

[2] 能源平准化成本和储存平准化成本——2020年，拉扎德。

[3] 《2021年年度能源展望》中新一代资源的平准化成本，美国能源信息署。

[4] 太阳能#39；拉梅兹·纳姆（Ramez Naam）说，中国的未来是极其廉价的（2020年）。

[5] 十年的鸭子图分析，NREL。

[6] 传输阻塞和；制约因素：市场障碍还是机遇？NRG编辑声音。

[7] 伯克利实验室的新数据工具跟踪互联队列中的拟议项目，伯克利实验室。

[8] 零边际成本能源，马克斯韦伯斯特。2020年12月。

[9] 剑桥比特币耗电指数。

[10] 太阳能电池比特币，方舟投资GitHub。