Как Bitcoin-майнинг может решить одну из крупнейших проблем, стоящих перед возобновляемой энергией

Bitcoin, особенно процесс его майнинга, получает много упрёков из-за использования энергии. Но новая компания Layer1 Technologies, поддерживаемая Питером Тилем, пытается сделать немыслимое — стабилизировать энергосистему, генерировать прибыль, добывая меньшее количество BTC и сделать США значительным игроком в индустрии Bitcoin-майнинга. Как и большинство прекрасных американских сказок, наша история начинается в полузасушливых землях западного Техаса.

Техас, “Кривая Утки” и величайший вызов для возобновляемых источников энергии

Техасская сеть: децентрализованный энергетический рынок

В отличие от большей части США, Техас имеет нерегулируемую энергосистему, которая разделяет коммунальные предприятия на три отдельные функции:

• Генерация — электростанции, солнечные, ветряные электростанции и др.
• Передача — линии электропередач, которые до сих пор регулируются штатом Техас.
• Розничные поставщики электроэнергии — обслуживание клиентов и выставление счетов за электроэнергию.

В результате в Техасе есть сложный рынок с частными генераторами электроэнергии, которые предлагают розничным поставщикам электроэнергии разные оптовые цены из разных мест в большом штате Техас. Дерегулирование производства энергии привело к резкому увеличению объёмов производства природного газа, а также возобновляемых источников энергии, которые обеспечивают более дешёвое и экологически чистое решение для долгосрочного спроса на энергию.

Важно отметить, что любое использование электричества настолько же чисто, насколько чиста сама энергосистема. Техас лидирует в США по производству энергии ветра, которая обеспечивает пиковую мощность в ночное время. “Штат одинокой звезды” также производит изобилие возобновляемой энергии от солнечных ферм, которые обеспечивают максимальную мощность в середине дня. Однако увеличение использования возобновляемых источников энергии в Техасе за последнее десятилетие имело некоторые побочные эффекты.

“Кривая Утки” (The Duck Curve)

Потребление энергии зависит от дня, сезона и года. Приходят тёплые периоды, поэтому люди всё чаще используют кондиционеры, что является крупнейшим драйвером розничного спроса на энергию в Техасе. И это неудивительно. В типичный день потребность в энергии резко возрастает в начале дня, значительно снижается в рабочее время, а затем достигает пика во второй половине дня, когда люди возвращаются домой после работы. Дневной пик, к сожалению, совпадает с периодом минимума энергии из возобновляемых источников.

Однако чрезмерное изобилие возобновляемых источников энергии от солнца и ветра в середине дня подрывает экономику производства электроэнергии, поскольку чистое производство энергии (нагрузка на сеть) продолжает расти без каких-либо выходов. Это приводит к ситуации, известной как «Кривая Утки», когда просто генерируется слишком много энергии, которая в конечном итоге сокращается, тратится впустую или продаётся по отрицательным ценам. И наоборот, по мере роста спроса в конце дня генераторы энергии стремятся быстро нарастить энергетическую нагрузку, как правило, за счёт ископаемого топлива.

Дальнейшее развитие возобновляемых источников энергии — ветра и солнца — усугубляет «Кривую Утки» и создаёт петлю отрицательной обратной связи. Кроме того, сложно остановить угольные или атомные электростанции, поскольку экономика обоих требует, чтобы они работали непрерывно, что фактически создаёт минимальную цену. Это приводит к явлению, когда каждая дополнительная единица солнечной и ветровой энергии снижает рентабельность возобновляемой энергии, что ещё больше способствует отрицательному ценообразованию и создаёт нестабильность в энергосистеме.

Эта дилемма усугубляется тем, что транспортировка электроэнергии на большие расстояния приводит к значительным потерям, а хранение ещё не является экономически целесообразным, чтобы надежно удерживать достаточно энергии для потребления в ночное время. В краткосрочной и среднесрочной перспективе у нас остаётся два решения этой уникальной проблемы:

• Потребление энергии в периоды её перепроизводства, чтобы предотвратить сокращение (расточительство) и отрицательные цены.
• Прекращение потребления энергии при высоком спросе, чтобы предотвратить использование более дорогих невозобновляемых источников энергии.

Хотя это звучит просто, спрос на энергию неэластичен, и жизненный цикл потребления энергии человеком обычно не совпадает с пиковым производством возобновляемой энергии.

Bitcoin-майнинг: механизм реагирования на спрос

По случайному совпадению Bitcoin решает вышеупомянутые проблемы:

• Bitcoin-майнинг потребляет энергию с относительно постоянной скоростью
• С точки зрения энергетики, операция по добыче BTC — это гибкая нагрузка, то есть её относительно легко отключить, поскольку она не требует каких-либо непрерывных операций.

Реагирование на спрос — это процесс сокращения производства и потребления энергии в моменты пикового спроса на энергию. Когда спрос на энергию достигает пика, например во время летней жары в Техасе, затраты на электроэнергию могут быстро вырасти со 100–150 долларов за мегаватт-час (МВтч) до тысяч долларов за мегаватт-час. Layer1 извлекает выгоду из этого варианта использования путём переговоров с ERCOT — регулятором энергосистем Техаса — о долгосрочных контрактах реагирования на спрос.  По сути, Layer1 соглашается отключиться в любой момент, получая ежегодную премию (19-25 МВтч) в зависимости от ожидаемого спроса на электроэнергию. Layer1 утверждает, что это соглашение о реагировании на спрос эффективно снизит их стоимость энергии до менее одного цента за кВтч.

Для контекста, Кембриджский Bitcoin Индекс Потребления Электроэнергии сообщает о средней стоимости в пять центов за киловатт-час (0,05 доллара США / кВтч) на основе их последних и ряда предыдущих исследований. В то время как преимущество Layer1 в стоимости в четыре цента кажется небольшим, на рынке, где самые большие расходы — это электричество, экономия затрат со временем оказывает большое влияние.

Реагирование на спрос помогает стабилизировать энергосистему за счёт устранения скачков цен, выравнивания спроса на энергию и корректировки экономических стимулов — снижения отрицательного ценообразования — что позволяет продолжать рост возобновляемых источников энергии. Теперь у стратегии Layer1 есть очевидный недостаток: их устройства для майнинга работают реже. Однако в обмен на гарантированный доход это может быть эффективным хеджированием для майнеров от волатильности BTC.

Будущее Bitcoin-майнинга в Техасе

Поскольку Техас дерегулирован, требования к разрешениям для проектов Bitcoin-майнинга немногочисленны, что упрощает покупку земли, строительство майнинговых мощностей и начало работы. Для более сложных операций можно было бы даже заключить контракт с солнечными или ветряными фермами в рамках проекта, чтобы получить государственные субсидии и стать самими производителями энергии. Почти все другие штаты США публично субсидируют коммунальные предприятия с естественными монополиями и высокими барьерами для входа, препятствующими новым генерирующим компаниям и розничным поставщикам.

Из-за потенциала Техаса в области возобновляемых источников энергии и отсутствия регулирования на рынке, Bitcoin-майнинг может разрастись по всему штату. С этой целью Bitmain в октябре 2019 года запустила свою майнинговую ферму в Рокдейле, штат Техас, которая нацелена на обеспечение майнинговой мощности более 300 мегаватт. Не исключено, что другие компании и предприниматели уже находятся в поиске партнёров и создадут аналогичные предприятия в ближайшие годы.

Заключительные мысли о Bitcoin, возобновляемых источниках энергии и окружающей среде

Отчёт CoinShares за декабрь 2019 года оценил проникновение возобновляемых источников энергии в энергетический баланс Bitcoin-майнинга в 73%. Энергия — это локальный источник, то есть она варьируется в зависимости от местоположения, поскольку в некоторых географических регионах имеется изобилие геотермальных, гидро или других возобновляемых источников энергии. Это делает Bitcoin в экологическом отношении зависимым от того, где он производится. Стоит повторить: электричество настолько чистое, насколько чиста сеть, которая его производит.

Если при Bitcoin-майнинге используется энергия природного газа или пиковых электростанций, работающих на угле — электростанции, которые включаются только при достижении определенного уровня спроса, — тогда это не совсем экологически безопасно. Даже плотины гидроэлектростанций и ветряные электростанции имеют экологические последствия. Не существует верхнего предела цены BTC и, следовательно, нет ограничения на количество энергии, которая может быть задействована в Bitcoin-майнинге. Такова природа Bitcoin. Постоянно движущаяся альтруистичная цель экологического рабства гарантирует, что Bitcoin никогда не останется без экологических последствий. Но преимущества Bitcoin перевешивают его недостатки.