在碳中和政策下，加密货币将如何改变能源行业

一、加密货币经济对电力系统的影响加密货币经济将继续存在，加密货币挖矿和质押是投资基金、公司和政府感兴趣的主要领域之一。加密货币挖掘是指验证交易，从而保护和支持区块链协议的过程。最著名的协议是比特币。自 2009 年成立以来，比特币一直是加密货币之王。比特币挖矿是一项能源密集型工作。在撰写本文时，比特币每年的总用电量为 145 太瓦时（约占全球总能耗的 0.32%）。能源强度植根于其共识机制的选择，通常称为工作量证明。然而，费力的共识机制也是比特币安全的主要原因，恶意行为者重写交易的成本太高（或者换句话说，需要太多的“工作”）。简而言之，比特币挖矿由专门用于解决算法难题的机器组成。蛮力方法和动态调整挖矿难度，大约每十分钟挖一个区块（协议内置的智能设计功能），是导致比特币挖矿高能量需求的两个因素。

二、比特币挖矿是如何运作的 比特币挖矿是否消耗太多能量比特币挖矿监管最新政策，这个有争议的问题的答案就在旁观者的眼中。例如，这取决于比特币正在取代哪些遗留系统以及它给社会带来的好处。虽然这是一场非常有趣的辩论，包含哲学、经济和慈善元素，但本文将重点关注比特币挖矿（以及基于工作量证明的挖矿）给电力系统和“矿工”带来的影响和变化。 ” 如何与世界各地的电力和公用事业公司形成共生关系。

三、比特币挖矿增长 比特币挖矿消耗大量电力。一些较大的比特币矿场由专门的发电厂提供服务。尽管现在用于采矿的全球能源组合中有超过 57% 来自清洁能源，但它对电网的需求是巨大的。过去五年，能源消耗从每年 11.8 太瓦时增长到 120.5 太瓦时，相当于每年增加 2,400 台风力涡轮机。作为参考，美国平均每年安装约 3,000 台风力涡轮机。 2022 年 2 月 12 日，比特币网络哈希率（挖矿算法操作的总和）达到了 2.4811 亿太哈希/秒（TH/s）的历史新高。比特币公司 NYDIG 估计，在其高比特币价格的情况下，用电量可能会在 2027 年达到 706 太瓦时的峰值。比特币能耗和网络难度创历史新高

全球比特币能源消耗

网络困难

在中国于 2021 年 9 月禁止比特币挖矿后，一些国家因担心比特币挖矿对其公用电网造成压力而开始限制挖矿，全球哈希率迅速“找到”新家，美国率先全球比特币挖矿。毫无疑问，加密货币挖矿业务的指数级扩张将增加全球发电需求，尤其是在美国，即使效率提升巨大。这种新的需求激增将放大电力部门的需求。该行业已经面临满足长期电气化需求的挑战。也就是说，让运输和建筑行业摆脱对化石燃料的依赖，走向碳中和。 ASIC1矿机的效率近年来有了很大的提升

ASIC矿机效率提升J/Th

四、比特币挖掘的特殊属性 虽然加密货币挖掘操作与其他类型的数据中心具有相同的平坦、高负载率使用特性。但与其他类型的电力用户相比，他们的商业模式和产出的性质创造了一组独特的客户属性。 1、对能源价格敏感 由于电费占比特币运营成本的 80% 以上，“矿工”对电费极为敏感，并高度鼓励在全球范围内寻找最佳交易。在寻求最低电价的过程中，“矿工”通常会寻求与公用事业和发电厂达成协议，将其直接设在现场（并绕过电网成本）或利用多余的能源（例如燃烧天然气）。在撰写本文时，全球大多数比特币挖矿设施的电力成本在每兆瓦时 (MWh) 3-8 美分之间，而挖矿利润可以在一年多一点的时间内支付挖矿设备的成本。 2、位置无关且灵活的矿工通常组织在模块化容器中，使其部署和移动非常灵活。他们更喜欢监管制度稳定、与公用事业公司建立了融洽关系的地方，最好是气候凉爽的地方，以减少冷却需求。得克萨斯州和中东等较热的地区可以使用水冷和浸没冷却等新技术，注意阿联酋宣布将部署超过 500 兆瓦的采矿能力。他们可以在世界任何地方经营，创造一个全球市场。除了冷却基础设施外，矿工只需要稳定的互联网连接。此外，比特币矿工试图最大限度地利用他们的资产，包括将热量用于其他目的（例如温室）。

3、关注短期矿工，他们使用专为尽可能快地开采而设计的专用计算机。那些拥有更快机器的人赚得更多。由于技术的快速发展和矿工的高利润率（平均超过 30%），矿工的寿命不到三年。再加上加密货币市场公认的波动性，这意味着矿工通常不愿就持续约三年的电力做出合同承诺。超过 3 年的矿机通常仅用于矿工能源成本非常低（或几乎免费）的地区。因此，从公用事业公司的角度来看，矿工可以被视为整个电力系统的短期用户，他们可以帮助弥合供过于求的缺口，直到经济进一步发展。另一方面，基于采矿作业的潜在短期时间框架（如果矿工不决定不断升级其技术并致力于长期运营），如果他们不支付，公用事业公司将不会热衷于额外投资基础设施升级基础设施以适应它们的全部成本。 4、Demand Response Ready 在短期平衡整个系统的供需方面，矿工可以与公用事业形成完美的共生关系。虽然矿工更喜欢尽可能多地运营，但如果他们被关闭，除了收入损失之外没有其他不利因素。挖矿奖励是在短期内而非长期内获得的，并且不受一天中特定时间的限制。平均而言，他们每十分钟验证一次区块链上的交易块。在比特币的情况下，矿工可以控制它关闭的速度和数量，因此它可以作为需求响应资源非常灵活地扩展。

当然，对于公用事业或市场运营商来说，让矿工中断他们的创收业务是值得的。很少有能源用户如此庞大，并且具有这种在几分钟内增加和减少的灵活性，一些矿工声称他们可以在几秒钟内关闭。鉴于这些独特的属性和丰富的快速和可中断的能力，加密货币挖掘可以通过三种有益的方式为电力系统服务：（1）新的收入流和资产优化。（2）需求响应和负载平衡，以及（3）系统控制和规划。在以下部分中，将探讨潜在的负面问题。

五、加密货币挖矿对电力系统的影响 影响1、新的收入流和资产优化 由于加密货币的地理灵活性，这种负载可以很容易地放在发电点附近。通常，该系统以两种相反的方式工作，发电位置尽可能靠近负载中心，或大型输电系统从更远的地方承载负载。这为从未充分利用的发电能力中获取价值提供了独特的机会。加密货币挖矿提供了一种全新的盈利方式发电。它基本上将电力转换为全球接受的加密货币。任何电力过剩的发电机都可以从电力中获利，而不是减少电力或寻找并连接到其他用户。比特币可以开辟原本不会被使用的能源的新用途。例如，水力发电厂产生的电力超过了雨季的吸收能力，石油和天然气公司可以利用火炬气等。受输电可用性的限制，发电机可以寻找新的电源插座有可能实现更多的太阳能和风能在农村地区。将采矿容器放置在这些人附近有助于提高资产利用率并扩大其适销性。美国的核设施正在增长开始使用加密货币挖矿来增加收入并改善经济比特币挖矿监管最新政策，因为它们正在与低价电力竞争。这甚至可能会影响社区太阳能或其他虚拟发电厂的新收入来源，从而减少对监管补贴的依赖。电费如何影响比特币价格？比特币与电价挂钩（美国批发能源采购的示例）

考虑到向绿色能源的过渡，人们担心任何可能有助于提高化石燃料发电厂盈利能力的事情。担心工具的寿命和寿命是可以理解的。该行业面临着使用清洁发电的巨大压力。太阳能发电也有帮助，对于排长队或已经在特定位置的项目来说，太阳能过剩地区的项目提供了价值流。来自加密货币资本的额外价值流可以加速可再生能源的建设。这可能会改变输电的经济性，特别是对于主要设计用于套利两个不同地区定价项目的发电。由于成本较低，远程发电现在有了替代方案，而不是依靠输电线路将电力连接到城市和负荷中心。此外，在季节性需求曲线差异显着的炎热气候地区（例如中东），比特币矿工可以帮助提高冬季的资产利用率，因为冬季的负载明显低于夏季（主要基于交流电消耗）。< @2、需求响应和负载平衡是非常短期的，客户更积极参与平衡电力电力供需是公用事业行业的大趋势。为了保持电力的可靠性和质量，电力系统运营商必须实时匹配供需。随着电力供应变得更加间歇性和高度可变（例如太阳能和风能），以及新的电力需求变得更加不稳定（例如电动汽车充电），管理供需的灵活工具变得更加重要和有价值。将可用发电与客户负载相匹配的典型供应方手段包括灵活的调峰设备或电池和其他形式的存储。

在需求方面，实时系统平衡的主要工具是极端峰值定价（阻止峰值使用）和需求响应计划（自愿控制峰值使用）。招募愿意响应公用事业公司要求减少用电量以换取折扣或付款的客户通常比增加新的供应资源以满足电力系统的高峰需求要便宜。因此，术语“需求响应”。这为电力公司及其客户节省了资金。加密货币挖矿可以将需求响应提升到一个新的水平，通过收费可以快速减少大量负载。福布斯将其描述为“绿色电力的减震器”。它在炎热的气候中提供季节性平衡。因为空调的使用和海水淡化会产生季节性负荷模式。 Black Hills Energy 等创新公用事业公司正在开发新的灵活电价以适应这种新的用例。这些关税的其他用途可能是可中断的数据中心负载。这将包括其他非关键任务计算应用程序，例如一些机器学习和计算生物学。关税还可用于其他大型灵活负载应用，例如绿色氢的生产，这是另一个将与加密采矿竞争低能源定价和能源削减的案例。 3、系统控制和规划 正如可以在批发级别实施需求响应来管理系统一样，加密货币挖掘有可能帮助当地公用事业管理分配。鉴于采矿作业地点的灵活性，当地公用事业公司可以从系统控制的角度战略性地将作业地点安排在最有利的地点。

随着分布式发电的融合，电网变得越来越复杂，电力需要双向流动，而不是单向流动。鉴于系统必须始终保持平衡，并且在这种环境下预测新的需求和供应更加困难，公用事业公司将需要更多工具来管理和控制电力流动。加密货币挖矿可以是一种额外的工具，一种在系统不需要的地方吸收“浪费的”电力的真空装置，这样电网就可以更顺畅地运行。该工具可以添加到其他策略中，例如高级控制系统、需求响应和改进的系统架构，以优化未来的电网。

六、系统风险如果在没有表现出处理预期增加的负载可靠性和设备问题的能力的电网上进行大型挖矿操作，加密货币挖矿的高强度电力使用可能会导致电网损坏。由于加密货币挖矿对已经受到压力的电网（包括中国、伊朗和土耳其）的可靠性的影响，许多政府已经禁止或严格监管加密货币挖矿。如果挖矿负载的增加发生在电网已经达到或接近饱和的地区，加密货币挖矿的增长可能会在其他国家引起类似的当地担忧。从其他公用事业客户的角度来看，如果所需的能源量需要对长期发电或输电资产进行大量新的公用事业投资，那么为新的大型加密采矿负载提供服务可能是有害的。加密货币市场的波动、加密矿工不愿承担长期能源购买义务以及矿工主要实物资产（他们的计算机）的可移植性威胁到这一额外固定成本的完全回收，或者至少是回收从客户提供服务之日起加速的其他费用。换句话说，如果加密货币矿工在履行成本责任之前离开，公用事业公司及其其他客户将面临发电或传输成本搁浅的重大风险。公用事业公司可以通过在为他们进行系统扩展投资之前向加密货币矿工收取预付款或获得债务，并管理分阶段的互连过程，以及任何系统扩展项目的进展，从而在很大程度上减轻此类风险。 这有助于提高可能是推测性的新服务请求的可信度。大多数公用事业公司已经为新的高负荷客户制定了这样的流程。同样，为了公平地呈现风险图，如果现有的发电和输电系统有足够的能力为新的加密货币矿工负载提供服务，或者如果加密货币挖矿业务没有连接到电网，这些系统可靠性和搁浅投资的威胁要小得多，而且更易于管理。

七、总结加密货币经济的兴起和对工作量证明采矿活动的投资增加对能源系统产生了重大影响。如果在正确的监管和商业框架下正确完成，这将为政府和公用事业提供非常积极的机会，拥抱潜在的共生关系，包括间接加速可再生能源的增长。另一方面，未能从能源系统和能源转型目标的整体角度进行适当设计可能会导致系统性风险。因此，深入了解行业机制并将其与国家能源战略联系起来非常重要。

潘哥说翻译和整理。

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