Майнинг биткойнов меняет энергетический сектор, но никто об этом не говорит


Недавно меня пригласили выступить на Техасском блокчейн-саммите с докладом на тему роста майнинга биткоина в Техасе. Ничего не зная о майнинге биткоина в Техасе, я опросил около двух десятков предпринимателей, занимающихся майнингом, оптовых торговцев энергией, ученых и экспертов в области энергетики. То, что я обнаружил, полностью изменило мои взгляды на майнинг биткоина.


Короче говоря, майнинг биткоина с поразительной быстротой сближается с энергетическим сектором, порождая взрыв инноваций, которые как декарбонизируют биткоин в среднесрочной перспективе, так и принесут значительную пользу все более возобновляемым сетям. Более того, похоже, что только биткоин – а не другие промышленные источники нагрузки – может реально достичь некоторых из этих целей.

Энтузиасты биткоина уже давно утверждают, что майнинг биткоина может стать движущей силой перехода к экологически чистой энергии. Логика была следующей: майнеры биткоинов с жадностью покупают самые дешевые источники энергии; возобновляемые источники энергии (ветер и солнце) становятся все дешевле и скоро превзойдут по стоимости тепловую энергию; поэтому майнеры биткоинов будут субсидировать развитие возобновляемых источников энергии, от чего выиграют все.

Я долгое время относился к этому аргументу с подозрением из-за признанных низких коэффициентов мощности, демонстрируемых ветряными и солнечными источниками энергии. Учитывая, что майнеры вступают в гонку со временем, чтобы получить максимальную отдачу от своих новых майнинговых машин до того, как хэшрейт вырастет, и они станут нерентабельными, использование солнечной или ветровой энергии с низким коэффициентом полезного действия не имеет смысла. Действительно, это была обычная критика, которой подвергались биткойнеры, продвигающие эту версию: возобновляемые источники энергии не подходят для майнинга биткойнов.

Однако несколько новых событий на рынке горнодобывающей промышленности полностью изменили мое мнение на этот счет. Теперь я твердо убежден, что майнинг биткоина подходит для возобновляемых источников энергии и приносит им пользу, как в первом, так и во втором (косвенном) порядке. Ключевые события, которые изменили мое мнение, следующие:

Появление концепции “добычи полезных ископаемых на протяжении всего жизненного цикла”

Разработка новой гибридной модели для майнинга биткоина, которая частично основана на сетке и частично на майнинге “за счетчиком”

Замедление циклов разработки ASIC.

Майнинг жизненного цикла – это концепция, о которой я узнал из выступления Ро Широле из майнерской компании Compute North на саммите Bitmain Mining Disrupt в Майами. Вкратце, это концепция, согласно которой энергозатраты и модель дата-центра, которые используют майнеры, должны соответствовать возрасту оборудования. По сути, практика майнинга становится неоднородной в зависимости от возраста оборудования: тип используемой энергии зависит от того, сколько лет вашим машинам. Более новые устройства, как правило, размещаются в центрах обработки данных с более высоким уровнем надежности и подключаются к надежной энергии с высокими гарантиями безотказной работы. Как правило, это энергия из сети, и она наследует интенсивность выбросов углерода – обычно это смесь источников с высоким и низким содержанием углерода. Если у вас есть устройства последнего поколения, вы хотите воспользоваться ими сразу же, пока хэшрейт не вырос. Таким образом, вы можете позволить себе платить немного больше за электроэнергию, потому что они более выгодны.

Для старых блоков, таких как Bitmain S9, которым на данный момент уже пять лет и которые, по данным Coin Metrics, все еще составляют 30% сети, соображения совсем другие. Эти блоки отправляются в “дома престарелых ASIC”, где они могут выдержать больше перебоев. Операторы с такими устройствами вместо этого ищут дешевую электроэнергию. Если экономика имеет смысл, они будут их использовать.

Читать далее: Разочаровывающая, сводящая с ума, всепоглощающая дискуссия об энергии биткоина | Ник Картер

Таким образом, если сетевая энергия – или более стабильные низкоуглеродные источники, такие как атомная или гидроэлектростанция – больше всего подходит для высокопроизводительных ASIC, то более прерывистые возобновляемые источники, даже при коэффициенте мощности 70%, имеют смысл для старых устройств. У старых блоков альтернативная стоимость намного ниже, поэтому их можно разместить рядом с более периодическими возобновляемыми источниками энергии, и они все равно будут экономически выгодными.

Кроме того, появляется новая гибридная модель майнинга Биткоина. Майнеры биткойнов могут покупать энергию у поставщиков энергии, когда энергии много (как в Западном Техасе с избытком ветра и солнца), а в остальное время черпать из сети. Таким образом, майнеры монетизируют возобновляемый актив, который в противном случае был бы выброшен на свалку, поддерживая при этом высокую работоспособность. В периоды нехватки энергии майнеры могут быть отключены. Чистый эффект заключается в том, что возобновляемые источники энергии становятся более экономичными, поскольку они могут монетизировать свой актив даже тогда, когда в сети нет спроса на него.

Критики либо не понимают этой концепции, либо намеренно искажают реальность. Например, журнал Popular Science утверждает, что “избытка возобновляемых источников энергии не существует”, ссылаясь на академика, заявившего, что “если майнеры биткоинов или криптовалют собираются забирать эти возобновляемые источники энергии, это означает, что они не могут быть использованы кем-то другим”. Это вопиющая неправда, как показывает использование гидроэнергии в Сычуани. В Техасе западная часть энергосистемы может похвастаться 32 ГВт мощности (в основном ветровой и солнечной), 5 ГВт нагрузки и только 12 ГВт передачи к центрам нагрузки в других частях Техаса. Остальная мощность обычно отключается, и неудивительно, что майнеры биткоинов стекаются в этот регион.

Алекс Де Врис, печально известный критик биткойн-энергетики (создавший Digiconomist и работающий в центральном банке Нидерландов) утверждает, что майнеры – “идеальный клиент для устаревшего ископаемого топлива, а не для возобновляемых источников энергии, поскольку они одновременно дешевы и являются источником постоянной энергии”. Интересно, как он отреагирует на новость о том, что поставщики низкоуглеродной энергии будут сотрудничать с майнерами биткоинов, чтобы служить источником дополнительных поставок.

Мы уже знаем, что гидроэлектростанции (производство которых сокращается сезонно) исторически были и остаются огромным источником поставок для майнеров биткоина в Канаде, России, штате Вашингтон и Нью-Йорке. Теперь майнеры заключают сделки с атомными электростанциями (которые часто производят избыточную энергию ночью, когда сеть менее требовательна). Это лишь вопрос времени, когда производители солнечной и ветровой энергии начнут использовать майнинг биткоина в качестве дополнительного, некоррелированного покупателя. Уже сейчас норвежский энергетический гигант Aker заявляет о своем намерении использовать биткоин в качестве “экономической батареи для балансировки нагрузки” и стать “ценным партнером для новых возобновляемых проектов”. Компании Blockstream и Square сотрудничают в создании майнингового комплекса на солнечных батареях.

Наконец, поскольку ASIC выпускаются все реже – а они, несомненно, замедляются из-за физических ограничений, достигаемых на уровне транзисторов, – у майнеров появляется больше стимулов для поиска дешевой энергии, а не для гонки за новейшими устройствами. Несмотря на абсолютно комичные заявления критиков о том, что срок службы ASIC составляет всего 1,29 года, ASIC служат все дольше и дольше, а новые циклы происходят все реже и реже. Это означает, что майнеры могут ориентироваться на более долгосрочную перспективу и работать над поиском дешевых, возобновляемых источников энергии.

Впервые я услышал о горном деле как альтернативном использовании отработанного метана от Стива Барбура из компании Upstream Data, который, по общему признанию, стал пионером этой концепции в 2017 году. В течение долгого времени это считалось несбыточной мечтой, которой суждено было остаться весьма нишевым сектором в горнодобывающей промышленности. Однако сегодня существует ряд хорошо финансируемых компаний, активно развертывающих активы в сфере снижения выбросов сжигаемого газа. К ним относятся Giga Energy, Crusoe Energy, Great American Mining, Nakamotor Partners, Jai Energy и Upstream.

Добыча отработанного метана на нефтяных скважинах имеет смысл, поскольку он является естественным побочным продуктом добычи нефти, особенно в период “начальной добычи”, когда происходит огромный кратковременный прилив газа. Многие нефтяные скважины полностью удалены от трубопроводной инфраструктуры, и из-за цен на природный газ транспортировка метана на нефтеперерабатывающие заводы нерентабельна. Поэтому они предпочитают сжигать газ в факелах (сбрасывать его в атмосферу было бы гораздо хуже, так как сырой метан является гораздо более вредным парниковым газом, чем CO2, образующийся в результате сгорания). Но сжигание в факелах неэффективно, а в ветреные дни большая часть метана не расходуется в процессе реакции.

Вместо этого майнеры биткоинов улавливают природный газ, направляют его в генератор, расположенный на кустовой площадке, и используют эту энергию для питания майнеров биткоинов. Это более полное, контролируемое сжигание и, следовательно, сокращение выбросов, связанных с альтернативным способом сжигания газа. Системы, развернутые на месторождении, очень модульные и транспортабельные – если после первоначальной добычи скважина производит большое количество природного газа, майнеры могут приходить в течение первых шести месяцев и пользоваться этим первоначальным всплеском, который в противном случае не был бы уловлен (поскольку ни один оператор не стал бы строить трубопровод для краткосрочного избытка дешевого газа).

Неудивительно, что сенатор от штата Техас Тед Круз приветствовал эту практику в своих недавних комментариях на Техасском саммите по блокчейну:

“Пятьдесят процентов природного газа в этой стране, который сжигается в факелах, сжигается в Перми прямо сейчас в Западном Техасе. Я думаю, что это огромная возможность для биткоина, потому что это энергия, которая сейчас просто тратится впустую”. Она тратится впустую, потому что нет оборудования для передачи природного газа туда, где его можно было бы использовать так, как обычно используется природный газ; он просто сжигается”.

Общепринятый ответ на пример использования сжигания газа в факелах заключается в том, что мы не должны добывать углеводороды, и точка, и поэтому добытчики отработанного газа все еще производят незаконные выбросы. Этот тезис направлен на лишение легитимности превосходной работы, которую майнеры биткоинов, работающие со сжигаемым газом, делают для эффективного и низкоэмиссионного управления этим отходным продуктом.

Но это в корне мальтузианская позиция: Мы еще не приблизились к переходу на энергетические стандарты, не использующие ископаемое топливо, и сделать это было бы самоубийством в масштабах цивилизации. Отключите, например, природный газ, и миллиарды людей не смогут обогреть свои дома зимой. Прекратите использование нефти, и наша транспортная система потерпит крах. Глобализированная система торговли рухнет. Фермеры, не имея удобрений, не смогут прокормить население Земли. Смерть и голод в массовом масштабе непосредственно последуют за резким прекращением добычи нефти и газа.

Пока мы не изобретем ядерный синтез, альтернативные виды топлива или какую-то другую энергетическую золотую пулю, добыча нефти будет оставаться необходимостью цивилизации. Если критики не хотят жить в контрфактическом мире, где мы перестанем использовать углеводороды, серьезность критики должна быть поставлена под сомнение.

Другое возражение против факельного сжигания заключается в том, что оно должно быть отменено, как это сделали многие штаты США. Но это не остановит факельное сжигание – это лишь сделает добычу углеводородов более дорогой и громоздкой в США, что даст преимущество добыче нефти за рубежом. Запрет на сжигание, если бы он повысил затраты производителей, просто заставил бы США импортировать больше нефти из-за рубежа.

Иностранные государства, такие как Саудовская Аравия и Нигерия, не испытывают никаких сомнений по поводу факельного сжигания. Пока в мире есть потребность в нефти – а это не изменится в ближайшее время – на кустовой площадке будет производиться отработанный газ. Майнеры биткойнов, несомненно, имеют наилучшие возможности для устойчивого уменьшения этих отходов, а также для защиты глобальной денежной сети.

Наконец, и это, возможно, самое важное, новая особенность майнинга биткоинов начала набирать обороты, что выгодно операторам электросетей. Майнеры биткоинов представляют собой “прерывистую нагрузку”, что означает, что они могут справляться с перебоями в подаче электроэнергии без негативных последствий для своего бизнеса. Конечно, они предпочитают иметь электричество постоянно, но при отключении электроэнергии не происходит ничего катастрофического, в отличие от других промышленных потребителей, таких как больницы, высококлассные центры обработки данных, заводы и металлургические предприятия.

Это делает их идеальными для так называемых программ “реагирования на спрос”, под которыми понимаются официальные или неофициальные соглашения о сокращении их спроса, когда сеть перегружена и цены высоки. Это означает, что когда энергия в дефиците, майнеры биткоинов могут отключать себя и подавать энергию тем домохозяйствам, которые в ней больше всего нуждаются.

В обмен на согласие прерывать подачу электроэнергии в определенный процент времени майнеры получают скидки, поэтому участие в таких программах экономически выгодно. Даже если майнеры не участвуют в явной программе скидок, резкий рост рыночных цен во время дефицита в дерегулируемых сетях, таких как ERCOT, посылает майнерам сигнал к отключению.

Во время своего выступления в Остине, штат Техас, сенатор Тед Круз продемонстрировал свое знакомство с концепцией, указав на выгоду от присутствия майнеров биткоинов в сети в качестве источника прерывистой нагрузки.

Более того, майнеры могут служить источником “управляемой нагрузки” – концепция, о которой я узнал от Ланциума. Это означает, что майнеры могут увеличивать и уменьшать свое потребление до уровня, требуемого оператором сети, в течение нескольких секунд. Вместо того, чтобы регулировать сторону поставки, например, включать газовые турбины, чтобы компенсировать внезапное прекращение ветра, операторы энергосистем могут попросить операторов центров обработки данных на шахтах снизить потребление. Наличие такой возможности означает, что пиковые электростанции, работающие на ископаемом топливе, не нужно будет включать так часто.

Гибкость этих шахтеров не остается незамеченной. В отчете о состоянии рынка за 2020 год, подготовленном независимым наблюдателем рынка ERCOT, отмечается, что новые дата-центры мощностью 100 МВт (все майнят биткоин) используют “быстродействующие системы управления”, которые зарегистрированы как управляемые ресурсы нагрузки. Операторы сетей редко сталкивались с такими гибкими потребителями энергии, и им потребовалось некоторое время, чтобы разработать соответствующие программы для использования преимуществ этих ресурсов.

Больший контроль спроса со стороны операторов энергосистем означает уменьшение количества углеродоемких пиковых электростанций. А в связи с растущим влиянием возобновляемых источников энергии на такие сети, как в Техасе, приветствуется более гибкая нагрузка. Ветер и солнце, в отличие от угольных станций, гидроэлектростанций или атомных электростанций, не производят энергию надежно. Их прерывистость означает, что они должны поддерживаться аккумуляторами (в настоящее время в основном неэкономичными) или турбинами, работающими на газе.

Однако более управляемая нагрузка смягчает эту прерывистость, не требуя больше ископаемого топлива. В новой работе техасских ученых-энергетиков говорится о том, что более управляемая нагрузка будет способствовать декарбонизации энергосистемы. По их словам, “гибкая эксплуатация центров обработки данных в периоды высоких цен в сети может привести к развертыванию еще большего количества ветряной и солнечной энергии и – если они будут эксплуатироваться достаточно гибко – может привести к снижению общих выбросов углерода”.

Во время конференции Круз сравнил майнинг биткоинов с гидроразрывом пласта, еще одной инновацией, которая подвергалась большой критике со стороны активистов экологических организаций, но способствовала энергетической независимости США и фактически привела к декарбонизации американской энергосистемы, поскольку природный газ имеет примерно вдвое меньшую углеродоемкость, чем уголь.

Его комментарии были вполне уместны: Майнинг биткойнов, похоже, полностью соответствует целям защитников окружающей среды в США, поскольку он защищает сети, которые становятся нестабильными из-за новых ветряных и солнечных активов; монетизирует гидро- и атомную энергетику, когда сеть не является покупателем; и оседает в автономных нишах, таких как отходы природного газа”. То, что он достиг такого уровня проработанности в этой теме, действительно поразительно, поскольку биткоин не является приоритетом его политики. Остается только надеяться, что остальные его коллеги по Сенату сделают то же самое.