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Hanada

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发布于 2021-05-18 阅读数 3479

比特币是清洁能源的未来

原文作者:ARK

原文标题:《Square x ARK: 比特币是清洁能源的未来》

编译:溯元育新团队

这篇文章,ARK在上个月就已经发布了,我看到那会儿正好上午七点,发布时间是八个小时前。虽然半醒不醒,概念我也不是非常懂,但我一打眼就知道这是个好文章。

为什么呢?比特币、清洁能源、风电光电,这个东西让我想起来和朋友之前聊起来的风、光、储、挖一体的未来新时代,很稳!如果看得懂石油和美元过去一百年的关系,这篇文章会非常适合你。因为清洁能源和比特币,就对应着过去一百年的石油和美元。

如果你看不懂,可以直接拉到文末,直接看财富密码。看完如果觉得牛逼或者有趣,请不要只是想着和我们“交流一下”。我们已经挑好了这些公司标的,和以往一样,准备好钱,来和我们聊。

比特币是清洁能源的未来

先摆结论,比特币还真的有可能通过充分消化风光发电电能,在整个社会的可再生能源转型和弹性能源存储发展中,扮演重要角色。在ARK看来,全球所有风电光电发电厂的asset owner们,都有可能,而且应该成为新时代的矿场场主。

谁来付账,成本如何?ARK Invest提供了一个开源模型(溯元已经汉化好了,接着往下面看,找我们要),用来展示比特币挖矿是如何利用这些可再生能源及其存储系统中富余的能量,最后把成本打下去的。

重点讲讲以下几个事:

  1. 比特币挖矿,可以让清洁能源的生产和存储迅速起飞,进一步加快人类社会向可再生能源的过渡。

  2. 太阳能和风能现在是世界上最便宜的能源,但由于其间歇性的电源供应和电网拥堵,不好用,没人用,没有更多的人用,这在能源行业是致命的 ——风、光、储、挖一体 is the way。

  3. 比特币矿机是一种灵活的电网负荷承载系统,能帮助解决太阳能和风能发电的间歇性供应和拥堵问题,从而提升电网部署可再生能源的能力。通过部署更多的风光电能,这些技术的成本曲线会进一步下降,接近零的边际成本。

这篇仅仅是一个开端,我们将继续探索更有成效的解决方案,帮大家迎来更美好的清洁能源未来。

比特币是清洁能源的未来

比特币是清洁能源的未来

比特币是清洁能源的未来

比特币是清洁能源的未来

比特币是清洁能源的未来

过去十年,太阳能和风能的平准化发电成本(LCOE)分别下降了90%和71%。LCOE是一个量化的经济指标,用来比较和评估可再生能源发电(光伏,风能,生物能源、地热等)与传统发电方式(燃煤、天然气,大型水力电站等)的综合经济效益。

太阳能的未补贴成本现在是3-4美分/千瓦时(0.19-0.26人民币/千瓦时),风能是2-5美分/千瓦时(0.13-0.32人民币/千瓦时)。某些个别项目的成本甚至更低,比如煤或者天然气等化石燃料的平均LCOE,大概是5-7美分/千瓦时(0.32-0.45人民币/千瓦时)。

说明了什么?太阳能和风能的价格已经低于煤炭和天然气。太阳能和风能也刚刚达到地热和水力发电的成本平价(cost parity,是指以两个国家生产成本的比率表示汇率,它不只代表价格水平或价格指数,还加上了劳动成本等因素,更能反映长期整体水平),每千瓦时只要花3-5美分(0.19-0.32人民币),很便宜,但好事也不是哪都有,不是哪里都有太阳能和风能。

对于水电或地热等不同的能源,总会有一些个别的价格低廉的站点,但总的来说,太阳能和风能现在是成本最低、可扩展性最强的清洁能源。而且我们相信,未来太阳能和风能只会继续变得更便宜实惠。太阳能是一种半导体技术,它的价格随着半导体一直在下降,已经便宜了20-40%,而且每增加一倍的累计产能,价格就相应地下降3倍。

比特币是清洁能源的未来

然而,与天然气或核能等更昂贵的基载电力(baseload power,能稳定供电的能源)相比,太阳能和风能都存在一个主要不足:能源的产出时断时续。这导致了能源行业所谓的「鸭子曲线」。

下面这张图讲了「鸭子曲线」是怎么形成的。鸭子的尾巴是晚上12点到早上8点,这段时间人们一般都在睡觉,2013-2020年的能源需求也没有太大的变化,每年大概上升一点点。

鸭鸭的肚子很大,因为在早上8点到下午5点这段时间,2013-2020年的能源需求变化非常显著,尤其是从2015年开始,人们在这个时段的能源需求忽然下降了很多。(如果你想知道为什么是15年,答案可能是没有为什么。这是个观测到的现象,学者们也在提出各种假设)

最后,鸭子的颈部和头部是傍晚6点钟到夜晚,这七年来的能源需求变化很小,一直都是人们耗电最多的时段

比特币是清洁能源的未来

本质上说,阳光只在白天有,晚上没有;风更不可预测,还往往夜间刮得更猛烈。所以,能源供应要么源源不断,要么啥也没有。但是电力的需求高峰出现在下午晚些时候或者傍晚,人们到家打开各种电器,这时候既没有充足的太阳能,也没有足够的风能。结果,每天几个小时的用电远超平时需要的电能,用电需求激增的时段,供给远远跟不上需求。

不只是一天之内,能源的产出还会随着季节变化,夏天阳光普照,太阳能较多,而冬季风力更大。电网的能源拥堵进一步加剧了这些缺陷,就跟公路上塞车一样,电力消耗不掉的情况经常发生,因为太阳能和风能项目一般都建在阳光和风力充足,但附近的用户和输电能力很小的乡村地区。电网阻塞要看输电线路在任何时刻达到最大容量时,有多少电能通过,而输电能力指的是电能从发电场传输到城市的速率。

由于这些困难一直存在,目前美国的电网互联队列中,只有三个电网的太阳能和风能容量超过200 GW。这些太阳能和风能项目都有随时待命的开发团队和资金,但电网本身却没法容纳太多电力。

比特币是清洁能源的未来

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另一方面,比特币是能源再生和储能外一个理想的补充技术。把发电、储能和矿机三者结合起来,比单纯的发电+储能成本更低、效率更高。因为比特币矿机带来的收益能够平摊电池扩容的成本,同时能在电力需求不足的时候吸收过剩的闲置太阳能,更大的电池能在电力需求激增的时候给电网供电。

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敲黑板了,随着电动汽车的普及和所有设备的电气化,社会对电力的需求会不断增加,这「过剩」能源将变得非常有用。从某种意义上说,矿机的生产力没有上限,所以它们能够吃掉上面说的鸭子曲线中,鸭肚子(duck’s belly,请看上面图7里的鸭鸭)里残留的一切。矿机的这些优点,能够帮助能源提供商以更低的成本进行电池扩容。

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我们相信,如果比特币挖矿成为了消化过剩能源的常规解决方案,将会有两件大事发生。

首先,电网上太阳能和风能数量可能会急剧增加。刚刚说了,仅仅是排队等着连进美国三大电网的项目就有超过200 GW的闲置太阳能和风能——差不多是同地区已使用太阳能和风能的两倍。

社会正在大力部署太阳能和风能,这会进一步降低它们的LCOE,直到降到其成本曲线以下,让新一代的太阳能和风能价格更亲民。如果LCOE继续下降,还可能解锁一些能赚钱的新副本,比如淡化海水、从大气中去除二氧化碳,或者制造绿色氢。能源领域的一些专家预测,未来生产新电力的边际成本将趋近于零

第二个可能发生的巨大影响是,比特币挖矿的大规模转型和绿色化发展。根据测算,现在全球的矿力(mining capacity)只有10-20 GW。刚刚说了,现在有超过200 GW的闲置太阳能和风能,就算我们只把美国电网系统这部分闲置能源的20%好好用起来,已经能直接解锁40 GW的新矿力,让全球能源市场相形见绌。

需要说明一下,矿场都是逐利的。哪怕太阳能发电厂的电已经很便宜了,但只要低峰时段电网内的电价更低,他们还是会选择后者。换句话说,一部分用于挖矿的能源仍然来自火电、核能等非清洁能源。毕竟事物总是渐进发展的,很难从一开始就做到完全绿色。但是如果太阳能和风能越来越便宜,而且在基载电力中的占比越来越高,最终以可再生能源为主的哈希率(hashrate,确保比特币网络安全的总计算能力)就会快速占领能源山头。

我们认为,在全球不同的地方部署这么多新的哈希率,还会产生第二重影响——增强比特币网络的安全性,进而巩固比特币作为一种货币的地位。

利用真实数据,ARK Invest得出,比特币挖矿可以鼓励对太阳能发电系统(太阳能电网和电池)的投资。在电力成本基本不变的情况下,让可再生能源产生更高比例的电网电力。

如果不是比特币挖矿,太阳能(一种间歇性能源)只能提供40%的电网电力,这样公用事业公司(发电公司)必须收取更高的电价以补偿巨额资本投入。但如果将比特币开采整合到太阳能发电系统中,能源提供商(无论是公用事业还是独立实体)将有能力在不降低盈利能力的情况下,在电价和比特币价格之间发挥套利作用,还有可能出售「过剩」的太阳能,满足几乎所有的电网电力需求。

比特币是清洁能源的未来

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