分散型エネルギーとエネルギー貯蔵通貨ビットコイン

第0章はじめに

Bitmain は最近、新しいマイニングプロジェクト「Bitmain Xinjiang Mine」を発表しました。レンダリングから見ると、そのプロジェクトは壮大に見えます。しかし、私がさらに驚いたのは、このプロジェクトでは採掘に太陽光と風力エネルギーを使用すると言われていたことです。太陽光発電と風力発電はどちらも天候に左右されます。マイニングに使用するのはリスクが高すぎませんか?これには、分散型エネルギー技術から始める必要があります。

第1章集中型エネルギーと全国送電網の課題

集中エネルギーとは、炭鉱、天然ガス貯蔵庫、ダムなど、特定の地理的場所に化学エネルギーと位置エネルギーを集中させることで、大量の電力を生成する発電所を建設するために使用することができます。これは大量の電力供給側を形成します。

しかし、エネルギーの使用者側は分散しており、つまり、全国のすべての都市が分散しており、全国の工場も各地に分散しています。地理的に分散したユーザーからの電力需要は分散していますが、電力の供給側は高度に集中しています。

国営電力網は全国の発電所を接続し、供給側の送電網接続を形成します。そして、ユーザー側は電力網からすべての電気を引き出すことで、供給側と需要側の相互バランスを実現します。供給側は需要側が必要とするのと同じ量の電力を生成します。

ここで少し話題から外れます。我が国の国土は960万平方キロメートルあり、14億人以上の人々の電力需要と世界の工場の電力需要はすべて国営電力網によって賄われています。これは本当に素晴らしいことです。私を50セント投資家と呼ばないでください。製造業に詳しい人なら誰でも、これが注目すべき取り組みであることがわかるでしょう。

この全国電力網は供給側と需要側を結び付け、異なる時間帯における電力消費量の差をうまくバランスさせることができます。ただし、発電設備の運用上の要件により、すべての発電所の発電量には最低限の制限がなければなりません。この値を下回ると、発電所や電力網全体が不安定になったり、崩壊したりする可能性があります。しかし、需要側は特定の期間にそれほど多くの電力を使用することはできません。例えば、この国は過去数年間に水力発電所や火力発電所を過剰に建設しました。しかし、世界の工場としての中国の地位は過去3年間で低下している。電力網の需要側における電力需要は発電所の総電力増加に対して減少しており、供給側における発電量は最低値に近づいている。当時、国家電網は企業としていくつかの小規模水力発電所の閉鎖を開始した。これが、近年同国で大量の水力発電が放棄されてきた理由である。

集中型エネルギーには、外部からの力によって引き起こされる別の欠陥があります。つまり、科学技術の進歩により、風力、太陽光発電、バイオマス発電など、数多くの新エネルギー・再生可能エネルギー源が登場してきたのです。これらの新しいエネルギー源は安定性は低いですが、長期的な運用コストも低く、環境にも優しいです。しかし、出力電力が不安定で、電力網への接続が困難です。電力網の不安定性は非常に致命的です。多数の新しいエネルギー源の出現により、国営電力網に新たな技術的問題が生じている。

我が国は新エネルギーの開発を促進するため、新エネルギー企業に多額の補助金を支給するだけでなく、多くの水力発電所を直接閉鎖して新エネルギーに道を譲っています。

集中型エネルギーで構築された国家電力網もまた、集中化の弱点という大きな課題に直面しています。システム全体が攻撃を受けたり、突然の障害に見舞われたりした場合、国全体が耐え難い災害に直面することになります。このようなことは世界中で起こっています。例えば、2008年2月には大雪のため湖南省で停電が発生し、450万人が2週間にわたって電気のない生活を余儀なくされました。 2003 年 8 月、米国北東部とカナダで大規模な停電が発生し、5,000 万人以上の人々が 2 日間にわたって電力を利用できなくなりました。

これら3つの矛盾を解決するために、分散型エネルギーの概念が技術的に提案されています。

第2章分散型エネルギー

風力エネルギー、太陽エネルギー、バイオマスエネルギーは、炭鉱の化学エネルギーやダムの位置エネルギーほどエネルギーの分布が集中していないため、分散型エネルギーと呼ばれています。分散型エネルギーは、発電所を建設して電気を発電するために使用することも、国の電力網に接続して供給側の一員になることもできます。

これらの分散型エネルギー源の総量は膨大です。理論上、太陽エネルギーは人類のすべてのエネルギー需要を満たすのに十分です。しかし、分散型エネルギーの利用率は非常に低く、エネルギーの変動性とランダム性は大きいです。特に天候に左右されるため、発電量をコントロールすることが難しい。この特性により、これらの分散型エネルギー資源を国内送電網に直接接続することが可能となり、最終的には送電網全体の不安定化につながります。そのため、国はこうした分散型エネルギーの送電網へのアクセスに対しても多数の制限を発令しており、安定した電力を供給できない発電所は送電網へのアクセスが禁止されている。

こうした分散型エネルギー源が炭素取引（CDM）を推進していた2012年頃、我が国は太陽光発電や風力発電を中心とした新エネルギー発電所の建設に多額の投資を行ってきました。しかし、近年、炭素取引は機能しておらず、国家電網は分散型エネルギーに対する新たな要件を提示したため、大量の生産能力が放棄され、ひどい浪費が生じている。

分散型エネルギーの利用は魅力的なトレンドです。まず、環境に優しいです。第二に、再生可能であり、全体的なコストが下がる傾向があります。第三に、集中型エネルギーは簡単に崩壊する可能性があり、攻撃に抵抗する能力が弱いという欠点を克服します。

科学技術の発展により、こうした初期投資に新たな道が開かれました。

第3章エネルギー貯蔵技術とマイクログリッド

集中型エネルギー発電の使用には、電気自体の発電コストと電気の送電コストという 2 つの大きなコストがかかります。しかし、分散型エネルギーの出力は制御が難しいため、エネルギー貯蔵という追加の技術が必要となり、これもまたコストがかかります。

分散型エネルギーの供給側と需要側のピークと谷は、しばしば不一致になります。たとえば、太陽が高いときには太陽光発電所は大量の電気を生成しますが、ユーザーは日中に照明を点灯しません。しかし、夜になると太陽光発電所には電力が供給されなくなりますが、それでもユーザーは照明を点灯します。何をするか？これにより、エネルギー貯蔵技術が生まれます。発電量が多いときに発電した電気をまず蓄電し、需要が高いときに放出します。

マイクログリッドは、分散型発電所と最も近い需要側を組み合わせ、一連のエネルギー変換、保護、監視デバイスを構成して、小規模で完全な電力網を形成します。この小さなグリッドと大きなグリッドには共通の接続ポイント (PCC) があります。小規模グリッドの出力電力が高く、エネルギー貯蔵容量を超えると、大規模グリッドに電力を輸出することができます。逆に、大規模グリッドは小規模グリッドに電力を入力します。

このタイプのマイクログリッドは自律システムを形成します。最も高い自律性を備えたマイクログリッドは、大規模な電力網から切り離して孤立した島を形成することができます。しかし、これを実現するのは技術的に困難です。現在、このアイランドモデルに準拠したマイクログリッドは世界中に多くありません。

現在、世界で最も技術的に信頼性の高いエネルギー貯蔵技術には、リチウム電池エネルギー貯蔵、揚水貯蔵（水力発電所で使用）、圧縮空気エネルギー貯蔵、フライホイールエネルギー貯蔵などがあります。これらの技術はマイクログリッドの設計に役立ち、分散型エネルギーを最大限に活用します。

第4章エネルギー貯蔵通貨ビットコイン

ビットコイン・メインランドが今回発表した新疆マイニングプロジェクトは、主に風力と太陽光発電を中心とするマイニングのための新たなエネルギー源をターゲットにしている。

新疆の風力と太陽エネルギーの総量は非常に大きいが、利用率は極めて低い。 2012年頃に国際炭素取引（CDM）プロジェクトが普及すると、新疆ウイグル自治区に多数の新エネルギー発電所が建設された。環境保護会社で働いていたとき、私は新疆でのガス発電に関するプロジェクトにも携わりました。その時、新疆はエネルギーの集中地域であることに気づきましたが、残念ながらそれを利用することができませんでした。これらの太陽光発電所や風力発電所の多くは現在、稼働状態が悪い。

新疆における風力発電と太陽光発電の利用における主な障害は、エネルギーの分配が分散しすぎていて、送電と貯蔵のコストが高くなることである。新疆ウイグル自治区の電力需要は本当に低すぎます。そこには産業があまりなく、誰もがただ羊を飼っているだけです。これはどれくらいの電気を消費しますか？羊は充電する必要はありません。国の電力網は、このような高い出力の変動性とランダム性を持つ電力を吸収することはできません。

また、新エネルギーに対する国の補助金政策では、新エネルギー発電所がメイングリッドにアクセスして補助金を受け取るためには、独自のマイクログリッドを形成し、一定の電力需要側を達成することが求められています。現在、新疆ウイグル自治区のこうした新エネルギー企業のほとんどは補助金を受けることができず、大規模な送電網で電力を販売することさえできない。

しかし現在、ビットコインでは、ビットコインマイニング事業は膨大な電力を消費しています。重要なのは、ビットコインのマイニングは収益性の高いビジネスだということです。分散型再生可能エネルギー発電所企業の近くに多数のビットコインマイニングファームを建設することができ、これにより、マイクログリッドの需要側を効果的に増加させることができます。

このタイプのマイクログリッドは、需要側で独自の消費を満たすことができるため、発電所が高電力を生成する場合のエネルギー貯蔵コストを大幅に削減できます。さらに、このような自家消費では、発電能力が低いときに電気が不足する心配がありません。なぜなら、国営の電力網、大規模な送電網があり、集中エネルギー発電所が電気の購入を待っており、必要なだけ電気を持っているからです。国営電力会社が最も好んでいるのは、需要側の電力供給としてマイクログリッドを利用することだ。マイクログリッドがメイングリッドに電力を供給することは好ましくありません。なぜなら、マイクログリッドは電力に大きな変動性とランダム性をもたらし、崩壊を引き起こすからです。

ビットコインマイニング事業は、分散型新エネルギー発電所によって構築されるマイクログリッドの需要側を増加させ、マイクログリッドのエネルギー貯蔵コストを削減し、マイクログリッドから外部への電力送電コストを削減します。彼の貢献は無限です。

ビットコインのマイニング収益の販売は、あらゆる工業製品よりもシンプルで、便利で、迅速かつ効率的です。取引所に直接入金し、あなたに代わって販売します。このプロセスには追加コストは発生しません。しかし、集中型エネルギー発電所の最も一般的な需要側である肥料製造工場に変更すると、肥料の輸送に問題が生じます。ビットコイン鉱山の設置コストは従来のエネルギー消費型工場よりも低く、鉱山は環境に優しいため、一般的なエネルギー消費型工場の排出量が多いことに比べて大きな利点があります。

分散型エネルギー発電所とビットコインマイニングはマイクログリッドを形成し、一方が供給側、もう一方が需要側となり、マイクログリッドの優れた自律性を完璧に実現します。これは、分散型エネルギー発電所を備えたマイクログリッドを構築するための非常に優れたソリューションです。

第5章太陽光と風力エネルギーを使ってビットコインを採掘するもう一つの利点

マイニングマシンの寿命は動作環境と密接に関係しています。現在、鉱業では主に火力と水力発電が利用されています。特に、中国の鉱山労働者は主に水力発電を利用しています。しかし、水力発電所に鉱山を建設すると、鉱山内の空気湿度が非常に高くなり、採掘機械の寿命が短くなります。回路基板は空気中の湿度に敏感であり、空気中の湿度を下げるための産業コストは非常に高いため、鉱山では対処しません。

しかし、採掘に太陽光や風力エネルギーを利用すれば、空気中の湿度の問題はなくなり、採掘機の寿命も長くなります。太陽光発電所や風力発電所の近くにある採掘機械の寿命を脅かす主なものはほこりですが、ほこりをろ過するコストは空気の湿度を下げるコストよりもはるかに低くなります。