マスク氏は石炭を使った採掘を批判：同氏が支持する論文はビットコインがクリーンエネルギーの鍵となると何と言っているのか？

ビットコインクリーンエネルギーイニシアチブ覚書

編集者 |コリン・ウー

翻訳 |レベッカ

はじめに：マスク氏は13日にビットコインが化石エネルギー、特に石炭を使用していることを批判し、テスラのビットコイン決済の受け入れを停止したため通貨価格が急落したが、ビットコインとクリーンエネルギーに対する支持は一貫しており、突然変わったわけではない。

4月22日にマスク氏から賞賛されたこの論文は、クリーンエネルギーの不安定性により、柔軟な負荷オプションとしてのビットコインマイニングが余剰のクリーンエネルギーを活用し、電力網がより多くの再生可能エネルギーを導入するのに役立つと考えている。ビットコインのマイニングは再生可能エネルギーの耐久性を高めるのに役立つ可能性がある。

実際、中国南西部における廃棄水と廃棄電気の活用もこの点を証明している。再生可能エネルギーの開発は、必然的に風力、水力、太陽光発電の放棄につながるでしょう。ビットコインのマイニングは、他のどの業界にも匹敵しない方法で廃電気を活用します。

しかし、現在ビットコインのマイニングにおいて火力発電が比較的大きな割合を占めていることは否定できない。マスク氏は、仮想通貨の世界を強気相場の次の段階に独力で導き、現在ではビットコインはエネルギーを浪費していると批判する立場を堅持している。今後、この問題については業界全体でさらなる議論や変化が起こることは間違いありません。

タイトル: ビットコインはクリーンエネルギーの未来への鍵

本稿では、ビットコイン ネットワークがどのようにユニークなエネルギー購入者として機能し、それによって社会がより多くの太陽光発電と風力発電の容量を活用できるようになるかを説明することを目的としています。この導入は、エネルギー貯蔵と併せて、よりクリーンで回復力のあるグリッドへの移行を促進することを目的としています。私たちは、今日のエネルギー資産所有者が明日の重要なビットコインマイナーになれると信じています。

要点

クリーンエネルギーの生産と貯蔵を補完する技術として、ビットコインマイニングは再生可能エネルギーへの世界的なエネルギー移行を加速する機会を提供します。

太陽光発電と風力発電は現在、世界で最も安価なエネルギー源ですが、電力消費が断続的であるため導入のボトルネックとなっています。

柔軟な負荷オプションとしてのビットコインマイナーは、これらの間欠性や混雑の問題の多くを解決し、グリッドがより多くの再生可能エネルギーを導入できるようにする可能性があります。

太陽光や風力発電をさらに導入することで、これらの発電技術はそれぞれのコスト曲線にさらに後退し、限界費用をゼロに近づけることができるでしょう。

この記事について

Bitcoin Clean Energy Initiative は、Bitcoin マイニング (再生可能エネルギーとストレージとの組み合わせ) がエネルギー移行の加速にどのように適合するかについての見解を共有するための出発点として、この短い研究論文を作成しました。この作業を補完するために、ARK Invest は、ビットコインマイニングがこれらの再生可能エネルギー+ストレージシステムの容量をどのように増加させ、同等かそれ以下の単位当たりの経済コストでグリッドベースロードエネルギー需要のより大きな部分を提供できるかを示すオープンソースモデルを提供します。この取り組みは、豊かでクリーンなエネルギーの未来の到来に役立つ解決策を模索する実りある取り組みの始まりに過ぎません。

ユニークなエネルギー購入者

ビットコインマイナーは、非常に柔軟で中断しやすい負荷を提供し、世界的に流動性のある暗号通貨で支払われ、完全に場所に依存せず、インターネット接続のみを必要とするため、ユニークなエネルギー購入者です。これらの特性を組み合わせることで、エネルギー購入者[1]が世界中のどこでもいつでもオンまたはオフにできる特別な資産が生まれます。

再生可能エネルギーは現在最も安価なエネルギーである

過去10年間で、太陽光発電と風力発電の均等化発電コスト（LCOE）はそれぞれ90%と71%低下しました[2]。現在、補助金なしの太陽光と風力のコストは、それぞれ 3 ～ 4 セント/kWh、2 ～ 5 セント/kWh です。個別のアイテムによっては、さらに安いものもあります。ちなみに、石炭や天然ガスなどの化石燃料の均等化発電原価（LCOE）は 5 ～ 7 セント/kWh です。これは、太陽光発電と風力発電がすでに石炭や天然ガスよりも安価であることを意味します。太陽光や風力エネルギーの価格は、地熱や水力発電の価格とほぼ同等で[3]、1キロワット時あたり約3～5セントです。安価ではありますが、地理的な場所によって制限があります。

水力発電や地熱発電など、さまざまな電源を備えたより安価な個別の発電所は常に存在しますが、一般的に、太陽光と風力は現在最も低コストで最も拡張性の高い発電所です。さらに、時間の経過とともに価格はさらに安くなると私たちは考えています。特に半導体技術である太陽光発電については、累積容量が倍増するごとに価格が20～40%下がり続けると私たちは考えています[4]。

一時的な需給不一致と電力網の混雑

しかし、太陽光と風力はどちらも、天然ガスや原子力などのより高価なベースロード電力と比較すると、間欠性という大きな欠点を持っています。エネルギー業界では、これがいわゆる「ダックカーブ」[5]につながっています。

本質的に、太陽光は夜ではなく日中に輝きます。風は予測しにくく、夜間に強くなる傾向があります。したがって、エネルギー供給は豊富であるか、または存在しないかのどちらかです。しかし、需要がピークを迎えるのは、人々が帰宅して電化製品の電源を入れる午後や夕方で、太陽光も風力も利用できないときです。最終的な結果は、1 日の通常の数時間には社会が必要とする電力をはるかに上回り、需要がピークに達するとはるかに少ない電力しか供給されないということになります。夏は日照量が多くなり、冬は風が強くなるため、季節によっても同じ課題が生じます。これらの欠陥は、高速道路の交通渋滞に似た送電網の混雑[6]によってさらに悪化します。送電網の混雑は、太陽光や風力発電プロジェクトが、太陽と風は豊富だが近くの負荷（つまりエンドユーザー）と送電容量が小さい農村部に建設されることが多いために発生します。これらの課題により、現在、米国のわずか3つの送電網相互接続キューで、200GW6を超える太陽光発電と風力発電[7]が遅れています。これらは、開発者や資金調達へのアクセスはあるが、実際には送電網が対応できない太陽光発電および風力発電プロジェクトです。

特にリチウムイオン電池のコスト曲線が下がり続けている中、送電容量とエネルギー貯蔵の増強はこれらの問題に対処する上で極めて重要です。しかし、現在の汎用バッテリーは、広く普及するにはまだ高価すぎます。コストがさらに 80 パーセント下がった後でも、太陽電池は、どれだけ長く持続できるか、また電力を失わずにどれだけ長くエネルギーを蓄えられるかという物理的な限界に直面しています。これは、ピーク需要を満たすために安価な昼間の太陽エネルギーを貯蔵するための最も重要な技術となるでしょう。

ビットコインマイニングは生成＋保存の理想的な補完である

一方、ビットコインマイナーは再生可能エネルギーとストレージを補完する理想的な技術です。発電と貯蔵、マイナーを組み合わせると、発電と貯蔵を別々に構築するよりも全体的な価値が高くなります。上で述べたように、エネルギーを消散させずに効果的に蓄えられるエネルギーの量には常に物理的な限界があります。ただし、わずか数時間のストレージ容量があれば、日常的に断続的に発生する問題はほぼ完全に解決できます。

マイナーと再生可能エネルギー + ストレージ プロジェクトを組み合わせることで、次のことが可能になると考えています。

1. プロジェクト投資家と開発者の収益を改善し、より多くの太陽光・風力プロジェクトを収益性の高い地域に移転する。

2. 長期にわたる送電網相互接続の調査が完了する前に、太陽光発電および風力発電プロジェクトの建設を許可する（ビットコインマイナーは送電網に販売できるようになるまでエネルギーを消費できるため）。

3. 需要ピーク時の猛暑や寒さ（2021 年初頭のテキサス州の停電など）など、ますます頻繁に発生するブラックスワン イベントに対応するために、すぐに利用できる「余剰」エネルギーをグリッドに提供します。

電気自動車の普及やあらゆる機器の電化により社会の電力需要が増加し続ける中、この「余剰」エネルギーも非常に役立つでしょう。ある意味、鉱夫たちの食欲は無限であり、「アヒルの胃」に残っているものは何でも食べることができる。これらの利点を考慮すると、ユーティリティ規模のストレージ開発者がビットコインマイナーを使用して現在のバッテリー製品を拡張するのは理にかなっていると考えられます。

社会がより多くの太陽光や風力を導入し始めると、LCOE のコスト曲線はさらに下がり、次世代の太陽光や風力の波はさらに手頃な価格になると考えています。 LCOEが下がれば、海水の淡水化、大気中のCO2除去、グリーン水素の生成など、利益を生む新たな電力用途が開拓される可能性がある。この分野の専門家の中には、新たな電力を発電するための限界費用は実際にはゼロに近いと推定している者もいる[8]。

2 つ目の潜在的な大きな影響は、ビットコイン採掘産業の大規模な変革とグリーン化である可能性があります。現在の世界の採掘能力はわずか10～20GW2と推定されています[9]。米国の電力網で遅れている2GWの太陽光・風力発電プロジェクトの20%にマイナーを導入するだけでも、40GWの新たなマイニング能力が生まれ、事実上、既存の世界市場全体を圧倒することになる。これらのプロジェクトの多くは、抑制された太陽光や風力発電の利用を最大化するために「メーターの後ろ」で建設される可能性が高いが、他の収益性の高い期間中はグリッド電力を使用して採掘される可能性があり、したがって初日から完全にグリーンではないことに留意する。しかし、太陽光や風力発電が安価になり、ベースロード電力がますます多くを占めるようになれば、最終的には再生可能エネルギーがコンピューティング能力のすべてを支配していくという傾向が続くことになるでしょう。このように大規模かつ地理的に分散した総合的な計算能力を導入することで、ビットコイン ネットワークのセキュリティも強化され、健全な通貨としてのビットコインの地位がさらに強固になる可能性があると考えています。

実際のデータを使用して、私たち（ARK Invest）は、ビットコインマイニングが太陽エネルギーシステム（ソーラーグリッド + バッテリー）への投資を促進し、再生可能エネルギーがグリッド電力のより高い割合を生成することができる一方で、電気料金は変わらない可能性があることを実証しました。

ビットコインのマイニングがなければ、太陽エネルギー（断続的なエネルギー源）は送電網の電力の40％しか供給できず、電力会社は電気料金の上昇で多額の投資を賄う必要に直面することになる。しかし、ビットコインマイニングを太陽光発電システムに統合することで、エネルギー供給業者（公益事業会社であれ独立系企業であれ）は、電気料金とビットコイン価格の裁定取引を利用し、潜在的に「余剰」の太陽エネルギーを販売し、収益性を犠牲にすることなく送電網の電力需要のほぼすべてを賄うことができるようになる。

上のグラフは、ビットコインマイニングが太陽エネルギーシステムの導入にどのような影響を与えるかを示しています。電気料金が一定であると仮定して、送電網に供給できる太陽エネルギーの割合を追跡します。 Y 軸は太陽エネルギーによって生成された電力、X 軸はバッテリー容量です。各円のサイズは、ビットコインのマイニング操作の規模に比例します。各時点で、太陽光発電システムは電力網の需要の異なる割合を満たします。ビットコインのマイニングが拡大するにつれて、太陽​​光発電システムの規模も大きくなり、送電網の需要のより高い割合を満たすようになりました。ビットコインのマイニング能力が向上すれば、エネルギー供給業者はエネルギーを無駄にすることなく「余剰」の太陽光発電を行えるようになるかもしれない。グラフの左下に示すように、ビットコインのマイニングがなければ、再生可能エネルギー源は電力網需要の 40% しか満たさないことになります。グラフの右上隅では、太陽光、バッテリー、ビットコインマイニングを組み合わせることで、電力網の需要の 99% を満たすことができます。

私たちのモデルは、ビットコインマイニングを統合することで、断続的な電力資源をベースロードを備えた発電所に変換できることを示しています。これは、電力開発者のツールボックスにビットコインマイニングを追加することで、再生可能および間欠的なエネルギー源の全体的な対象市場が拡大するはずであることを示唆しています。ビットコインのマイニングにおける他の条件が同じであれば、再生可能エネルギーはどこでもより経済的に電力の大部分を供給することができます。副次的な影響として、再生可能エネルギー源の拡大に伴うコストの低下が加速し、均衡状態での経済的競争力が高まる可能性があります。

このモデルとその仮定は、ここでオープンソースとして公開されています[10]。

次のステップ

このビジョンがどのように機能するかについては、まだいくつか重要な疑問が残っています。私たちは少なくとも 3 つの興味深いビジネス チャンスがあると考えています。

1. エネルギー管理ソフトウェアとサービス

貯蔵と採掘を専門とするエネルギー管理企業は、新たに生成された電子の最適な利用方法（使用、貯蔵、採掘）をリアルタイムで決定するソフトウェアを構築できます。また、プロジェクトのパフォーマンスを監視するための重要な資産管理ツールと分析も提供できます。

2. エネルギー・鉱物市場

プロジェクト開発者、マイナー、投資家を結びつけるホスティング市場が出現する可能性があります。重要な課題の 1 つは、既存のマイナーに対する現在の評判のしきい値要件に対処することです。

3. ASIC製造

予想される需要の急増に対応するために、新たなチップファウンドリーが建設される可能性がある。サムスンと台湾積体電路製造（TSMC）は最近発表された北米の新工場で先頭に立っている。また、中断された電力使用に最適化されたマイニング リグの耐久性を高めるために、ハードウェアとファームウェアの継続的な改善も期待されます。

行動への呼びかけ

ビットコインとエネルギー市場は融合しつつあり、今日のエネルギー資産所有者は明日のマイナーになる可能性が高いと考えています。公益事業会社の幹部、持続可能なインフラファンド、グリッド規模のストレージ開発者はいずれも、戦略的なロードマップを調整し、ビットコインマイニングとクリーンエネルギー生産の間の新たな相乗効果に大規模な投資を展開することで、将来の開発を加速させる好位置にいます。

私たちは、ビットコインとクリーンエネルギーの交差点にさらなる研究を進め、より多くのリソースを集中させる予定です。