ビットコインマイニングが電力網を安定化する仕組み — デマンドレスポンスモデル

電力網の柔軟性問題

電力網には譲れないルールがあります。供給と需要はリアルタイムで一致しなければならず、60 Hz(欧州では50 Hz)を中心に約0.5 Hzの周波数許容範囲内に収める必要があります。この範囲を外れると機器がトリップしてオフラインになり、停電が連鎖的に広がります。電力網運営者は毎日毎秒これを均衡させています。

厄介なのは、ほとんどの大型電力消費者が簡単に一時停止できないことです。アルミ製錬所が鋳造中に停電するとバッチ全体を失い、ポットラインが損傷します。半導体ファブは数週間分のウェハーを失います。リアルタイムのユーザートラフィックを処理するハイパースケールデータセンターは単純にダークにできません。商業用HVACでさえ、入居者が気づく前にわずかな割合の負荷しか調整できません。

ビットコインマイナーは例外です。ASICはSHA-256ハッシュを計算します — ステートレスで中断可能な作業です。リグをオフにすれば、期待されるハッシュシェアの数秒分を失うだけ。再びオンにすれば再開します。傷んだ製品も、半端な工程も、怒った顧客もありません。この単一の特性が、マイニングを現代の電力網に接続された史上最も柔軟なギガワット規模の負荷にしています。

デマンドレスポンスの仕組み

デマンドレスポンスは電力網サービス契約です。需要が急増した際にピーカー発電所に追加メガワットを発電してもらうために料金を支払う代わりに、電力網運営者は消費者に命令に応じて消費を削減してもらうために料金を支払います。テキサスの大半を運営する独立運営者ERCOTでは、マイナーは複数の重複するプログラムを通じて参加します。

このメカニズムが重要なのは、マイニングの経済性を再構成するからです。補助サービスに登録したマイナーは2つの収益源を得ます。稼働中はハッシュレート建てのビットコイン、待機中は法定通貨建ての電力網支払いです。電力価格が上昇すると、第二の収益源が一時的に第一の収益源を上回ることがあります — そのため合理的な選択はマイニングを止め、止めることに対して報酬を得ることです。

ERCOTテキサスのケーススタディ

テキサスは、2020年のほぼゼロのマイニング負荷から、2024年には約5+ GWの相互接続マイニングへと成長し、ERCOTの発電インターコネクションパイプラインにはさらに数ギガワットが待機しています。これは並外れた成長率であり、その大部分はERCOTが柔軟性を評価する枠組みを構築したからこそ起こりました。

3つの実世界のストレステストがこのモデルを示します。

2021年2月(冬の嵐Uri)。歴史的な極渦がERCOTの需要を電力網容量を超えて押し上げ、輪番停電で何百万人もが暖房なしになりました。多くの大型テキサスマイナーは州命令によるカーテイルメントの数日前に自発的にオフにし、約1 GWの電力を家庭と病院のために解放しました。この出来事が電力網フレンドリーなマイナーに対する政策的根拠を固めました。

2023年夏の熱波。3桁台の暑さが長引いた間、ERCOTはマイナーがピーク区間で数百メガワットをカーテイルメントしたと公に評価しました。テキサス最大の上場マイナーRiot Platformsは、2023年8月だけで電力およびデマンドレスポンスのクレジットとして3,100万ドル超を開示しました — 同月のマイニング収益に匹敵する金額です。

春の風の停滞と太陽光の雲。劇的さは少ないがより頻繁に、予期せぬ再生可能エネルギーの急減で予備力が逼迫するたびに、マイナーは数分以内に負荷を下げます — かつてガスピーカーが提供していた高速ディスパッチ応答を提供しています。

これが再生可能エネルギー電力網に特に重要な理由

風と太陽は断続的でディスパッチ不可です。夕暮れに風が止んだり、太陽光発電所の上空に雲が広がったりすると、発電量は数分で数百メガワット低下することがあります。電力網は歴史的に、天然ガスピーカー発電所を起動することでこれに対応してきました — 高価で、炭素集約的で、起動が遅く、年の大部分はアイドルです。

デマンドレスポンスは問題を逆転させます。不足を追ってさらに発電を起動するのではなく、運営者は供給が回復するまでさらに負荷をオフにします。電力網バランスへの正味効果は同じですが、コスト構造は大きく異なります。

マイニングカーテイルメントは供給を追加するのではなく需要を削減するため、限界では排出がマイナスです。そしてマイナーから電力網への唯一の固定支払いは容量クレジットなので、ディスパッチされない時に燃料を燃やしません — 暖機起動したり回転状態を維持しなければならないピーカーに対する構造的優位性です。

これが、一部の電力網アナリストが中断可能なマイニング負荷は風力と太陽光の建設に補完的だと主張する理由です。再生可能エネルギーは可変供給を生み、柔軟なマイニングはこれまで非弾力的だった需要をバランス資産に変換します。

マイニングと他の柔軟負荷との比較

電力会社は何十年もデマンドレスポンスを試行してきましたが、参加する負荷には常に厳しい物理的限界がありました。冷蔵は食品安全問題が発生する前に1時間圧縮機を遅らせることができ、HVACは同様の時間枠で建物の熱質量で粘ることができ、集計された住宅用サーモスタットは電力会社のコールセンターに苦情が殺到する前に数度シェーブできます。

ビットコインマイニングは全く異なる体制で動作します。

他のどの大型負荷も、需要の100%を数秒以内に下げ、副作用なく数時間維持することはできません。これが、電力網運営者がマイナーと契約する際に購入しているエンジニアリング上の提案です — イデオロギーでも暗号通貨への熱意でもなく、規模で真の代替がない柔軟性製品です。

批判と限界

デマンドレスポンスのナラティブは強力ですが、誠実な反論にも値します。3つの批判が繰り返し提起されます。

NoxHashがこの絵の中で占める位置

率直に申し上げます。NoxHashのカザフスタン施設は電力網安定化サービスを提供しておらず、デマンドレスポンス製品も販売していません。理由は2つあります。

第一に、市場の枠組みが存在しません。カザフスタンの電力部門は、垂直統合型の公益事業と二者間の産業契約の混合です。大口消費者に命令に応じてカーテイルメントするために料金を支払うERCOT型の補助サービスオークションはありません。当社のフリートが技術的には数秒で負荷を下げられるとしても — そしてあらゆるASICフリートはそれが可能ですが — その能力に対して小切手を切る相手方が存在しません。

第二に、電力網は私たちにそのような形を求めていません。カザフスタンの発電ミックスは石炭中心で、天然ガスと水力でサポートされており、比較的安定したベースロード需要のために構造化されています。テキサスが柔軟なマイナーを求める原因となる高再生エネルギーの間欠性問題に取り組んでいません。この電力網の文脈で、当社は効率的で予測可能なベースロード消費者として運営し、約$0.035/kWhで長期産業契約に基づき電力を購入しています — これは当社の顧客にとって実際のコスト優位性ですが、テキサスでRiotやMarathonが提供しているものとは異なる価値提案です。

要点は次のとおりです。クラウドマイニングを評価していて電力網サービスのナラティブが重要であれば、ERCOTに接続されたテキサスベースの運営者が誠実なマッチです。優先事項が最新のSHA-256ハードウェアでの低く安定したkWhあたりのコストと24時間365日の運用であれば、当社のようなカザフスタンベースの運営はそのために構築されています。どちらも正当なモデルであり、単に異なる問題を解決しているだけです。

マイニング需要データとより広範な電力網議論についての深い背景には、Cambridge Centre for Alternative Finance (CBECI)がグローバルマイニング電力消費に関する最も広く引用されるデータセットを公開しており、ERCOTマイナーに関するロイターの報道がテキサスの支払いの規模を実際の数字で記録しています。

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