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目前，电力在传输网络中的储存效果不佳且效率低下。为了保证电网安全稳定运行，馈入电量必须始终与抽出电量准确对应。德国和欧洲的能源转型给电网带来了重大挑战，因为可再生能源依赖于天气并导致馈电波动。特别是，控制风能和太阳能比传统能源更加困难。在这篇博文中，我进行了一个思想实验，以检验比特币挖矿作为一种灵活负载是否可以通过利用剩余能源时期并能够在需要时快速关闭来帮助稳定电网。

能源转型对电网稳定性的挑战
德国和欧洲的能源转型旨在大幅增加可再生能源在电力结构中的份额。近年来，这导致了风能和太阳能的大幅扩张。然而，这些能源取决于天气，并且会受到强烈波动的影响。当需求较低时，强风或强烈的阳光会导致电力生产过剩，而在无风或多云的日子里，电力生产会减少。为了确保即使在低产量的日子里也能可靠地供应可再生能源，必须安装许多风能和太阳能系统。这加剧了生产过剩的问题，特别是当工厂因有利的天气条件而达到额定产量时。

在电力交易中，褐煤或硬煤发电厂等不灵活的发电厂、可再生能 源的生产过剩和缺乏足够的存储能力导致负电价。这些价格表明需要减少电力生产或增加电力消耗。 2023年，日前市场负价数量为301小时，大幅高于往年，并创下2020年后新纪录，为298小时。


图1：根据EPEX SPOT数据对2019年至2023年德国现货市场负价数量分析

如果市场无法弥补电力供需之间的不平衡，网络频率将出现供应 雅虎电子邮件列表 过剩或供应不足，该频率必须始终保持在 50 赫兹+/-百分之五。这给电网带来了重大挑战。网络运营商必须确保在任何给定时间向网络输入的电力与消耗的电力完全相同。否则存在不稳定的风险，在最坏的情况下可能导致停电。如果供应过剩，风能和太阳能发电厂尤其会受到限制。这意味着有针对性地关闭系统，以保持电网供需平衡。减少可再生能源在目前可能是一个有效的解决方案，但在气候变化时期很难沟通，而且只是短期内的一个好的解决方案。

联邦网络局当前的一项举措旨在通过“使用而不是削减 2.0 ”的方法来减少由于网络瓶颈而导致的可再生能源系统的削减。特别是，灵活可控的用电设备，例如电池存储、用于生产绿色氢气的电解槽或大型热泵，应满足额外的需求并有效地使用其他受监管的电力。

这正是我们的思想实验的切入点，因为可以通过所谓的比特币挖矿来实现另一种灵活的消费者。

临时冲动——一些定义……
什么是区块链，什么是比特币？
区块链是一种以去中心化、不可变和透明的方式存储数据的数字技术。每条信息都汇总在所谓的块中，并使用加密方法进行保护。比特币是一种基于区块链技术的数字货币。它允许价值直接在人与人之间转移，而不需要银行等中央机构。

比特币挖矿是什么意思？
比特币挖矿是创建新比特币并确认比特币网络上交易的过程。这是根据工作量证明共识算法发生的，需要巨大的计算能力和高能耗。挖矿硬件由称为专用集成电路（简称 ASIC）的特殊计算机组成，可以解决复杂的数学问题。矿工收到比特币作为提供计算能力的奖励。比特币挖矿的经济可行性在很大程度上取决于与所实现的销售价格相关的能源成本。基本上，挖矿能源越便宜，比特币矿工的利润就越高。