基于区块链的创新与新技术、新治理概念一样重要。 特别是工作量证明(PoW)共识的持续影响极有可能从根本上改变能源市场的结构以及激励方式。
基于区块链的创新与新技术、新治理概念一样重要。 特别是工作量证明(PoW)共识的持续影响极有可能从根本上改变能源市场的结构以及激励方式。 在完成将物理上被困的能量转化为全球化、数字化、可移动的价值后，能源经济的生产和分配可能会发生变化。
在区块链和数字资产领域，我们最常见的错误观念之一就是正在目睹“技术驱动”的革命。 虽然分布式账本(“DLT”)的技术范式一定会带来标准化和电子化创新，但更大的转型式的创新会来自新形式的分布式治理和激励机制。
推动区块链和数字资产系统的双重创新：技术和治理
由此看来，那些关注这一领域并花费了大量时间在治理和激励的持久性上的业内人士并不奇怪。 比特币网络出现以来的十年，工作量证明(PoW)共识的出现引发了诸多激烈的争论。在工作量证明(PoW)的核心，是一种围绕能源消耗设计的激励机制，目标是换取保护全球分布式数据分类账本的回报。只要确保这个分类账本(区块链)能够奖励那些经济价值超过投入价值的人，激励就会持续发挥作用。
一个智者说过：“给我看奖励，我会告诉你结果”。这种诱导性的简单激励措施已经逐渐形成了新的产业(加密货币矿业)，并有可能引发全球能源系统和市场的连锁反应。 随着工作量证明共识机制的成熟，能源系统工程、能源经济学、能源金融市场(例如电力交易，项目融资，绿色金融)中提倡的传统模式可能从根本上发生变化。
本文中我们将从以下三个部分探讨关于这一变化的背景和意义：
1、工作量证明(PoW)和挖矿的基础知识
2、能源与能源系统工程与能源经济学
3、对能源市场的影响
工作量证明（PoW）和挖矿的基础知识
了解工作量证明(PoW)和加密货币挖矿的基础知识非常重要。 工作量证明过程的基础是将全球分布并以各种形式/数量提供的能量转换为数字化、可流动的经济价值(以加密货币/通证的形式表示)。
比特币网络中的“工作量证明”指的是工作(以能源消耗的形式具有实际成本)被消费并转换成另一种形式的经济价值(比特币或其他代币)。参与工作量证明过程的机构被称为“矿工”。 矿工运行专门的硬件/设备来解决加密难题(例如比特币网络中的SHA 256)，以最快的时间解决计算问题同时使用最少的成本配置具备收益能力的挖矿业务，除了“制造”的最终产品是数字化的之外，这与其他类型的能源制造(例如石油和天然气行业)尽数相同。
因此，只要人们因为代币的非零价值去挖掘代币(例如比特币)，这就形成了挖矿的经济动机。矿工不一定需要相信他们通过挖矿帮助保护区块链的原则，甚至于他们可以100%不知晓，但却仍在挖掘市场认为最有价值的区块链(例如市场将为其支付最多的开采代币)。 在很多的角度看，这是工作量证明带来的优势。这种资产和激励措施可能对那些在能源领域学习、工作的人产生深远的影响，深入至从勘探和生产，炼油和分销到能源金融市场和政策。
PoW与能源系统工程与能源经济学
主修化学工程的时候，在课程的最后一年，参加了一个名为能源系统工程的课程，这一课程将对我的生活产生了重大影响。课程的重点是设计和分析能够在技术上提供足够能量的能源系统，以满足特定市场客户的全天候需求，并保证同时在经济和财务上可行。
能源系统工程的基础：通过配置最佳能源组合来匹配供需
匹配供需
简而言之，理解能源系统复杂性的关键在于匹配能源供应的概况(在特定时间点可以产生多少能量?)与能源需求概况相比较(“在同一地点，特定的时间点，社区需要多少能量?)。基于可用的技术和方法，能源组合可以反映出复杂的优化练习。除了供需之外，还可以覆盖其他现实世界的约束形式，包括但不限于：
环境因素(例如，与燃烧风电场相比，燃烧煤释放更多的二氧化碳与燃烧天然气相比)
建造/退役因素(例如建造核电厂需要建立100年的财政储备以备将来拆除)
生命周期操作因素(例如，维护不同技术所需的不同类型的持续服务/维护)
从碳基，到无碳
当今许多能源系统工程实践的主要焦点之一是尝试最大限度地使用可再生(无碳)源。 联合国可持续发展目标/可持续发展目标和巴黎气候协议等政治发展进一步支持了这一点。然而，实现这一目标的挑战通常归结为可再生能源生产所带来的内在经济因素。最常引用的挑战有两个：大多数可再生能源要么太间歇，要么地理位置太局限。因此，仅靠经济学可能并不能保证激励一直奏效(取决于你在世界的哪个地方)。
为了解决这个问题，已经提出了许多解决方案 ：从政府补贴和购买力协议到技术研发，以开发更好的能源存储。
这些解决方案的共同点是，没有人能够立即解决我们所面临的问题。但使问题进一步复杂化的是，即使采取最初始的步骤也需要高度的全球政治协调。考虑到改变我们的能源系统的紧迫性，依靠全球政治共识来推动进步存在风险。
工作量证明是一种潜在的市场驱动的桥梁解决方案？
利用基于工作量的挖矿机制可能是启动长期解决方案的桥梁机制。工作量证明为能源部门提供了新的潜在途径，使能源生产货币化并将其从物理限制中解放出来。 特别是，无碳/可再生能源生产商可能将工作量证明挖矿视为创造新现金流的一种手段，可以减少困扰其商业模式的能源经济波动性。
对能源金融市场的影响
虽然围绕特定配置，位置和背景提出建议，可以尝试最优化的部署工作量证明挖矿，但这种高级思考至少应该为经典的技术经济分析提出一些有趣的考虑因素。在进一步说明之前，至关重要的是要注意工作量证明的共识和区块链网络/基础设施的传播没有道德或政治偏见。像任何其他工具或技术一样，“它的使用方式决定了它的好坏”。考虑到这一点，有一些普遍的假设可以从一个公共区块链网络向全世界提供全球审查，由工作量证明提供支持。
能源生产和分配：
从碳基生产商到非碳基生产商，现在有一条途径可以通过挖矿将产能货币化，这改变了传统能源生产和分配的经济性。过去，人们总是假设能量(燃料)可以从A点运输到B点进行货币化(例如使用各种物理基础设施，如管道，船舶油轮和铁路)。更多的本地化/可再生生产方法没有运输工具，因此产能过剩的经济价值很小。在这个新世界中，被困能源容量可以在本地货币化(例如使用挖矿设备)，从而为物流分配创建另一种商业模式。直观地说，可再生生产者应该从中受益最多，因为他们的边际生产成本基本上为0(更不用说最小化的环境风险)。
能源金融市场：
在生产和分销成本从根本上发生变化后，能源金融市场的形态和规模(如电力合约，电力期货和其他形式的能源衍生品)将发生变化。搬运成本(在储存和保险方面)和风险管理也可能从传统惯例转移。此外，认识到新现金流的存在也应该促使那些从事项目融资的人考虑如何将这些新创新纳入其融资结构。这会提供新的杠杆，以降低高度间歇性和依赖政府补贴(例如可再生能源)的能源生产方法的融资风险。
能源政策：
最后，即使采用市场驱动的机制来推动新的经济学，政策仍然在我们能源系统的变化速度中发挥作用仍然是值得的(例如，决定是否提出价格/税收，碳将对脱碳的速度产生重大影响)。对于廉价和高效储能的长期解决方案而言，世界仍然是一个迫在眉睫的优先事项 - 因为这是未来全球能源安全的少数可持续解决方案之一。 随着加密挖矿变得越来越商品化，应该增加对定价负外部性和推进储能技术的激励 - 生产者需要认识到这一点。 创新决策者可以将此视为一个机会，同时谨慎地启动这些领域的发展并指导急需的资源(例如像20世纪60年代/ 70年代的太空计划一样)。
写在最后
能源系统和能源金融市场领域的人可以从区块链治理激励机制中受益。 特别是，工作量证明的扩散和持久性有可能从根本上重塑能源市场，并引入新的市场驱动激励机制。 如果创造性地利用这些创新，这些创新可能有助于推动我们建立一个更有弹性和更安全的能源未来，我们许多人 - 特别是年轻一代 - 最终将继承和生活。(作者：Andrew Wong)
