استغلال الكهرباء الفائضة: تعدين البيتكوين كاستراتيجية وطنية في كوريا الجنوبية - تحليل

جدول المحتويات

1. المقدمة والنظرة العامة

تستكشف هذه الدراسة استراتيجية جديدة لشركة الكهرباء المملوكة للدولة في كوريا الجنوبية، شركة كوريا للطاقة الكهربائية (كيبكو)، التي تعاني من ديون قياسية تبلغ 205.18 تريليون وون كوري (حوالي 150 مليار دولار). الاقتراح الأساسي هو استخدام الكهرباء الفائضة - الناتجة بشكل أساسي من الألواح الشمسية المنزلية في إطار أنظمة القياس الصافي - في تعدين البيتكوين على نطاق صناعي. المنطق هو تحويل الطاقة التي ستُهدر لولا ذلك إلى مصدر دخل مباشر، وبالتالي تحسين الاستقرار المالي لكيبكو وكفاءة استخدام موارد الطاقة.

يُصنف هذا البحث كأول تحليل تجريبي في كوريا الجنوبية يدمج فائض الكهرباء مع تعدين العملات المشفرة، باستخدام نماذج تنبؤية متقدمة لتقييم الربحية طويلة الأجل.

2. المنهجية والإطار الفني

2.1. الكهرباء الفائضة والقياس الصافي

يُعرّف فائض الكهرباء على أنه الطاقة المتبقية الناتجة عن الأنظمة الشمسية المنزلية بعد تطبيق أرصدة القياس الصافي. يسمح القياس الصافي للمنتجين-المستهلكين (prosumers) بتعويض استهلاكهم، لكن الفائض من الإنتاج غالبًا ما يبقى دون استغلال تجاري. تفترض هذه الدراسة أنه يمكن توجيه هذا الفائض، بدلاً من تقليله أو تجاهله، إلى منشأة تعدين بيتكوين مخصصة.

2.2. نموذج ربحية تعدين البيتكوين

ربحية التعدين هي دالة لعدة متغيرات: تكلفة الكهرباء (صفر فعليًا للفائض)، سعر البيتكوين، معدل الهاش للشبكة، وكفاءة الأجهزة. تستخدم الدراسة جهاز Antminer S21 XP Hyd، أحد أكثر أجهزة التعدين كفاءة متاحة حاليًا، لنمذجة الإنتاج اليومي للبيتكوين. يمكن تبسيط معادلة الربح الأساسية على النحو التالي:

الربح اليومي ≈ (كمية البيتكوين المُعدّنة * سعر البيتكوين) - (التكاليف التشغيلية)

حيث يتم تقليل التكاليف التشغيلية إلى الحد الأدنى بسبب استخدام الطاقة الفائضة.

2.3. نماذج التنبؤ بالسعر

للتنبؤ بالإيرادات، تستخدم الدراسة نموذجين للتعلم الآلي:

• Random Forest Regressor: طريقة تعلم جماعي (ensemble learning) للانحدار تعمل من خلال بناء أشجار قرار متعددة.
• Long Short-Term Memory (LSTM): نوع من الشبكات العصبية المتكررة (RNN) ماهر في تعلم التبعيات طويلة الأجل في بيانات السلاسل الزمنية، مثل تاريخ أسعار البيتكوين.

يتم تدريب هذه النماذج على بيانات أسعار البيتكوين التاريخية لتقديم مسارات أسعار مستقبلية، وهي أمر بالغ الأهمية لتحليل الربحية متعدد السنوات.

3. النتائج والتحليل الاقتصادي

3.1. سيناريوهات الربحية

يجري التحليل محاكاة لنطاقين للنشر: 30,565 و 45,439 وحدة من أجهزة Antminer. من خلال دمج تنبؤات أسعار البيتكوين وتعديلات صعوبة الشبكة، تخلص الدراسة إلى أن التعدين باستخدام الكهرباء الفائضة هو مربح للغاية. الإيرادات الناتجة تعوض مباشرة جزءًا من الخسائر التشغيلية لكيبكو وتكاليف خدمة الدين.

وصف الرسم البياني (ضمنيًا): من المرجح أن يُظهر رسم بياني خطي الإيرادات التراكمية (بالوون الكوري) بمرور الوقت لكلا حجمي أسطول التعدين، حيث ترتفع بشكل حاد مع أسواق البيتكوين الصاعدة وتستقر خلال الأسواق الهابطة، لكنها تبقى صافية موجبة بسبب تكاليف الكهرباء الضئيلة.

3.2. التأثير على ديون كيبكو

تدعي الدراسة أن عملية التعدين تخلق مصدر دخل جديد ومستقل. يمكن استخدام هذا التدفق النقدي لـ: 1) تقليل حاجة كيبكو لعمليات الإنقاذ الحكومية أو إصدار الديون، 2) استقرار تعرفة الكهرباء للمستهلكين من خلال تغطية بعض تكاليف الشبكة، و3) تقليل الهدر الاقتصادي للطاقة المتجددة غير المستخدمة.

4. التحليل النقدي والمنظور الخبير

الفكرة الأساسية: هذه الورقة ليست مجرد عن تعدين العملات المشفرة؛ إنها محاولة يائسة ومبتكرة لإصلاح نموذج مؤسسة مملوكة للدولة (SOE) معطوب. تقترح استخدام أصل رقمي متقلب لتحقيق ربح من أصل مادي عالق (إلكترونات فائضة)، في محاولة لتجاوز الجمود السياسي حول تسعير الكهرباء. الأطروحة الحقيقية هي أن موازنة الحمل القائمة على البلوكشين قد تكون أكثر قابلية للتحقيق من إصلاح سياسات الطاقة الراسخة في كوريا.

التسلسل المنطقي: الحجة مقنعة على الورق: تحديد الهدر (فائض الطاقة الشمسية)، وتطبيق عملية عالية الاستهلاك للطاقة (التعدين) بمخرج سائل (البيتكوين)، وإنشاء إيرادات. استخدام LSTM للتنبؤ بالسعر يضفي لمسة من الدقة الأكاديمية. ومع ذلك، يعتمد التسلسل بشكل حاسم على ارتفاع سعر البيتكوين على المدى الطويل، معاملًا إياه كأصل مضمون أكثر من كونه أصلًا مضاربيًا - وهذا عيب كبير.

نقاط القوة والضعف: تكمن القوة في نهجها الملموس والكمي باستخدام مواصفات أجهزة حقيقية ونماذج تعلم آلي، متجاوزة النقاش النظري. تحدد بشكل صحيح مشكلة حقيقية (ديون المؤسسات المملوكة للدولة) وموردًا حقيقيًا (الطاقة المتجددة المحدودة). العيب الصارخ هو تعاملها مع المخاطر النظامية. فهي تتجاهل سيف ديموقليس التنظيمي (قمع حكومي للتعدين، كما حدث في الصين)، وكابوس العلاقات العامة البيئي المتمثل في ربط الطاقة الشمسية "النظيفة" بالعملات المشفرة "القذرة"، والتقلب الشديد لمصدر إيراداتها. كما لوحظ في Journal of International Financial Markets, Institutions and Money، يتأثر سعر البيتكوين بعوامل منفصلة إلى حد كبير عن التمويل التقليدي، مما يجعل وضع الميزانية الحكومية طويلة الأجل بناءً عليه محفوفًا بالمخاطر.

رؤى قابلة للتنفيذ: بالنسبة لكيبكو، يجب أن يبدأ هذا كمشروع تجريبي صغير النطاق، وليس كاستراتيجية وطنية. التعاون مع شركة تعدين خاصة لامتصاص المخاطر التشغيلية والسوقية. استخدام المشروع التجريبي لتطوير قدرات موازنة الشبكة في الوقت الفعلي - وهذا هو الكنز المخفي الحقيقي. يتم ريادة التكنولوجيا لاستخدام أحمال الحوسبة المرنة (مثل التعدين) لاستقرار الشبكة من قبل مشاريع مثل Energy Web. الهدف لا ينبغي أن يكون التحول إلى صندوق تحوط للعملات المشفرة، بل أن تصبح مشغل شبكة أكثر ذكاءً ومرونة يمكنه تحقيق ربح من هذه المرونة. نموذج الورقة هو دراسة جدوى أولى جيدة، لكن الهدف الاستراتيجي النهائي يجب أن يكون رقمنة الشبكة ومرونتها.

5. التفاصيل الفنية والنماذج الرياضية

يعتمد جوهر حساب الربحية على قوة الهاش وكفاءة الطاقة لأجهزة التعدين. يمتلك جهاز Antminer S21 XP Hyd معدل هاش يبلغ حوالي 335 تيراهاش/ثانية وكفاءة طاقة تبلغ 16 جول/تيراهاش.

يمكن تقريب الإنتاج اليومي للبيتكوين لجهاز تعدين واحد بواسطة:

$\text{البيتكوين اليومي} \approx \frac{\text{معدل الهاش الخاص بك}}{\text{معدل الهاش للشبكة}} \times \text{مكافأة كتلة البيتكوين} \times 144$

حيث 144 هو العدد التقريبي للكتل التي يتم تعدينها يوميًا. تجمع الدراسة هذا عبر عشرات الآلاف من الوحدات. نموذج LSTM للتنبؤ بالسعر يستخدم عادةً سلسلة من الأسعار السابقة $[P_{t-n}, ..., P_{t-1}]$ للتنبؤ بالسعر المستقبلي $\hat{P}_t$، ويتم تدريبه لتقليل دالة خطأ مثل متوسط الخطأ التربيعي (MSE):

$\text{MSE} = \frac{1}{N} \sum_{i=1}^{N} (P_i - \hat{P}_i)^2$

6. إطار التحليل ومثال حالة

الإطار: إطار تحقيق الربح من العملات المشفرة للمرافق العامة (PUCM)

1. تحديد المورد: مراجعة الشبكة للطاقة العالقة أو الفائضة (مثل طاقة الرياح ليلاً، تقليص الطاقة الشمسية).
2. الجدوى الفنية: نمذجة النشر القابل للتوسع لأجهزة التعدين في مواقع المحطات الفرعية أو مواقع التوليد.
3. النمذجة المالية: إجراء محاكاة مونت كارلو التي تتضمن تقلب العملات المشفرة، وانخفاض قيمة الأجهزة، وتوقعات صعوبة الشبكة.
4. تقييم المخاطر والحوكمة: تقييم المخاطر التنظيمية والسمعية والسوقية. تصميم نموذج حوكمة (يوصى بالشراكة بين القطاعين العام والخاص).
5. تصميم المشروع التجريبي: تنفيذ مشروع تجريبي صغير النطاق ومحدد بوقت مع مؤشرات أداء رئيسية واضحة (الإيرادات، مقاييس استقرار الشبكة).

مثال حالة - المشروع التجريبي في جزيرة جيجو: تشير الدراسة إلى مشروع كيبكو الحالي في جيجو. يمكن أن تتضمن حالة منطقية تجهيز مزرعة شمسية في جيجو بوحدة تعدين حاوية (مثل 100 جهاز Antminer). تعمل الوحدة فقط عندما يكون الطلب على الشبكة منخفضًا ويكون إنتاج الطاقة الشمسية مرتفعًا. يتم تحويل الإيرادات بالبيتكوين إلى وون كوري شهريًا والإبلاغ عنها كبند دخل منفصل، مما يوفر تحققًا عمليًا للنموذج.

7. التطبيقات المستقبلية واتجاهات البحث

• ما بعد البيتكوين: تطبيق النموذج على عمليات حوسبة أخرى مكثفة للطاقة وقابلة للانقطاع مثل تدريب الذكاء الاصطناعي، أو طي البروتين (@Folding@home)، أو جدولة إنتاج الهيدروجين الأخضر.
• الشبكة كخدمة (GaaS): تطوير منصة يمكن فيها لأي حمل مرن لمركز البيانات المزايدة لاستهلاك الطاقة الفائضة، مما يخلق سوق طاقة ديناميكي.
• دمج أرصدة الكربون: ربط استخدام الفائض المؤكد من الطاقة المتجددة بتوليد أرصدة الكربون الرقمية أو شهادات "البيتكوين الأخضر"، مما يعزز جاذبيتها البيئية والاجتماعية والحوكمية (ESG).
• التنبؤ المتقدم: دمج نماذج التنبؤ بالطقس للطاقة الشمسية/الرياح مع نماذج سوق العملات المشفرة لتحسين التبديل بين بيع الطاقة للشبكة واستخدامها في التعدين.
• بحث السياسات: تحليل مفصل للتغييرات التنظيمية المطلوبة للسماح لشركة مرافق عامة بحيازة وتداول الأصول الرقمية في ميزانيتها العمومية.

8. المراجع

1. KEPCO. (2024). Annual Financial Report. Korea Electric Power Corporation.
2. KEPCO Jeju Project Documentation. (2023). Internal Project Brief.
3. Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
4. Farell, R. (2022). Digital Gold and State Strategy. Journal of Cybersecurity and Financial Markets, 5(2), 45-67.
5. U.S. Department of the Treasury. (2024). Report on Digital Asset Considerations.
6. World Bank. (2023). Sovereign Holdings of Cryptocurrencies: A Survey.
7. Bhutan Ministry of Finance. (2024). National Digital Asset Strategy.
8. El Salvador Bitcoin Office. (2024). Transparency Report.
9. Goodfellow, I., et al. (2014). Generative Adversarial Nets. Advances in Neural Information Processing Systems.
10. Energy Web Foundation. (2023). White Paper: Decentralized Flexibility for the Grid.
11. Biais, B., et al. (2023). Equilibrium Bitcoin Pricing. The Journal of Finance.