Kutumia Umeme wa Ziada: Uchimbaji wa Bitcoin kama Mkakati wa Kitaifa Korea Kusini - Uchambuzi

Yaliyomo

1. Utangulizi na Muhtasari

Utafiti huu unachunguza mkakati mpya kwa shirika la umeme la serikali la Korea Kusini, Korea Electric Power Corporation (KEPCO), ambalo linakabiliana na deni rekodi la KRW trilioni 205.18 (takriban dola trilioni 150). Pendekezo kuu ni kutumia umeme wa ziada—hasa kutoka kwa paneli za jua za kaya chini ya mipango ya upimaji mtandao—kwa uchimbaji wa Bitcoin wa kiwango cha viwanda. Sababu ni kubadilisha nishati ambayo ingepotea kuwa mtiririko wa mapato ya moja kwa moja, na hivyo kuboresha utulivu wa kifedha wa KEPCO na ufanisi wa rasilimali za nishati.

Utafiti huu umewekwa kama uchambuzi wa kwanza wa kimajaribio nchini Korea Kusini kuunganisha umeme wa ziada na uchimbaji wa fedha za kidijitali, kwa kutumia mifumo ya kisasa ya utabiri kutathmini faida ya muda mrefu.

2. Mbinu na Mfumo wa Kiufundi

2.1. Umeme wa Ziada na Upimaji Mtandao

Umeme wa ziada unafafanuliwa kama nguvu iliyobaki inayozalishwa na mifumo ya jua ya kaya baada ya mikopo ya upimaji mtandao kutumika. Upimaji mtandao huruhusu watumiaji-wazalishaji kufidia matumizi yao, lakini uzalishaji wa ziada mara nyingi haupati thamani ya kifedha. Utafiti huu unadai kuwa ziada hii, badala ya kukatizwa au kupuuzwa, inaweza kuelekezwa kwenye kituo maalum cha uchimbaji wa Bitcoin.

2.2. Mfumo wa Faida ya Uchimbaji wa Bitcoin

Faida ya uchimbaji ni utendakazi wa vigezo kadhaa: gharama ya umeme (takriban sifuri kwa ziada), bei ya Bitcoin, kiwango cha hash cha mtandao, na ufanisi wa vifaa. Utafiti hutumia Antminer S21 XP Hyd, mmoja wa vichimbaji vinavyofanya kazi kwa ufanisi zaidi vinavyopatikana, kuiga uzalishaji wa kila siku wa Bitcoin. Mlinganyo msingi wa faida unaweza kurahisishwa kama:

Faida ya Kila Siku ≈ (Bitcoin Iliyochimbwa * Bei ya Bitcoin) - (Gharama za Uendeshaji)

Ambapo gharama za uendeshaji hupunguzwa kwa sababu ya kutumia nguvu ya ziada.

2.3. Mifumo ya Utabiri wa Bei

Ili kutabiri mapato, utafiti hutumia mifumo miwili ya kujifunza kwa mashine:

• Random Forest Regressor: Mbinu ya kujifunza ya kikundi kwa urejeshaji inayofanya kazi kwa kujenga miti mingi ya maamuzi.
• Long Short-Term Memory (LSTM): Aina ya mtandao wa neva unaorudiwa (RNN) unaostahili kujifunza utegemezi wa muda mrefu katika data ya mfululizo wa wakati, kama vile historia ya bei ya Bitcoin.

Mifumo hii inafunzwa kwenye data ya historia ya bei ya Bitcoin ili kutoa njia za bei za baadaye, ambazo ni muhimu kwa uchambuzi wa faida wa miaka mingi.

3. Matokeo na Uchambuzi wa Kiuchumi

3.1. Hali Mbalimbali za Faida

Uchambuzi unafanya uigaji kwa viwango viwili vya utekelezaji: vipande 30,565 na 45,439 vya Antminer. Kwa kujumuisha bei zilizotabiriwa za Bitcoin na marekebisho ya ugumu wa mtandao, utafiti unahitimisha kuwa uchimbaji kwa umeme wa ziada ni wa faida sana. Mapato yanayozalishwa hufidia moja kwa moja sehemu ya hasara za uendeshaji za KEPCO na gharama za kulipa deni.

Maelezo ya Chati (Yanayodokezwa): Chati ya mstari ingeonyesha mapato ya jumla (kwa KRW) kwa muda kwa ukubwa wote wa kundi la vichimbaji, ikipanda kwa kasi na soko la fahari la Bitcoin na kusimama wakati wa soko la dhibiti, lakini ikibaki chanya kwa jumla kwa sababu ya gharama ndogo za umeme.

3.2. Athari kwa Deni la KEPCO

Utafiti unadai kuwa operesheni ya uchimbaji inaunda mtiririko mpya, huru wa mapato. Mtiririko huu wa fedha unaweza kutumika kwa: 1) kupunguza hitaji la KEPCO la uokoaji wa serikali au utoaji wa deni, 2) kudumisha viwango vya umeme kwa watumiaji kwa kufunika gharama fulani za mtandao, na 3) kupunguza upotevu wa kiuchumi wa nishati mbadala isiyotumika.

4. Uchambuzi Muhimu na Mtazamo wa Mtaalamu

Ufahamu Msingi: Karatasi hii sio tu kuhusu uchimbaji wa fedha za kidijitali; ni ujanja wa kibunifu wa dharura kwa muundo uliovunjika wa biashara ya umiliki wa serikali (SOE). Inapendekeza kutumia mali ya kidijitali yenye kugeuka geuka kuleta mapato kwa mali ya kimwili iliyobaki (elektroni za ziada), kujaribu kuzuia mzozo wa kisiasa juu ya bei ya umeme. Nadharia halisi ni kwamba usawazishaji wa mzigo unaotegemea blockchain unaweza kuwa wa uwezekano zaidi kuliko kurekebisha siasa za nishati zilizokitaa Korea.

Mtiririko wa Mantiki: Hoja inavutia kwenye karatasi: tambua upotevu (zaidi ya jua), tumia mchakato wa mahitaji makubwa ya nishati (uchimbaji) na pato la kioevu (Bitcoin), na uunde mapato. Matumizi ya LSTM kwa utabiri wa bei yanaongeza mwonekano wa ukali wa kitaaluma. Hata hivyo, mtiririko hutegemea sana ukuaji wa muda mrefu wa bei ya Bitcoin, ukiutendea zaidi kama mali thabiti kuliko ya kubashiriwa—hitilafu kubwa.

Nguvu na Mapungufu: Nguvu iko katika mbinu yake halisi, ya kiasi kwa kutumia vipimo halisi vya vifaa na mifumo ya ML, ikisonga zaidi ya majadiliano ya kinadharia. Inatambua kwa usahihi tatizo halisi (deni la SOE) na rasilimali halisi (nishati mbadala zilizokatizwa). Kosa kubwa ni utendaji wake wa hatari ya kimfumo. Hunaangalia upanga wa udhibiti wa Damocles (ukandamizaji wa serikali dhidi ya uchimbaji, kama ulivyoona China), ndoto mbaya ya uhusiano wa mazingira ya kuunganisha jua "kijani" na fedha za kidijitali "chafu", na kugeuka geuka kikubwa cha chanzo chake cha mapato. Kama ilivyoelezwa katika Journal of International Financial Markets, Institutions and Money, bei ya Bitcoin inaathiriwa na mambo yasiyounganishwa kwa kiasi kikubwa na fedha za jadi, na kufanya bajeti ya muda mrefu ya serikali kulingana nayo kuwa hatari.

Ufahamu Unaotekelezeka: Kwa KEPCO, hii inapaswa kuanza kama majaribio ya kiwango kidogo, sio mkakati wa kitaifa. Shirikiana na kampuni ya uchimbaji ya kibinafsi ili kuchukua hatari ya uendeshaji na soko. Tumia majaribio hayo kuendeleza uwezo wa usawazishaji wa mtandao wa wakati halisi—hii ndiyo hazina iliyofichika ya kweli. Teknolojia ya kutumia mizigo ya kompyuta inayobadilika (kama uchimbaji) kwa utulivu wa mtandao inaongozwa na miradi kama Energy Web. Lengo halisi halisi lisikuwa kuwa hazina ya fedha za kidijitali, bali kuwa mwendeshaji wa mtandao mwenye akili zaidi, anayebadilika zaidi ambaye anaweza kuleta mapato kutokana na ubadilishaji. Mfano wa karatasi hii ni kesi ya biashara ya hatua ya kwanza nzuri, lakini malengo ya kimkakati lazima yawe uwekaji dijiti na uwezo wa kustahimili mtandao.

5. Maelezo ya Kiufundi na Mifumo ya Hisabati

Kiini cha hesabu ya faida hutegemea nguvu ya hash na ufanisi wa nishati wa vifaa vya uchimbaji. Antminer S21 XP Hyd ina kiwango cha hash cha takriban 335 TH/s na ufanisi wa nguvu wa 16 J/TH.

Uzalishaji wa kila siku wa Bitcoin kwa kichimbaji kimoja kinaweza kukadiriwa na:

$\text{BTC ya Kila Siku} \approx \frac{\text{Kiwango chako cha Hash}}{\text{Kiwango cha Hash cha Mtandao}} \times \text{Tuzo ya Kizuizi cha BTC} \times 144$

Ambapo 144 ni takriban idadi ya vizuizi vilivyochimbwa kwa siku. Utafiti unakusanya hii kwenye makumi ya maelfu ya vitengo. Mfumo wa LSTM wa utabiri wa bei kwa kawaida hutumia mfuatano wa bei za zamani $[P_{t-n}, ..., P_{t-1}]$ kutabiri bei ya baadaye $\hat{P}_t$, ikifunzwa kupunguza utendakazi wa makosa kama Makosa ya Mraba ya Wastani (MSE):

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

6. Mfumo wa Uchambuzi na Mfano wa Kesi

Mfumo: Mfumo wa Uzalishaji wa Mapato ya Fedha za Kidijitali kwa Huduma ya Umma (PUCM)

1. Utambuzi wa Rasilimali: Ukaguzi wa mtandao kwa nguvu iliyobaki au ya ziada (k.m., upepo wa usiku, kukatizwa kwa jua).
2. Uwezekano wa Kiufundi: Kuiga utekelezaji unaoweza kupimika wa vifaa vya uchimbaji katika vituo vya kubadilisha au uzalishaji.
3. Uigaji wa Kifedha: Fanya uigaji wa Monte Carlo ukijumuisha kugeuka geuka kwa fedha za kidijitali, kupungua kwa thamani ya vifaa, na utabiri wa ugumu wa mtandao.
4. Tathmini ya Hatari na Utawala: Tathmini hatari za udhibiti, sifa, na soko. Buni muundo wa utawala (ushirikiano wa umma na binafsi unapendekezwa).
5. Ubunifu wa Majaribio: Tekeleza majaribio ya kiwango kidogo, yenye kikomo cha wakati na viashiria vya utendaji (VKI) vilivyo wazi (Mapato, Vipimo vya Utulivu wa Mtandao).

Mfano wa Kesi - Majaribio ya Kisiwa cha Jeju: Utafiti unarejelea mradi uliopo wa KEPCO kwenye Jeju. Kesi ya kimantiki ingehusisha kuweka shamba la jua la Jeju na kitengo cha uchimbaji kilichowekwa kwenye kontena (k.m., Antminer 100). Kitengo hicho kinafanya kazi tu wakati mahitaji ya mtandao ni ya chini na pato la jua ni kubwa. Mapato katika BTC hubadilishwa kuwa KRW kila mwezi na kuripotiwa kama mstari tofauti wa mapato, na kutoa uthibitisho wa ulimwengu halisi kwa mfano huo.

7. Matumizi ya Baadaye na Mwelekeo wa Utafiti

• Zaidi ya Bitcoin: Kutumia mfano huo kwa michakato mingine ya kompyuta yenye nguvu nyingi, inayoweza kukatizwa kama mafunzo ya AI, kunyoosha protini (@Folding@home), au upangaji wa uzalishaji wa hidrojeni kijani.
• Mtandao-kama-Huduma (GaaS): Kuunda jukwaa ambapo mzigo wowote unaobadilika wa kituo cha data unaweza kutoa zabuni kutumia umeme wa ziada, na kuunda soko la nishati lenye nguvu.
• Ujumuishaji wa Mikopo ya Kaboni: Kuunganisha matumizi ya ziada halisi ya nishati mbadala na uzalishaji wa mikopo ya dijiti ya kaboni au vyeti vya "BTC kijani", na kuongeza mvuto wa ESG.
• Utabiri wa Juu: Kujumuisha mifumo ya utabiri wa hali ya hewa kwa jua/upepo na mifumo ya soko ya fedha za kidijitali ili kuboresha ubadilishaji kati ya kuuza umeme kwa mtandao na kuitumia kwa uchimbaji.
• Utafiti wa Sera: Uchambuzi wa kina wa mabadiliko ya kisheria yanayohitajika kuruhusu huduma ya umma kushikilia na kufanya biashara na mali za kidijitali kwenye mizania yake.

8. Marejeo

1. KEPCO. (2024). Ripoti ya Kifedha ya Mwaka. Korea Electric Power Corporation.
2. Nyaraka za Mradi wa KEPCO Jeju. (2023). Muhtasari wa Mradi wa Ndani.
3. Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: Mfumo wa Pesa ya Elektroniki ya Mtandao wa Wenza kwa Wenza.
4. Farell, R. (2022). Dhahabu ya Dijiti na Mkakati wa Serikali. Jarida la Usalama wa Mtandao na Masoko ya Fedha, 5(2), 45-67.
5. Wizara ya Hazina ya Marekani. (2024). Ripoti juu ya Mazingatio ya Mali ya Dijiti.
6. Benki ya Dunia. (2023). Umiliki wa Serikali wa Fedha za Kidijitali: Uchunguzi.
7. Wizara ya Fedha ya Bhutan. (2024). Mkakati wa Kitaifa wa Mali ya Dijiti.
8. Ofisi ya Bitcoin ya El Salvador. (2024). Ripoti ya Uwazi.
9. Goodfellow, I., et al. (2014). Mitandao ya Kupambana na Kizazi. Maendeleo katika Mifumo ya Usindikaji wa Taarifa za Neural.
10. Energy Web Foundation. (2023). Karatasi Nyeupe: Ubadilishaji wa Mtandao usio na Kituo cha Msimamo.
11. Biais, B., et al. (2023). Uwekaji Bei wa Usawa wa Bitcoin. Jarida la Fedha.