Это редакционная статья Джерри Усмана, инженера-электрика и технического писателя.
Есть ли прогресс на пути к экологичному майнингу биткоина? Безусловно! Несмотря на регуляторные потрясения, был достигнут разумный прогресс. Является ли биткоин «зеленым» сейчас? Нет, но, по крайней мере, выбросы парниковых газов биткойна уже не такие, как раньше. Согласно Кембриджскому индексу потребления электроэнергии биткоина, выбросы парниковых газов биткоина снизились с 59 метрических тонн эквивалента углекислого газа в октябре 2021 года до 48,88 метрических тонн сегодня. Официальный сайт Freebitco.in.
Однако теперь парламентарии обратили свой взор на механизм консенсуса proof-of-work и настаивают на том, чтобы майнинг биткоина стал экологически чистым.
Известно, что растущее энергопотребление биткоина вызывает критику со стороны защитников окружающей среды. Майнеры биткоина должны преодолеть первобытные чувства, которые часто обрушиваются на новые технологии, которые, как кажется, изначально не нравятся обществу; вспомните внутренний меморандум компании Western Union от 1876 года: «У этого «телефона» слишком много недостатков, чтобы всерьез рассматривать его в качестве средства связи. Это устройство по своей сути не представляет для нас никакой ценности». Настроения остались прежними. Не стоит удивляться, когда биткоин станет стандартом для будущих валют.
Возможно, кто-то ожидал, что Парижское соглашение по климату 2015 года подтолкнет биткоин к более устойчивому пути использования возобновляемых источников энергии. Однако не стоит удивляться безразличию обвинителей биткоина к положительным результатам, зафиксированным благодаря ограничению выбросов углекислого газа.
Является ли солнечный майнинг решением энергетической проблемы Биткойна? Частично. Оптимизация доступной энергии и расширение возможностей работы требует многомерного подхода. Различные стратегии включают в себя балансировку нагрузки, обмен энергией, гибридные системы и дополнительные аккумуляторы. Мультипликативный эффект от увеличения государственных субсидий — стимулирующих усилий по ускорению внедрения «зеленой» энергии — может еще больше снизить стоимость установки солнечных батарей.
Ниже представлен общий обзор этих энергетических решений и их внедрения.
Глобальное энергопотребление биткойна
Глобальное энергопотребление Биткойна составляет 253 ТВтч, что составляет примерно 0,15% от общего мирового энергопотребления. Сеть Биткойн добилась более экологичного энергопотребления, чем Германия.
Согласно отчету Совета по майнингу биткоина за 2022 год, 59,5% от общего объема мировой энергии, потребляемой биткоин-майнерами, поступает из возобновляемых источников, что является хорошим признаком прогресса. Совет также сообщил об увеличении эффективности на 46% по сравнению с прошлым годом благодаря повышению эффективности майнинга и улучшению полупроводниковой технологии.
Давайте получим приблизительное представление о текущей стоимости майнинга биткоина.
Какова средняя рентабельность майнинга биткоина?
Если взять мощный и популярный биткоин-майнер Antminer S19 Pro мощностью 3250 Вт, то он будет потреблять 78 кВт/ч ежедневно. Это будет стоить $7,80 в день, из расчета $0,10 за кВт/ч, что дает убыток в $0,11. Это не самый лучший сценарий.
Затраты на охлаждение и ограничение разряда литий-ионных батарей на 50% могут еще больше повысить цену на добычу биткоина за счет использования полезной мощности. Однако на прибыльность в первую очередь влияют стоимость электроэнергии и сложность добычи. При дешевой электроэнергии майнинг остается прибыльным независимо от цены биткоина.
Солнечная добыча и другие жизнеспособные гибриды являются отличной альтернативой. Хотя элемент географии и капитала, похоже, является преимуществом для успеха майнинга.
Существуют различные варианты ускорения революции «зеленой» энергии с многочисленными преимуществами для майнинга биткоина. Потенциал невероятен, когда мы рассматриваем другие источники зеленой энергии, но давайте сначала взглянем на солнечную.
Солнечная энергия и рост горнодобывающей промышленности
Солнечную энергию сейчас называют «самым дешевым источником энергии». По уровню стоимости энергии наземные ветряные и солнечные установки опережают другие источники энергии.
Как источник энергии с самыми быстрыми темпами роста, солнечная энергия сегодня обеспечивает около 3% мирового производства электроэнергии, не создавая шумового загрязнения и обладая высокой масштабируемостью. В отличие от относительно дефицитной геотермальной энергии, солнечная энергия имеет всемирный потенциал.
Использование солнечной энергии в сочетании с майнингом биткоина продолжает набирать обороты среди предпринимателей. Aspen Creek Digital Corp., новая компания по добыче биткоинов, начала добычу на солнечной электростанции мощностью 6 мегаватт (МВт) в западном Колорадо в условиях нынешнего медвежьего рынка.
Однако ветровая и солнечная энергия в значительной степени используется в Техасе, процветающем месте для майнинга биткоина.
По словам Шона Коннелла, исполнительного вице-президента по энергетике хьюстонской технологической компании Lancium, «в Западном Техасе наблюдается идеальное совпадение качества солнечной энергии и скорости ветра».
Техас будет продолжать играть жизненно важную роль на рынке «зеленой» энергии. Однако Китай остается мировым лидером по производству солнечной энергии и общей установленной мощности, внося 15,4% неископаемого топлива в свой энергобаланс с целевым показателем 33% к 2025 году.
Фотоэлектрические панели и зеркала, концентрирующие солнечное излучение, все чаще используются для использования солнечной энергии, поскольку технологии продолжают развиваться.
Использование биомассы в майнинге биткоина
На биомассу приходится около 10% мировой энергии, 5% первичного потребления в США и 1,4% электроэнергии, вырабатываемой в Канаде. Большая часть этой энергии используется для отопления и других промышленных процессов, что имеет значительные экологические преимущества, которые распространяются на улучшение гигиены за счет переработки отходов и сокращения выбросов парниковых газов.
В гонке за устойчивой индустрией майнинга биткоина использование биоразлагаемых материалов в качестве топлива для производства электроэнергии не является чем-то из ряда вон выходящим. Возможно, оно не обеспечит более значительного арбитража в паре с солнечной энергией, но инвестирование в эти энергетические альтернативы с выгодой остается лучшим.
Компания Generation Hemp только что заключила партнерство с Cryptic Solutions в попытке использовать коноплю в качестве биотоплива для работы оборудования для майнинга. Как сообщается в статье, председатель и генеральный директор Generation Hemp Гэри Эванс сказал:
«Мы решили, что идеальное место для запуска нашей первой «зеленой» операции по добыче биткоинов находится прямо у нас на заднем дворе. Мы находимся в промышленном парке в западном Кентукки с достаточным количеством недорогой электроэнергии и очень дружелюбной бизнес-средой».
Использование биоразлагаемых отходов с ферм для выработки электроэнергии для майнинга биткоина — это интересный способ экономически выгодно использовать отработанные материалы, которые могли бы стать источником загрязнения земли и воды, но вместо этого создают выбросы углекислого газа, когда эти ресурсы используются для добычи биткоина. Вполне вероятно, что использование таких биоотходов для майнинга биткоина будет иметь большее значение для общества, поскольку предотвратит проблемы со здоровьем, возникающие в результате загрязнения, чем выбросы углекислого газа, которые они создают. При этом
остается серьезной проблемой.
Можно ли добывать биткоин с помощью энергии ветра?
Срок службы ветряных турбин составляет 25 лет, поэтому с учетом технического обслуживания они более выгодны для майнинга биткоина, чем солнечная энергия.
Скорость ветра, плотность воздуха и площадь захвата служат напоминанием о том, что местоположение имеет решающее значение, когда речь идет о ветроэнергетике. Ограниченные пределом Бетца, инженеры изучают варианты конструкции, которые обеспечивают наилучшую оптимизацию эффективности ветровой турбины при одновременном снижении стоимости. Стандартными являются турбины с горизонтальной осью. Однако все большее распространение получают концепции безлопастных турбин, хотя их нельзя рассматривать как серьезных конкурентов.
Ветроэнергетические конструкции переживают ускоренное улучшение эффективности и мощности. Внедрение большего количества систем майнинга, работающих на энергии ветра, улучшит возобновляемую энергетику майнинга биткоина. Однако ветровая энергия страдает от той же участи, что и солнечная, и потребует батарей для восполнения дефицита в менее ветреные периоды. Кроме того, ее лучше всего масштабировать, добавляя энергию в сеть по распределенной модели.
Энергия ветра эффективна, неисчерпаема и доступна по цене. Энергия ветра является крупнейшим возобновляемым источником энергии в США и продолжает расти. Однако при отсутствии тщательного планирования ветроустановки создают шум и вызывают экологические проблемы.
Гидроэнергетика и майнинг биткоина?
Гидроэнергетика обладает самой высокой эффективностью извлечения (преобразования) энергии — до 90%, самой высокой среди возобновляемых источников энергии, самой надежной и имеет самый низкий углеродный след.
Alps Blockchain, итальянский стартап, является одной из компаний, которая развернула использование гидроэнергии для майнинга биткоина в Борго д’Анауния. Поскольку энергетическая компания с трудом покрывает свои расходы на обслуживание объекта, Alps Blockchain было легко приобрести более 40 современных ASIC-майнеров по более низкой цене и перепродавать вычислительную мощность по всему миру.
Гидроэнергетика стабильна и доступна. Она остается одним из самых ранних и наиболее распространенных источников энергии. На него приходится более 18% мирового производства электроэнергии, и это самый стабильный вариант майнинга, не требующий резервного копирования. Стоит отметить, что среди инженеров и ученых существует большое равнодушие при упоминании гидроэнергетики как возобновляемого источника энергии, учитывая ее воздействие на окружающую среду.
Балансировка нагрузки при использовании возобновляемых источников энергии
Стимулируемое сокращение нагрузки в периоды пикового спроса будет продолжаться в попытке сгладить потери. Участие шахтеров остается актуальным, но оптовые цены упали из-за дефляции стоимости солнечной энергии, вызванной ограниченным по времени предложением солнечной энергии, в результате чего коммунальные службы платят за солнечную энергию меньше.
Растущий рынок электромобилей и сеть биткоина предлагают выгодные альтернативы снижению стоимости солнечной энергии в отрасли. Солнечный майнинг биткоинов может в значительной степени снизить дефляцию стоимости солнечной энергии, уменьшая потребность в сокращении генерируемой энергии, в то же время высвобождая энергию во время пикового спроса, особенно при включении резервных источников, зависящих от сети.
Обмен энергией на большие расстояния
Сверхпроводящая коммерческая передача энергии постоянного тока (DC) позволит снизить значительные потери при реализации подводной передачи энергии на большие расстояния (включая межконтинентальный уровень). Использование высоковольтного постоянного тока зафиксировало как успехи, так и неудачи в этой амбициозной попытке. Недавний популярный проект — линия солнечной энергии Австралия-Сингапур (АСЕАН).
Ограниченные во времени солнечные и другие сезонные энергоресурсы с огромным изобилием могли бы обмениваться между регионами со схожими характеристиками, имеющими противоположные периоды доступности.
Важно отметить, что обмен энергией на большие расстояния представляет значительный риск для безопасности при использовании в качестве основного источника энергии, если принять во внимание техническое обслуживание и аварийные ситуации. Эти же системы имеют огромные преимущества при использовании в качестве резервного источника питания.
В качестве примера можно привести насосное водохранилище Дании и Норвегии, которое обеспечивает энергией Данию, когда нет ветра. Интересно, как горные водные ресурсы Норвегии дополняют высокие сезонные ветра Дании.
Увеличение объема хранилищ для оптимизации добычи солнечной энергии
Технологические усовершенствования помогли компенсировать обесценивание солнечной энергии, особенно батарей.
Децентрализованная природа биткоина делает выгодным добавление в сеть прерывистых источников питания, что делает ее выгодной для энергосистемы и инвесторов одновременно, сохраняя децентрализованную экосистему.
Масштабирование с помощью батарей стало лучшим выбором для майнеров, стремящихся получить полную отдачу от своих инвестиций. Blockstream и платежная фирма Block заключили партнерство с Tesla для строительства полностью автономного предприятия по добыче биткоина с использованием возобновляемых источников энергии. Это включает в себя установку 3,8 МВт солнечных панелей с четырьмя блоками батарей Tesla Megapack.
Постоянное повышение эффективности майнинга биткоина
Углеродный след Биткойна резко снижается, поскольку эффективность майнинга продолжает повышаться на 63% по сравнению с предыдущим годом. По данным Совета по майнингу биткоина, в течение следующих восьми лет ожидается шестикратное улучшение протокола биткоина и эффективности майнинга.
Заключительные размышления
Гибридная система возобновляемых источников энергии доказала большую эффективность в производстве электроэнергии, что может означать только большую прибыльность майнинга. При идеальном географическом положении гибридная система «солнце-ветер» является устойчивой.
Совместное воздействие технологического прогресса, государственных субсидий и гибридных возобновляемых систем может ускорить переход к «зеленой» энергетике. Использование методов балансировки энергии, свертывания и увеличения объемов хранения позволит снизить неэффективность расходования имеющейся энергии, поддержать усилия по борьбе с изменением климата и проложить путь к повышению прибыльности майнинга биткоина.
Это гостевая статья Джерри Усмана. Высказанные мнения являются полностью его собственными и не обязательно отражают точку зрения BTC Inc. или Bitcoin Magazine.