Een verschuiving naar hernieuwbare energiebronnen zal de Bitcoin-mijnbouw optimaliseren

Dit is een opinieredactie van Jerry Usman, een elektrotechnisch ingenieur en technisch schrijver.

Wordt er vooruitgang geboekt richting groen? bitcoin mijnbouw? Absoluut! Ondanks de omwentelingen in de regelgeving is er redelijke vooruitgang geboekt. Is Bitcoin nu groen? Nee, maar de broeikasgasemissies van Bitcoin zijn in ieder geval niet meer waar ze waren. Volgens de Cambridge Bitcoin elektriciteitsverbruik index, daalde de uitstoot van broeikasgassen van Bitcoin van 59 ton koolstofdioxide-equivalent in oktober 2021 tot 48.88 ton vandaag.

Parlementariërs hebben nu echter hun blik gericht op het proof-of-work-consensusmechanisme en dringen erop aan dat bitcoin-mining groen wordt.

Het is een bekend feit dat het groeiende energieverbruik van Bitcoin kritiek heeft gekregen van milieuactivisten. Bitcoin-mijnwerkers moeten de oergevoelens overwinnen die vaak naar opkomende technologieën worden gesmeten waar de samenleving aanvankelijk ongemakkelijk mee lijkt; kijk eens naar de interne memo van Western Union uit 1876: “Deze 'telefoon' heeft te veel tekortkomingen om serieus als communicatiemiddel te worden beschouwd. Het apparaat is inherent van geen waarde voor ons.” De gevoelens zijn hetzelfde gebleven. Je moet niet verbaasd zijn als bitcoin een standaard wordt voor toekomstige valuta's.

Sommigen hadden misschien verwacht dat de Paris Climate Overeenkomst in 2015 zou Bitcoin aansporen naar het duurzamere pad van hernieuwbare energie. Men moet echter niet verrast zijn door de apathie van de beschuldigers van Bitcoin met betrekking tot de positieve winsten die zijn geboekt met de beperking van de uitstoot van kooldioxide.

Is zonne-mijnbouw het antwoord op het Bitcoin-energieprobleem? Gedeeltelijk. Het optimaliseren van beschikbare energie en het uitbreiden van werkmogelijkheden vraagt ​​om een ​​multidimensionale aanpak. Verschillende strategieën omvatten load balancing, energieswaps, hybride systemen en extra batterijopslag. Het multiplicatoreffect van verhoogde overheidssubsidies - een gestimuleerde inspanning om de acceptatie van groene energie te versnellen - zou de installatiekosten voor zonne-energie verder kunnen verlagen.

Hieronder vindt u een algemeen overzicht van deze energieoplossingen en hun toepassing.

Het wereldwijde stroomverbruik van Bitcoin

Bitcoin's wereldwijd stroomverbruik staat op 253 TWh, ongeveer 0.15% van het totale wereldwijde energieverbruik. Het Bitcoin-netwerk heeft een meer groene stroommix bereikt dan Duitsland.

Volgens de Bitcoin Mining Council's 2022 rapport, 59.5% van de totale wereldwijde energie voor bitcoin-mining komt uit hernieuwbare bronnen, wat een goed teken is van vooruitgang. De raad rapporteerde verder een toename van 46% in efficiëntie op jaarbasis als gevolg van verhoogde mijnbouwefficiëntie en verbeterde halfgeleidertechnologie.

Laten we een globaal beeld krijgen van de huidige kosten van bitcoin-mining.

Wat is de gemiddelde winstgevendheid van Bitcoin-mijnbouw?

Met de krachtige en populaire bitcoin-mijnwerker Antminer S19 Pro, met een vermogen van 3250 watt, is het zal dagelijks 78 kWh verbruiken. Dit kost $ 7.80 per dag, tegen een tarief van $ 0.10 per kWh, dit levert een verlies van $ 0.11. Dit is geen goed scenario.

Koelkosten en een ontlaadlimiet van 50% voor lithium-ionbatterijen kunnen de prijs voor het minen van bitcoin verder opdrijven vanwege de bruikbare capaciteit. De winstgevendheid wordt echter voornamelijk beïnvloed door elektriciteitskosten en mijnbouwproblemen. Met goedkope elektriciteit blijft mijnbouw winstgevend, ongeacht de bitcoin-prijs.

Zonne-mijnbouw en andere levensvatbare hybriden bieden uitstekende alternatieven. Hoewel een element van geografie en kapitaal een voordeel lijkt te zijn voor mijnsucces.

Er zijn verschillende opties om de groene energierevolutie te versnellen met tal van voordelen voor bitcoin-mining. Het potentieel is ongelooflijk als we kijken naar andere groene energiebronnen, maar laten we eerst een glimp opvangen van zonne-energie.

Zonne-energie en mijnbouwgroei

Zonne-energie wordt nu "de goedkoopste energiebron" genoemd. De genivelleerde kosten van energieplaatsen onshore wind en zon voorsprong op andere energiebronnen.

Als de energiebron met de snelste groeisnelheid, levert zonne-energie tegenwoordig ongeveer 3% van 's werelds elektriciteit, die geen geluidsoverlast veroorzaakt en tegelijkertijd een hoge schaalbaarheid bezit. In tegenstelling tot relatief schaarse geothermie heeft zonne-energie wereldwijd potentieel.

De inzet van zonne-energie in combinatie met bitcoin-mijnbouw blijft onder ondernemers aan populariteit winnen. Aspen Creek Digital Corp., een nieuw bitcoin-mijnbedrijf, is begonnen met mijnbouw in een 6 megawatt (MW) zonne-energiecentrale in het westen van Colorado te midden van de huidige bearmarkt.

Wind en zonne-energie worden echter aanzienlijk gebruikt in Texas, een bloeiende plaats voor bitcoin-mijnbouw.

Volgens Shaun Connell, Executive VP of Power bij het in Houston gevestigde technologiebedrijf Lancium: "Je krijgt deze perfecte overlap met zowel de zonkwaliteit als de windsnelheid in West Texas."

Texas zal een cruciale rol blijven spelen in de groene energiemarkt. China blijft echter een wereldleider in de productie van zonne-energie en de totale geïnstalleerde capaciteit, met een bijdrage van 15.4% van de niet-fossiele brandstoffen aan zijn energiemix met een doelstelling van 33% door 2025.

Fotovoltaïsche panelen en spiegels die de zonnestraling concentreren, worden steeds vaker gebruikt om zonne-energie te benutten naarmate de technologie vordert.

Biomassa-inzet in Bitcoin-mijnbouw

Biomassa is goed voor ongeveer 10% van de energie in de wereld, 5% van Amerikaanse primaire consumptie en 1.4% van de elektriciteit opgewekt in Canada. Het grootste deel van deze energie wordt gebruikt voor verwarming en andere industriële processen, wat aanzienlijke milieuvoordelen heeft die zich uitstrekken tot verbetering van de hygiëne door afvalmaterialen te recyclen en de uitstoot van broeikasgassen te verminderen.

In de race naar een duurzame bitcoin-mijnindustrie is het gebruik van biologisch afbreekbare materialen als brandstof voor elektriciteitsproductie niet misplaatst. Het biedt misschien geen significantere arbitrage wanneer het wordt gecombineerd met zonne-energie, maar investeren in deze energiealternatieven vanuit een voordeel blijft het beste.

Generation Hemp is zojuist een samenwerking aangegaan met Cryptic Solutions in een poging hennep als biobrandstof te gebruiken om zijn mijnbouwhardware te laten draaien. Zoals gemeld in een artikel, Generation Hemp voorzitter en CEO Gary Evans zei:

"We hebben besloten dat de ideale plek om onze eerste groene bitcoin-mijnbouwoperatie te starten, in onze eigen achtertuin was. We zijn gevestigd in een industriepark in het westen van Kentucky met voldoende goedkope elektrische beschikbaarheid en een zeer vriendelijke zakelijke omgeving.”

Het gebruik van biologisch afbreekbaar afval van boerderijen om elektriciteit op te wekken om bitcoin te ontginnen, is een interessante manier om economisch verspilde materialen in te zetten die een bron van land- en waterverontreiniging zouden kunnen zijn, maar in plaats daarvan creëert het koolstofdioxide-emissies wanneer deze bronnen nu worden gebruikt voor mining bitcoin. Het is waarschijnlijk dat het gebruik van dit soort bioafvalmaterialen voor bitcoin-mijnbouw meer impact zal hebben op de samenleving door gezondheidsproblemen te voorkomen die optreden bij besmetting dan de uitstoot van kooldioxide die ze creëren. Dat gezegd hebbende, blijft de schaalbaarheid van deze oplossingen een belangrijk punt van zorg.

Kan Bitcoin worden gedolven met windenergie?

Met een levensduur van 25 jaar voor windturbines is het meer lonend voor bitcoin-mining dan voor zonne-energie wanneer onderhoud wordt overwogen.

Windsnelheid, luchtdichtheid en geveegd gebied herinneren eraan dat locatie cruciaal is als het gaat om windenergie. Beperkt door de Betz-limiet, hebben ingenieurs ontwerpopties onderzocht die de beste optimalisatie van de efficiëntie van windturbines bieden en tegelijkertijd de kosten verlagen. Horizontale as turbines zijn standaard. Bladloze turbineconcepten winnen echter terrein, hoewel ze niet als significante concurrenten kunnen worden gezien.

Ontwerpen voor windenergie ervaren een versnelde verbetering van de ontwerpefficiëntie en capaciteit. Het implementeren van meer door wind aangedreven mijnbouwsystemen zal de mix van hernieuwbare energie van bitcoin-mijnbouw verbeteren. Windenergie ondergaat echter hetzelfde lot als zonne-energie en zal batterijen nodig hebben voor tekorten tijdens minder winderige periodes. Het kan ook het beste worden geschaald door energie aan het net toe te voegen in een gedistribueerd model.

Windenergie is efficiënt, onuitputtelijk en betaalbaar. Windenergie is de grootste hernieuwbare energiebron in de Verenigde Staten en groeit. Als ze echter niet zorgvuldig worden gepland, veroorzaken windinstallaties geluid en zorgen ze voor milieuproblemen.

Waterkracht en Bitcoin-mijnbouw?

Waterkracht heeft de hoogste energie extractie (conversie) efficiëntie tot 90%, de hoogste van de opties voor hernieuwbare energie, de meest betrouwbare en behoudt de laagste ecologische voetafdruk.

Alps Blockchain, een Italiaanse startup, is een bedrijf dat het gebruik van waterkracht heeft ingezet voor: bitcoin-mijnbouw in Borgo d'Anaunia. Met een energiebedrijf dat moeite had om de onderhoudskosten van zijn faciliteiten te dekken, was het voor Alps Blockchain gemakkelijk om meer dan 40 ultramoderne ASIC-mijnwerkers tegen een goedkoper tarief te kopen en de rekenkracht wereldwijd door te verkopen.

Waterkracht is stabiel en betaalbaar. Het blijft een van de vroegste en meest gebruikte energiebronnen. Het is goed voor meer dan 18% van de wereldmacht generatie en is de meest stabiele mijnoptie waarvoor geen back-ups nodig zijn. Het is vermeldenswaard dat er grote apathie bestaat onder ingenieurs en wetenschappers wanneer ze verwijzen naar waterkracht als hernieuwbaar, gezien de impact op het milieu.

Load Balancing van hernieuwbare opties

Gestimuleerde belastingvermindering tijdens piekperiodes zal worden voortgezet in een poging de verliezen af ​​te vlakken. De betrokkenheid van mijnwerkers blijft relevant, maar de groothandelsprijzen zijn gedaald als gevolg van de waardedaling van zonne-energie die wordt veroorzaakt door de tijdgebonden levering van zonne-energie, waardoor nutsbedrijven minder betalen voor zonne-energie.

De groeiende markt voor elektrische auto's en het Bitcoin-netwerk bieden winstgevende alternatieven voor de daling van de waarde van zonne-energie in de sector. Zonne-bitcoin-mijnbouw zou de deflatie van de zonnewaarde in grote mate kunnen verminderen, terwijl de behoefte aan inperking van opgewekte energie wordt verminderd, terwijl tegelijkertijd stroom wordt vrijgemaakt tijdens piekvraag, vooral wanneer netwerkafhankelijke back-ups zijn opgenomen.

Energieruil over lange afstand

Supergeleidende commerciële gelijkstroom (DC) krachtoverbrenging zal aanzienlijke verliezen verminderen bij het realiseren van lange afstand krachtoverbrenging onder water (inclusief intercontinentaal niveau). Het gebruik van gelijkstroom met hoog voltage heeft zowel succes als mislukking geregistreerd in deze ambitieuze poging. Een recent populair project is de Australisch-Singapore (ASEAN) zonne-energie lijn.

Tijdgebonden zonne- en andere seizoensgebonden energiebronnen met een enorme overvloed kunnen worden uitgewisseld tussen regio's met vergelijkbare kenmerken met tegengestelde beschikbaarheidsperioden.

Het is belangrijk op te merken dat langeafstands-energieswaps een aanzienlijk veiligheidsrisico vormen bij gebruik als primaire stroombron als rekening wordt gehouden met onderhoud en noodgevallen. Deze zelfde systemen hebben enorme voordelen wanneer ze worden gebruikt als back-upstroom.

Een illustratie is die van Denemarken en Noorwegen pompwater opslag, die Denemarken van energie voorziet als er geen wind is. Het is interessant hoe de bergachtige waterbronnen van Noorwegen de hoge seizoenswinden van Denemarken aanvullen.

Meer opslag om mijnbouw op zonne-energie te optimaliseren

Technologische verbeteringen hebben geholpen om de waardevermindering van zonne-energie te compenseren, vooral bij batterijen.

Het gedecentraliseerde karakter van Bitcoin maakt het een voordeel om intermitterende voedingen aan het netwerk toe te voegen, wat het tegelijkertijd winstgevend maakt voor het energienet en investeerders, terwijl ook een gedecentraliseerd ecosysteem behouden blijft.

Het opschalen van batterijen is de eerste keuze geworden voor mijnwerkers die de volledige voordelen van hun investeringen willen benutten. Blockstream en betalingsbedrijf Block werken samen met Tesla om een ​​volledig off-grid, bitcoin-mijnbouwfaciliteit gebruik van hernieuwbare energie. Dit omvat de inzet van 3.8 MW aan zonnepanelen met vier Tesla Megapack-batterijen.

Voortdurende toename van de efficiëntie van Bitcoin-mijnbouw

De ecologische voetafdruk van Bitcoin daalt drastisch als mijnbouw efficiëntie blijft verbeteren op een geregistreerde 63% jaar-op-jaarbasis. Volgens de Bitcoin Mining Council wordt binnen de komende acht jaar een zesvoudige verbetering verwacht met het Bitcoin-protocol en efficiëntie in de mijnbouw.

Conclusie

Een hybride systeem voor hernieuwbare energie heeft bewezen efficiënter te zijn in de elektriciteitsproductie, wat alleen maar meer winstgevendheid voor de mijnbouw kan betekenen. Met een perfecte geografie is het hybride zonne-windsysteem duurzaam.

De gecombineerde impact van technologische vooruitgang, overheidssubsidies en hybride hernieuwbare systemen kan de overgang naar groene energie in een razend tempo in gang zetten. Door gebruik te maken van technieken voor het balanceren van energie, inperking en meer opslag, wordt de inefficiëntie bij het besteden van beschikbare stroom beperkt, worden inspanningen ter bestrijding van klimaatverandering ondersteund en wordt de weg vrijgemaakt voor meer winstgevendheid in bitcoin-mijnbouw.

Dit is een gastpost van Jerry Usman. De geuite meningen zijn geheel van henzelf en komen niet noodzakelijk overeen met die van BTC Inc. of Bitcoin Magazine.