Et skifte til fornybar energi vil optimalisere Bitcoin-gruvedrift

Dette er en meningsredaksjon av Jerry Usman, en elektroingeniør og teknologiskribent.

Det gjøres fremskritt mot grønt Bitcoin gruvedrift? Absolutt! Til tross for de regulatoriske omveltningene, er det gjort rimelige fremskritt. Er Bitcoin grønn nå? Nei, men Bitcoins klimagassutslipp er i hvert fall ikke der de pleide å være. Ifølge Cambridge Bitcoin strømforbruksindeks, Bitcoins klimagassutslipp falt fra 59 metriske tonn karbondioksidekvivalenter i oktober 2021 til 48.88 tonn i dag.

Imidlertid har parlamentarikere nå blikket festet på konsensusmekanismen for bevis-på-arbeid og presser på for at bitcoin-gruvedrift skal bli grønt.

Det er et kjent faktum at Bitcoins økende energiforbruk har fått kritikk fra miljøvernere. Bitcoin-gruvearbeidere må overvinne de opprinnelige følelsene som ofte kastes mot nye teknologier som samfunnet i utgangspunktet virker ukomfortabelt med; tenk på Western Unions interne notat fra 1876: «Denne 'telefonen' har for mange mangler til å bli seriøst vurdert som et kommunikasjonsmiddel. Enheten har iboende ingen verdi for oss.» Følelsene har vært de samme. Man bør ikke bli overrasket når bitcoin blir en standard for fremtidige valutaer.

Noen kan ha forventet at Paris klimaavtale i 2015 ville anspore Bitcoin mot den mer bærekraftige veien for fornybar energi. Imidlertid bør man ikke bli overrasket over apatien til Bitcoins anklagere angående de positive gevinstene som er registrert med begrensning av karbondioksidutslipp.

Er solgruvedrift svaret på Bitcoin-energiproblemet? Delvis. Optimalisering av tilgjengelig energi og utvidelse av arbeidsmuligheter krever en flerdimensjonal tilnærming. Ulike strategier inkluderer lastbalansering, energibytte, hybridsystemer og ekstra batterilagring. Multiplikatoreffekten av økte statlige subsidier - en incentivisert innsats for å øke hastigheten på grønn energiadopsjon - kan ytterligere kutte kostnadene for solinstallasjon.

En generell oversikt over disse energiløsningene og deres bruk er gitt nedenfor.

Bitcoins globale strømforbruk

Bitcoin sin globalt strømforbruk står på 253 TWh, omtrent 0.15 % av det totale globale energiforbruket. Bitcoin-nettverket har oppnådd en mer grønn kraftmiks enn Tyskland.

I følge Bitcoin Mining Councils 2022 rapport, 59.5 % av den totale globale energien for bitcoin-gruvedrift kommer fra fornybare kilder, noe som er et godt tegn på fremgang. Rådet rapporterte videre en 46 % økning i effektivitet på årsbasis på grunn av økt gruveeffektivitet og forbedret halvlederteknologi.

La oss få en grov følelse av de nåværende kostnadene ved bitcoin-gruvedrift.

Hva er den gjennomsnittlige lønnsomheten til Bitcoin-gruvedrift?

Med den kraftige og populære bitcoin-gruvearbeideren Antminer S19 Pro, vurdert til 3250 watt, vil forbruke 78kWh daglig. Dette vil koste $7.80 per dag, med en hastighet på $0.10 per kWh, dette gir en tap på $0.11 XNUMX. Dette er ikke et godt scenario.

Kjølekostnader og en utladningsgrense på 50 % for litium-ion-batterier kan øke prisen ytterligere for å utvinne bitcoin på grunn av brukbar kapasitet. Imidlertid påvirkes lønnsomheten først og fremst av strømkostnader og vanskeligheter med gruvedrift. Med billig strøm forblir gruvedrift lønnsomt uavhengig av bitcoin-pris.

Solar mining og andre levedyktige hybrider gir utmerkede alternativer. Selv om et element av geografi og kapital ser ut til å være en fordel for gruvesuksess.

Det finnes ulike alternativer for å raskt spore den grønne energirevolusjonen med mange fordeler for bitcoin-gruvedrift. Potensialet er utrolig når vi ser på andre grønne energikilder, men la oss først få et glimt av solenergi.

Solenergi og gruvedrift

Solenergi er nå kalt "den billigste energikilden." Den utjevnede kostnaden for energiplasser vind og sol på land foran andre energikilder.

Som den energikilden med den raskeste veksten, leverer solenergi i dag rundt 3 % av verdens elektrisitet, som produserer null støyforurensning samtidig som den har høy skalerbarhet. I motsetning til relativt lite geotermisk energi har solenergi et verdensomspennende potensial.

Utplasseringen av solenergi i forbindelse med bitcoin-gruvedrift fortsetter å få tak blant gründere. Aspen Creek Digital Corp., et nytt bitcoin-gruveselskap, har begynt gruvedrift ved et 6 megawatt (MW) solcelledrevet anlegg i det vestlige Colorado midt i det nåværende bjørnemarkedet.

Vind og sol er imidlertid betydelig utnyttet i Texas, et blomstrende sted for bitcoin-gruvedrift.

I følge Shaun Connell, Executive VP of Power hos det Houston-baserte teknologiselskapet Lancium, "Du får denne perfekte overlappingen med både solkvalitet og vindhastighet i Vest-Texas."

Texas vil fortsette å spille en viktig rolle i det grønne energimarkedet. Kina er imidlertid fortsatt en global leder innen solenergiproduksjon og total installert kapasitet, og bidrar med 15.4 % av ikke-fossile brensler til sin energimiks med en mål på 33 % av 2025.

Fotovoltaiske paneler og solstrålingskonsentrerende speil blir i økende grad brukt til å utnytte solenergi ettersom teknologien fortsetter å utvikle seg.

Biomassedistribusjon i Bitcoin-gruvedrift

Biomasse utgjør ca 10 % av verdens energi, 5% av USAs primære forbruk og 1.4% av elektrisitet produsert i Canada. Hoveddelen av denne energien brukes til oppvarming og andre industrielle prosesser, som har betydelige miljøfordeler som strekker seg til å forbedre hygienen ved å resirkulere avfallsmaterialer og redusere klimagassutslipp.

I kappløpet mot en bærekraftig bitcoin-gruveindustri er det ikke malplassert å bruke biologisk nedbrytbare materialer som drivstoff for elektrisitetsproduksjon. Det gir kanskje ikke en mer betydelig arbitrage når den er sammenkoblet mot solenergi, men å investere i disse energialternativene fra en fordel er fortsatt det beste.

Generation Hemp har nettopp inngått samarbeid med Cryptic Solutions i et forsøk på å bruke hamp som biodrivstoff for å drive gruvemaskinvaren. Som rapportert i en artikkel, Generation Hemp styreformann og administrerende direktør Gary Evans sa:

"Vi bestemte oss for at det ideelle stedet å starte vår første grønne bitcoin-gruvedrift var rett i vår egen bakgård. Vi er lokalisert i en industripark i det vestlige Kentucky med rikelig med rimelig elektrisk tilgjengelighet og et veldig vennlig forretningsmiljø.»

Å bruke biologisk nedbrytbart avfall fra gårder for å generere elektrisitet for å utvinne bitcoin er en interessant måte å økonomisk distribuere ellers bortkastede materialer som kan være en kilde til land- og vannforurensning, men skaper i stedet karbondioksidutslipp når disse ressursene nå brukes til gruvebitcoin. Det er sannsynlig at bruk av denne typen bioavfallsmaterialer for bitcoin-gruvedrift vil være mer innflytelsesrik for samfunnet ved å forhindre helseproblemer som oppstår med forurensning enn karbondioksidutslippene de skaper. Når det er sagt, er skalerbarheten til disse løsningene fortsatt en betydelig bekymring.

Kan Bitcoin utvinnes med vindenergi?

Med 25 års levetid for vindturbiner er det mer givende for bitcoin-gruvedrift enn solenergi når vedlikehold vurderes.

Vindhastighet, lufttetthet og sveipet område er en påminnelse om at beliggenhet er avgjørende når det kommer til vindenergi. Begrenset av Betz-grense, har ingeniører undersøkt designalternativer som gir den beste optimaliseringen av vindturbineffektiviteten samtidig som kostnadene reduseres. Turbiner med horisontal akse er standard. Imidlertid vinner skovlløse turbinkonsepter terreng, selv om de ikke kan sees på som betydelige konkurrenter.

Vindkraftdesign opplever akselerert forbedring i designeffektivitet og kapasitet. Implementering av flere vinddrevne gruvesystemer vil forbedre den fornybare energimiksen av bitcoin-gruvedrift. Vindkraft lider imidlertid samme skjebne som solenergi og vil kreve batterier for mangler i perioder med mindre vind. Det er også best skalert ved å legge energi til nettet i en distribuert modell.

Vindenergi er effektiv, uuttømmelig og rimelig. Vindenergi er største fornybare kraftkilden i USA og vokser. Men hvis det ikke er nøye planlagt, skaper vindinstallasjoner støy og utgjør miljøhensyn.

Vannkraft og Bitcoin-gruvedrift?

Vannkraft har høyest energi utvinning (konvertering) effektivitet på opptil 90 %, den høyeste blant alternativene for fornybar energi, den mest pålitelige og opprettholder laveste karbonavtrykk.

Alps Blockchain, en italiensk oppstart, er et firma som har utplassert bruken av vannkraft for bitcoin gruvedrift i Borgo d'Anaunia. Med et energiselskap som sliter med å dekke kostnadene for vedlikehold av anlegget, var det enkelt for Alps Blockchain å kjøpe mer enn 40 toppmoderne ASIC-gruvearbeidere til en billigere pris og videreselge datakraften over hele verden.

Vannkraft er stabil og rimelig. Det er fortsatt en av de tidligste og mest vedtatte energikildene. Det står for over 18 % av verdens makt generasjon og er det mest stabile gruvealternativet som ikke krever sikkerhetskopiering. Det er verdt å merke seg at det eksisterer stor apati blant ingeniører og forskere når de omtaler vannkraft som fornybar, tatt i betraktning dens miljøpåvirkning.

Lastbalansering av fornybare alternativer

Incentivisert belastningsreduksjon i perioder med høy etterspørsel vil fortsette i et forsøk på å flate ut tapene. Gruvearbeidernes engasjement er fortsatt relevant, men engrosprisene har falt på grunn av solenergideflasjonen forårsaket av tidslåst tilførsel av solenergi, noe som har resultert i at verktøy betaler mindre for solenergi.

Det voksende markedet for elbiler og Bitcoin-nettverket tilbyr lønnsomme alternativer til industriens solenerginedgang. Solar bitcoin-gruvedrift kan redusere solverdideflasjon i stor grad, samtidig som behovet for generert energibegrensning reduseres, samtidig som det frigjøres strøm under høy etterspørsel, spesielt når nettavhengige sikkerhetskopier er inkorporert.

Langdistanse energibytte

Superledende kommersiell likestrøm (DC) kraftoverføring vil redusere betydelige tap ved realisering av langdistanse kraftoverføring under vann (inkludert interkontinentalt nivå). Høyspent DC-bruk har registrert både suksess og fiasko i dette ambisiøse forsøket. Et nylig populært prosjekt er Australian-Singapore (ASEAN) solkraftlinje.

Tidsbegrensede solenergi- og andre sesongbaserte energiressurser med enorm overflod kan byttes mellom regioner med lignende egenskaper som har motsatte tilgjengelighetsperioder.

Det er viktig å merke seg at langdistansebytte av energi utgjør en betydelig sikkerhetsrisiko når de brukes som en primær strømkilde hvis vedlikehold og nødsituasjoner tas i betraktning. De samme systemene har enorme fordeler når de brukes som reservekraft.

En illustrasjon er Danmarks og Norges lagring av pumpet vann, som gir energi til Danmark når det ikke er vind. Det er interessant hvordan Norges fjellrike vannressurser utfyller Danmarks høysesongvind.

Økt lagring for å optimalisere solenergiutvinning

Teknologiske forbedringer har bidratt til å kompensere for verdifall på solenergi, spesielt i batterier.

Bitcoins desentraliserte natur gjør det en fordel å ha intermitterende strømforsyninger lagt til nettverket, noe som gjør det lønnsomt for energinettet og investorer samtidig, samtidig som det opprettholder et desentralisert økosystem.

Batteriskalering har blitt det beste valget for gruvearbeidere som ønsker å høste fulle fordeler av investeringene sine. Blockstream og betalingsselskapet Block har inngått samarbeid med Tesla for å bygge et helt off-grid, bitcoin gruvedrift anlegget ved bruk av fornybar energi. Dette inkluderer utplassering av 3.8 MW solcellepaneler med fire Tesla Megapack-batterienheter.

Kontinuerlig økning i Bitcoin-gruvedriftseffektivitet

Bitcoins karbonavtrykk synker drastisk som gruveeffektivitet fortsetter å forbedre seg på en registrert 63% år-over-år basis. I følge Bitcoin Mining Council forventes en seks ganger forbedring med Bitcoin-protokollen og effektiviteten i gruvedrift innen de neste åtte årene.

Final Thoughts

Et hybrid fornybart energisystem har vist seg større effektivitet i elektrisitetsproduksjonen, noe som bare kan bety mer lønnsomhet for gruvedrift. Med perfekt geografi er sol-vind-hybridsystemet bærekraftig.

Den kombinerte effekten av teknologiske fremskritt, statlige subsidier og hybride fornybare systemer kan utløse overgangen til grønn energi i en rasende hastighet. Bruk av energibalanseringsteknikker, innskrenkning og økt lagring vil legge lokket på å redusere ineffektiviteten i å bruke tilgjengelig kraft, støtte innsatsen for å bekjempe klimaendringer og bane vei for større lønnsomhet i bitcoin-gruvedrift.

Dette er et gjesteinnlegg av Jerry Usman. Uttrykte meninger er helt deres egne og gjenspeiler ikke nødvendigvis meningene til BTC Inc. eller Bitcoin Magazine.