En övergång till förnybar energi kommer att optimera Bitcoin Mining

Detta är en opinionsledare av Jerry Usman, en elektroingenjör och teknikskribent.

Det görs framsteg mot grönt bitcoin gruv? Absolut! Trots omvälvningarna i regelverket har rimliga framsteg gjorts. Är Bitcoin grön nu? Nej, men Bitcoins utsläpp av växthusgaser är åtminstone inte där de brukade vara. Enligt Cambridge Bitcoin elförbrukningsindex, minskade Bitcoins utsläpp av växthusgaser från 59 ton koldioxidekvivalenter i oktober 2021 till 48.88 ton idag.

Men nu har parlamentariker blicken fäst vid konsensusmekanismen för bevis-på-arbete och driver på för att bitcoin-brytningen ska bli grön.

Det är ett känt faktum att Bitcoins växande energiförbrukning har väckt kritik från miljöpartister. Bitcoin-gruvarbetare måste övervinna de ursprungliga känslorna som ofta kastas mot framväxande teknologier som samhället från början verkar obekvämt med; överväg Western Unions interna memo från 1876: "Denna 'telefon' har för många brister för att seriöst kunna betraktas som ett kommunikationsmedel. Enheten har i sig inget värde för oss." Känslorna har förblivit desamma. Man bör inte bli förvånad när bitcoin blir en standard för framtida valutor.

Vissa kan ha förväntat sig att Paris klimatavtalet 2015 skulle sporra Bitcoin mot den mer hållbara vägen för förnybar energi. Man bör dock inte bli förvånad över apatin hos Bitcoins anklagare när det gäller de positiva vinsterna med dess begränsning av koldioxidutsläpp.

Är solar mining svaret på Bitcoins energiproblem? Delvis. Att optimera tillgänglig energi och utöka arbetsmöjligheterna kräver ett flerdimensionellt tillvägagångssätt. Olika strategier inkluderar lastbalansering, energibyten, hybridsystem och ytterligare batterilagring. Multiplikatoreffekten av ökade statliga subventioner – ett incitament för att påskynda införandet av grön energi – kan ytterligare minska kostnaderna för solenergiinstallation.

En allmän översikt över dessa energilösningar och deras användning ges nedan.

Bitcoins globala energiförbrukning

Bitcoin s global energiförbrukning ligger på 253 TWh, cirka 0.15 % av den totala globala energiförbrukningen. Bitcoin-nätverket har uppnått en mer grön kraftmix än Tyskland.

Enligt Bitcoin Mining Council's 2022 rapport, 59.5% av den totala bitcoin-brytningen global energi kommer från förnybara källor, vilket är ett gott tecken på framsteg. Rådet rapporterade vidare en 46% ökning av effektiviteten på årsbasis på grund av ökad gruveffektivitet och förbättrad halvledarteknologi.

Låt oss få en grov uppfattning om den nuvarande kostnaden för bitcoin-brytning.

Vad är den genomsnittliga lönsamheten för Bitcoin Mining?

Med den kraftfulla och populära bitcoin-gruvarbetaren Antminer S19 Pro, rankad till 3250 watt, kommer att förbruka 78kWh dagligen. Detta kommer att kosta $7.80 per dag, med en hastighet av $0.10 per kWh, detta ger en förlust på 0.11 XNUMX USD. Det här är inget bra scenario.

Kylningskostnad och en urladdningsgräns på 50 % för litiumjonbatterier kan ytterligare öka priset för att bryta bitcoin på grund av användbar kapacitet. Lönsamheten påverkas dock främst av elkostnader och gruvsvårigheter. Med billig el förblir gruvdrift lönsam oavsett bitcoinpris.

Solar mining och andra livskraftiga hybrider ger utmärkta alternativ. Även om ett inslag av geografi och kapital verkar vara en fördel för gruvframgång.

Det finns olika alternativ för att påskynda revolutionen av grön energi med många fördelar för bitcoin-brytning. Potentialen är otrolig när vi tittar på andra gröna energikällor, men låt oss först få en glimt av solenergi.

Solenergi och gruvtillväxt

Solenergi kallas nu "den billigaste energikällan." Den utjämnade kostnaden för energiplatser vind och sol på land före andra energikällor.

Som den energikälla med den snabbaste tillväxttakten försörjer solenergi idag runt 3 % av världens el, producerar noll bullerföroreningar samtidigt som de har hög skalbarhet. Till skillnad från relativt knappa geotermiska värmekällor har solenergi en global potential.

Utbyggnaden av solenergi i samband med bitcoin-brytning fortsätter att få dragkraft bland entreprenörer. Aspen Creek Digital Corp., ett nytt bitcoin-gruvföretag, har börjat bryta i en 6 megawatt (MW) solcellsdriven anläggning i västra Colorado mitt i den nuvarande björnmarknaden.

Men vind och sol utnyttjas avsevärt i Texas, en blomstrande plats för bitcoin-brytning.

Enligt Shaun Connell, Executive VP of Power på Houston-baserade teknikföretaget Lancium, "Du får denna perfekta överlappning med både solkvalitet och vindhastighet i västra Texas."

Texas kommer att fortsätta att spela en viktig roll på den gröna energimarknaden. Kina är dock fortfarande en global ledare inom solenergitillverkning och total installerad kapacitet, och bidrar med 15.4 % av de icke-fossila bränslena till sin energimix med en mål på 33% genom 2025.

Fotovoltaiska paneler och solstrålningskoncentrerade speglar används i allt högre grad för att utnyttja solenergi i takt med att tekniken fortsätter att utvecklas.

Biomassautbyggnad i Bitcoin-gruvdrift

Biomassa står för ca 10 % av världens energi, 5% av USA:s primärkonsumtion och 1.4% av el som produceras i Kanada. Huvuddelen av denna energi används för uppvärmning och andra industriella processer, vilket har betydande miljöfördelar som sträcker sig till att förbättra hygienen genom att återvinna avfallsmaterial och minska utsläppen av växthusgaser.

I kapplöpningen mot en hållbar bitcoin-gruvindustri är det inte på sin plats att använda biologiskt nedbrytbara material som bränsle för elproduktion. Det kanske inte ger ett mer betydande arbitrage när det paras mot solenergi, men att investera i dessa energialternativ från en fördel är fortfarande det bästa.

Generation Hemp samarbetade just med Cryptic Solutions i ett försök att använda hampa som biobränsle för att driva sin gruvhårdvara. Som rapporterats i en artikel, Generation Hemps ordförande och VD Gary Evans sa:

"Vi bestämde oss för att den idealiska platsen att starta vår första gruvdrift för gröna bitcoin var precis i vår egen bakgård. Vi är belägna i en industripark i västra Kentucky med riklig tillgång på el till låg kostnad och en mycket vänlig affärsmiljö.”

Att använda biologiskt nedbrytbart avfall från gårdar för att generera elektricitet för att bryta bitcoin är ett intressant sätt att ekonomiskt distribuera annars bortkastade material som kan vara en källa till mark- och vattenförorening, men skapar istället koldioxidutsläpp när dessa resurser nu används för gruvbitcoin. Det är troligt att användningen av dessa typer av bioavfallsmaterial för bitcoin-brytning kommer att vara mer påverkande för samhället genom att förhindra hälsoproblem som uppstår med kontaminering än de koldioxidutsläpp de skapar. Med detta sagt är skalbarheten av dessa lösningar fortfarande ett stort problem.

Kan Bitcoin brytas med vindenergi?

Med en livslängd på 25 år för vindkraftverk är det mer givande för bitcoin-brytning än solenergi när underhåll övervägs.

Vindhastighet, luftdensitet och svept område påminner om att läget är avgörande när det kommer till vindenergi. Begränsad av Betz gräns, har ingenjörer undersökt designalternativ som ger den bästa optimeringen av vindkraftverkseffektiviteten samtidigt som kostnaderna sänks. Turbiner med horisontella axlar är standard. Men skovellösa turbinkoncept vinner mark, även om de inte kan ses som betydande konkurrenter.

Vindkraftskonstruktioner upplever en accelererad förbättring av designeffektiviteten och kapacitet. Att implementera fler vinddrivna gruvsystem kommer att förbättra den förnybara energimixen av bitcoin-gruvdrift. Vindkraft lider dock samma öde som solenergi och kommer att kräva batterier för brister under mindre blåsiga perioder. Det är också bäst att skala genom att lägga till energi till nätet i en distribuerad modell.

Vindenergi är effektiv, outtömlig och prisvärd. Vindenergi är största förnybara kraftkällan i USA och växer. Men om de inte är noggrant planerade skapar vindinstallationer buller och utgör miljöproblem.

Vattenkraft och Bitcoin Mining?

Vattenkraft har högst energi utvinnings- (omvandlings-) effektivitet upp till 90 %, den högsta bland alternativen för förnybar energi, den mest pålitliga och den upprätthåller lägsta koldioxidavtryck.

Alps Blockchain, en italiensk startup, är ett företag som har implementerat användningen av vattenkraft för bitcoinbrytning i Borgo d'Anaunia. Med ett energiföretag som kämpade för att täcka sina anläggningsunderhållskostnader var det lätt för Alps Blockchain att köpa mer än 40 toppmoderna ASIC-gruvarbetare till en billigare takt och sälja datorkraften över hela världen.

Vattenkraften är stabil och prisvärd. Det är fortfarande en av de tidigaste och mest använda energikällorna. Det står för över 18 % av den globala makten generation och är det mest stabila gruvalternativet som inte kräver några säkerhetskopior. Det är värt att notera att det finns stor apati bland ingenjörer och vetenskapsmän när de hänvisar till vattenkraft som förnybar, med tanke på dess miljöpåverkan.

Lastbalansering av förnybara alternativ

Incitamenterade lastminskningar under perioder med hög efterfrågan kommer att fortsätta i ett försök att utjämna förlusterna. Gruvarbetarnas engagemang är fortfarande relevant, men grossistpriserna har sjunkit på grund av deflationen av solvärdet som orsakats av den tidslåsta tillgången på solenergi, vilket resulterat i att elbolag betalar mindre för solenergi.

Den växande marknaden för elbilar och Bitcoin-nätverket erbjuder lönsamma alternativ till branschens nedgång i solenergi. Bitcoin-brytning av solenergi kan minska deflationen av solvärdet i stor utsträckning samtidigt som behovet av genererad energiminskning minskar, samtidigt som det frigör ström under toppefterfrågan, särskilt när nätberoende backuper är inkorporerade.

Energibyte på långa avstånd

Superledande kommersiell likströmskraftöverföring (DC) kommer att minska betydande förluster vid realisering av långdistanskraftöverföring under vatten (inklusive interkontinental nivå). Användning av högspänningslikström har noterat både framgång och misslyckande i detta ambitiösa försök. Ett nyligen populärt projekt är Australien-Singapore (ASEAN) solkraftsledning.

Tidsbegränsade solenergiresurser och andra säsongsbetonade energiresurser med enormt överflöd skulle kunna bytas ut mellan regioner med liknande egenskaper med motsatta tillgänglighetsperioder.

Det är viktigt att notera att energibyten på långa avstånd utgör en betydande säkerhetsrisk när de används som primär kraftkälla om underhåll och nödsituationer beaktas. Samma system har enorma fördelar när de används som reservkraft.

En illustration är Danmarks och Norges lagring av pumpat vatten, som ger energi till Danmark när det inte blåser. Det är intressant hur Norges bergiga vattenresurser kompletterar Danmarks högsäsongsvindar.

Ökad lagring för att optimera solar mining

Teknologiska förbättringar har hjälpt till att kompensera för solenergins värdeminskning, särskilt i batterier.

Bitcoins decentraliserade karaktär gör det till en fördel att ha intermittent strömförsörjning till nätverket, vilket gör det lönsamt för energinätet och investerare samtidigt samtidigt som ett decentraliserat ekosystem upprätthålls.

Batteriskalning har blivit det bästa valet för gruvarbetare som vill dra full nytta av sina investeringar. Blockstream och betalningsföretaget Block har samarbetat med Tesla för att bygga ett helt off-grid, bitcoin gruvanläggning använda förnybar energi. Detta inkluderar utbyggnad av 3.8 MW solpaneler med fyra Tesla Megapack-batterienheter.

Kontinuerlig ökning av effektiviteten i Bitcoin-brytning

Bitcoins koldioxidavtryck minskar drastiskt gruveffektivitet fortsätter att förbättras med 63 % jämfört med föregående år. Enligt Bitcoin Mining Council förväntas en sexfaldig förbättring med Bitcoin-protokollet och effektiviteten inom gruvdrift inom de kommande åtta åren.

Avslutande tankar

Ett hybridsystem för förnybar energi har visat sig ökad effektivitet i elproduktionen, vilket bara kan innebära mer lönsamhet för gruvdrift. Med perfekt geografi är sol-vind-hybridsystemet hållbart.

Den kombinerade effekten av tekniska framsteg, statliga subventioner och hybrida förnybara system kan utlösa övergången till grön energi i en rasande hastighet. Att använda energibalanseringstekniker, inskränkning och ökad lagring kommer att lägga locket på att mildra ineffektiviteten i att förbruka tillgänglig kraft, stödja insatser för att bekämpa klimatförändringar och bana väg för större lönsamhet inom bitcoin-brytning.

Detta är ett gästinlägg av Jerry Usman. Åsikter som uttrycks är helt deras egna och återspeglar inte nödvändigtvis de från BTC Inc. eller Bitcoin Magazine.