นวัตกรรมสีเขียวในการขุดบิตคอยน์: การรีไซเคิลความร้อนจาก ASIC

แปลโดย : Gemini 2.5 Pro / credit : https://braiins.com/books/bitcoin-mining-handbook

นวัตกรรมสีเขียวในการขุดบิตคอยน์: การรีไซเคิลความร้อนจาก ASIC

เน้นกรณีการใช้งานคาร์บอนต่ำสำหรับการขุดบิตคอยน์ และเหตุผลที่เทคโนโลยีสะอาดจะมีบทบาทในวิวัฒนาการขั้นต่อไปของภาคการขุด

บทความนี้เขียนขึ้นโดยความร่วมมือกับ Magdalena Gronowska, ชาวบิตคอยน์ที่มีประสบการณ์ 10 ปีในตลาดพลังงานและคาร์บอน

การขุดบิตคอยน์เป็นอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานสูงมาก ดังนั้น นักขุดจึงปล่อยความร้อนออกมาในปริมาณมากซึ่งเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการแฮช ซึ่งโดยปกติแล้วจะถูกระบายออกสู่บรรยากาศ บริษัทขุดที่แข่งขันกันกำลังสำรวจวิธีต่างๆ ในการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่และนำไปใช้ประโยชน์เพื่อสร้างกระแสรายได้เพิ่มเติมและชดเชยค่าไฟฟ้า

การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ (Heat recovery) เป็นเทคโนโลยีคาร์บอนต่ำที่ครอบคลุมหลายภาคส่วนของเศรษฐกิจ ความร้อนระดับต่ำ—เช่น ความร้อนอุณหภูมิต่ำที่ปล่อยออกมาจากนักขุด—เป็นสิ่งจำเป็นในการทำความร้อนให้บ้านและอาคาร และในกระบวนการผลิตบางอย่าง (เช่น ในการผลิตอาหารและเครื่องดื่ม หรือการผลิตเยื่อกระดาษและกระดาษ) ความท้าทายหลักคือการหาวิธีที่มีประสิทธิภาพในการดักจับและถ่ายเทความร้อน พร้อมกับกรณีการใช้งานทางเศรษฐกิจที่สมเหตุสมผล

การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ให้ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม—มันช่วยชดเชยการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่เกี่ยวข้อง ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมที่มากขึ้นจะเกิดขึ้นหากไฟฟ้าสะอาดที่จ่ายพลังงานให้กับนักขุดมาแทนที่ความร้อนที่เกิดจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ตัวอย่างเช่น ในอดีต อุตสาหกรรมการเกษตรในอเมริกาเหนือใช้ถ่านหิน, น้ำมันเตา, โพรเพน หรือก๊าซธรรมชาติในระบบทำความร้อน

การประยุกต์ใช้การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่เป็นกรณีการใช้งานที่น่าสนใจสำหรับการขุดบิตคอยน์ เนื่องจากสามารถนำไปใช้ได้ทั้งในการขุดแบบรวมศูนย์และแบบกระจายอำนาจ การติดตั้งการขุดขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อกับแหล่งความต้องการความร้อนขนาดใหญ่ เช่น โรงงาน, เรือนกระจก หรือระบบทำความร้อนส่วนกลาง สามารถได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจในลักษณะเดียวกับที่นักขุดแบบกระจายอำนาจขนาดเล็กสามารถให้ความร้อนสำหรับพื้นที่และน้ำร้อนสำหรับที่อยู่อาศัยและอาคารพาณิชย์ได้

การใช้พลังงานเป็นค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่ใหญ่ที่สุดสำหรับกิจการขุด (เฉลี่ย 79% ของค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน) ซึ่งทำให้การขุดบิตคอยน์เป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่อ่อนไหวต่อราคาพลังงานมากที่สุดในโลก โรงงานขุดขนาดใหญ่มีอยู่ในสหรัฐอเมริกา, แคนาดา, ไอซ์แลนด์, จีน, รัสเซีย, คาซัคสถาน, จอร์เจีย และรัสเซีย โดยที่ตั้งเฉพาะของพวกเขาส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยจอกศักดิ์สิทธิ์ของอุตสาหกรรมการขุด: ราคาไฟฟ้าที่ต่ำ อย่างไรก็ตาม นักขุดที่มีนวัตกรรมโดดเด่นไม่กี่รายได้ค้นพบวิธีแบ่งปันค่าไฟฟ้าของตนกับธุรกิจอื่นที่ดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องกัน

ในบทความนี้ เราจะพิจารณา 5 โครงการขุดที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยการนำความร้อนที่ผลิตโดย ASIC ของพวกเขากลับมาใช้ใหม่ โครงการเหล่านี้เป็นหมุดหมายสำคัญในการสร้างความเป็นไปได้และเศรษฐศาสตร์ของการขุดบิตคอยน์สีเขียว

แคนาดา - MINTGREEN

การขุดบิตคอยน์กำลังทำให้น้ำทะเลเดือดอย่างแท้จริงในการประยุกต์ใช้การนำความร้อนกลับมาใช้อย่างมีนวัตกรรมบนเกาะแวนคูเวอร์ ประเทศแคนาดา แต่นี่ห่างไกลจากภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อมที่ผู้คัดค้านบิตคอยน์ประณาม—มันคือเทคโนโลยีการขุดสีเขียวยุคถัดไป

กุญแจสำคัญสู่โมเดลการขุดที่ยั่งยืนของ MintGreen คือการใช้พลังงานสองครั้ง ครั้งแรกเพื่อขุดบิตคอยน์ และจากนั้นเพื่อให้ความร้อนสำหรับอุตสาหกรรมที่ไม่มีคาร์บอน ระบบเหล่านี้สร้างภาระความร้อนที่ต่อเนื่องและคาดการณ์ได้ตลอดทั้งปี ซึ่งขายผ่านข้อตกลงซื้อขายความร้อน

ความร่วมมือทางการค้าระหว่าง MintGreen กับ Vancouver Island Sea Salt ใช้ระบบการขุดแบบแช่ของเหลวเพื่อทำความร้อนให้กับถังระเหยขนาดใหญ่เพื่อผลิตเกล็ดเกลือรสเลิศ สถานที่ที่สองของพวกเขาที่โรงกลั่น Shelter Point ใช้ความร้อนจากการขุดในกระบวนการหมัก (mash process) เพื่อทำวิสกี้ เกลือและวิสกี้—การผสมผสานที่ลงตัวสำหรับผู้ที่ชื่นชอบคริปโตและเนื้อสัตว์

สวีเดน - เรือนกระจกของ GENESIS MINING

โครงการนำร่องนี้ให้ความหมายใหม่แก่การขุดบิตคอยน์ "สีเขียว" Genesis Mining ได้ร่วมมือกับองค์กรภาครัฐและเอกชนหลายแห่งในสวีเดนเพื่อพัฒนาตู้คอนเทนเนอร์สำหรับขุดที่มีระบบไหลเวียนอากาศพิเศษซึ่งนำความร้อนเหลือทิ้งไปยังเรือนกระจกใกล้เคียงที่ปลูกผักและผลไม้ นักวิจัยคาดการณ์ว่าหากตู้คอนเทนเนอร์ขุดของ Genesis ขนาด 600kW สามารถเพิ่มอุณหภูมิในเรือนกระจกได้เพียง 20 องศา ขนาดของเรือนกระจกจะสามารถใหญ่ขึ้นสามเท่าได้ในสภาพอากาศแบบกึ่งอาร์กติก

"ศูนย์ข้อมูลขนาด 1 MW จะมีความสามารถในการเสริมสร้างความพอเพียงในระดับท้องถิ่นได้ถึง 8% ด้วยผลิตภัณฑ์ที่สามารถแข่งขันในตลาดได้"

— Mattias Vesterlund, นักวิจัยอาวุโสที่ RISE (สถาบันวิจัยแห่งสวีเดน)

แม้ว่าโครงการจะยังอยู่ในระยะเริ่มต้น แต่ Genesis วางแผนที่จะขยายผลนี้ไปยังกิจการขุดอื่นๆ ทั่วโลกในอนาคต ซึ่งส่วนใหญ่ใช้พลังงานหมุนเวียน กรณีการใช้งานนี้สามารถทำซ้ำได้โดยนักขุดรายอื่นในพืชผลทางการเกษตรที่หลากหลาย ตั้งแต่ผักและผลไม้ ไปจนถึงการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ, แมลง และการเพาะเลี้ยงสาหร่าย

เนเธอร์แลนด์ - GREENMINE CONTAINER

มีการสำรวจโครงการอุตสาหกรรม (industrial symbiosis) หลายโครงการระหว่างนักขุดและเรือนกระจกในยุโรป ในเนเธอร์แลนด์ ฟาร์มมะเขือเทศในเรือนกระจกกำลังตั้งอยู่ร่วมกับตู้คอนเทนเนอร์ขุดที่ระบายความร้อนด้วยของเหลว GreenMine Container นี้ขุดสกุลเงินดิจิทัลและส่งความร้อนที่ได้ไปยังเรือนกระจกที่อยู่ติดกัน ความร้อนจากเครื่องขุดจะถูกกำจัดอย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้น้ำมันที่ไม่กัดกร่อน, ถ่ายเทผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และแปลงเป็นน้ำร้อนที่ให้ความร้อนแก่เรือนกระจก

คุณสมบัติสำคัญที่ควรทราบคือโซลูชันประเภทนี้สามารถขยายขนาดได้ง่ายมาก ตู้คอนเทนเนอร์ถูกผลิตขึ้นล่วงหน้าในรูปแบบที่เป็นมาตรฐานและสามารถขนส่งและติดตั้งข้างเรือนกระจก, อาคารพาณิชย์ หรือสิ่งอำนวยความสะดวกอื่นๆ ที่ต้องการความร้อนระดับต่ำได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่กิจการขุดระดับองค์กรเติบโตขึ้นเรื่อยๆ ผู้ประกอบการขุดขนาดเล็กจะเสียเปรียบในการแข่งขันเพราะไม่สามารถใช้ประโยชน์จากการประหยัดต่อขนาดได้ ตู้คอนเทนเนอร์ขุดแบบโมดูลาร์และเคลื่อนที่ได้ช่วยให้ผู้ประกอบการขนาดเล็กสามารถแข่งขันกับผู้เล่นรายใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการปรับปรุงความสามารถในการทำกำไรทางเศรษฐกิจผ่านการตั้งอยู่ร่วมกับแหล่งความต้องการความร้อน

การขุดที่ยั่งยืนและการผลิตอาหาร: การจับคู่ทางวิศวกรรมที่ลงตัว

การสร้างกำลังการขุดทั่วโลกมีความหมายกว้างไกลกว่าการเพิ่มขีดความสามารถในการผลิตภายในประเทศ เช่นเดียวกับที่การขุดสามารถปรับปรุงเศรษฐศาสตร์ของพลังงานหมุนเวียนและโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานอื่นๆ ในที่ที่ปัจจุบันยังไม่สามารถทำได้ เช่น ชุมชนที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับกริดหรือแหล่งพลังงานที่ถูกทิ้งร้าง, การขุดยังสามารถปรับปรุงเศรษฐศาสตร์ของการผลิตอาหารได้เช่นกัน

การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่เพื่อการผลิตอาหารสามารถให้ประโยชน์ต่อสังคมในวงกว้าง—มันสามารถช่วยแก้ไขปัญหาความไม่มั่นคงทางอาหารและความไม่น่าเชื่อถือภายในประเทศได้ ความไม่มั่นคงทางอาหารเลวร้ายลงอย่างไม่สมส่วนในภูมิภาคทางตอนเหนือ เช่น แคนาดาและอลาสก้า ซึ่งผักและผลไม้ส่วนใหญ่ถูกนำเข้า ส่งผลให้มีคุณค่าทางโภชนาการต่ำลงและอาหารเน่าเสียมากขึ้น การตั้งเครื่องขุดร่วมกับผู้ผลิตอาหารสามารถปรับปรุงเศรษฐศาสตร์ของการจัดหาอาหารสดได้ตลอดทั้งปี นอกเหนือจากกิจการเรือนกระจกขนาดใหญ่ที่เน้นในสองตัวอย่างข้างต้น การทำฟาร์มในตู้คอนเทนเนอร์โดยใช้ไฮโดรโปนิกส์ (เทคนิคการทำฟาร์มที่ปลูกพืชในสารละลายของน้ำและสารอาหารโดยไม่ใช้ดิน) ก็เหมาะสมอย่างยิ่งกับฟาร์มขุดแบบตู้คอนเทนเนอร์ที่อยู่ห่างไกลหรือกระจายตัวมากขึ้น เนื่องจากระบบเหล่านี้มีความเป็นโมดูลาร์, เคลื่อนที่ได้ และวางซ้อนกันได้เช่นเดียวกัน

รัฐบาลมักให้เงินอุดหนุนการเข้าถึงอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการสำหรับพลเมืองของตน อย่างไรก็ตาม มีเหตุผลทางเศรษฐกิจที่จะมุ่งเป้าไปที่วิธีการผลิตอาหารที่ยั่งยืนและพึ่งพาตนเองได้มากขึ้นแทนที่จะเป็นการอุดหนุนอย่างต่อเนื่อง ประเทศที่คิดไปข้างหน้าอย่างสวีเดนกำลังตระหนักถึงโอกาสในการบรรลุผลประโยชน์ร่วมกันทางอุตสาหกรรมระหว่างสองอุตสาหกรรมที่แตกต่างกันมาก

ฝรั่งเศส - SATO จาก WISEMINING

เพิ่งประกาศไปเมื่อต้นเดือนกุมภาพันธ์นี้ WiseMining เป็นโครงการระยะเริ่มต้นจาก WisElement ซึ่งเป็นสตาร์ทอัพของฝรั่งเศสที่ทำงานเกี่ยวกับการสร้างโซลูชันเพื่อลดการใช้พลังงานของอาคาร WiseMining ได้พัฒนาหม้อต้มน้ำบิตคอยน์ซึ่งแฮชบอร์ดของ ASIC (ซึ่งมีชิปที่ทำการคำนวณแฮชสำหรับการขุดจริง) จะถูกถอดออกจาก "กล่องรองเท้า" โลหะปกติและวางลงในภาชนะที่กำหนดเองใต้หม้อต้มน้ำโดยตรง การติดตั้งประเภทนี้มีข้อดีหลายประการ ซึ่งจะอธิบายเพิ่มเติมในส่วนถัดไป

แนวคิดเรื่องหม้อต้มน้ำที่ใช้ ASIC ในการผลิตความร้อนมีมานานหลายปีแล้วและในทางทฤษฎีค่อนข้างง่าย แต่พิสูจน์แล้วว่านำไปปฏิบัติได้ยาก การเพิ่มฮาร์ดแวร์ขุดและส่วนประกอบเสริมเข้าไปในระบบหม้อต้มน้ำทำให้ต้นทุนเริ่มต้นสูงขึ้นเมื่อเทียบกับเครื่องทำน้ำอุ่นแบบดั้งเดิม และอาจเพิ่มความซับซ้อนในการใช้งานและบำรุงรักษา

จากต้นแบบ Sato ของ WiseMining เราคิดว่ามีศักยภาพที่แอปพลิเคชันนี้จะสามารถใช้งานได้จริง อย่างไรก็ตาม สำหรับชาวบิตคอยน์บางคน โอกาสในการทำความร้อนให้บ้านด้วยเครื่องขุดอาจคุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม แม้ว่ารายได้จากการขุดจะไม่สามารถคืนทุนเริ่มต้นได้ทั้งหมดก็ตาม

สหรัฐอเมริกา - อ่างน้ำร้อน SPA-256

บทความนี้จะไม่สมบูรณ์หากไม่มีกรณีการใช้งานสนุกๆ ที่เป็นแรงบันดาลใจดั้งเดิม: SPA-256 โดย Jesse Peltan Jesse จัดเรียง ASIC ของเขาในอ่างน้ำมัน คล้ายกับแฮชบอร์ดในต้นแบบของ WiseMining, โครงการนำร่องของ MintGreen หรือ GreenMine Container ความร้อนที่ของเหลวดูดซับจะถูกถ่ายเทไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบของเหลวต่อของเหลว ซึ่งสามารถใช้ทำความร้อนให้กับสปาได้

การระบายความร้อนแบบแช่ (Immersion cooling) มีประโยชน์สำคัญหลายประการ:

• ASIC ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการระบายความร้อนด้วยอากาศ เนื่องจากไม่จำเป็นต้องเปิดพัดลมเพื่อเป่าลมร้อนออกไป

• มีความเสี่ยงที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไปน้อยกว่ามาก ดังนั้น ASIC จึงสามารถโอเวอร์คล็อกได้อย่างปลอดภัยมากขึ้นเพื่อเพิ่ม hashrate

• การระบายความร้อนแบบแช่มีศักยภาพที่จะยืดอายุการใช้งานของชิปแฮชซิลิคอน เนื่องจากมันทำให้เย็นลงอย่างมีประสิทธิภาพมากกว่า

• ในขณะที่ ASIC ปกติจะดังมาก แต่เมื่อแช่อยู่ในของเหลวจะเงียบสนิท

ของเหลวทำความเย็นมีความหนาแน่นของความร้อนสูงกว่าอากาศมาก (>1000 เท่า) ซึ่งหมายความว่ามันสามารถดูดซับความร้อนที่ปล่อยออกมาจาก ASIC ได้มากขึ้นและถ่ายเทความร้อนผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

นี่เป็นงานวิศวกรรมที่ยอดเยี่ยมอย่างแท้จริงและอาจเป็นวิธีการเก็บ satoshi ที่ผ่อนคลายที่สุดเท่าที่เราเคยเห็นมา

GREEN MINING ในยุคถัดไป

กรณีการใช้งานเชิงนวัตกรรมสำหรับการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ที่เราได้อธิบายไว้ในบทความนี้เป็นเพียงหนึ่งในหลายวิธีที่สามารถลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของบิตคอยน์ได้ สิ่งที่น่าตื่นเต้นเป็นพิเศษคือแอปพลิเคชันเหล่านี้อยู่ในผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจของนักขุดเอง เนื่องจากมันแปลงสิ่งที่มิฉะนั้นจะเป็นของเสีย (ความร้อน) ให้เป็นสิ่งที่มีประโยชน์

ในขณะที่อุตสาหกรรมการขุดยังคงพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เราคาดว่าการประยุกต์ใช้การนำความร้อนกลับมาใช้อย่างมีนวัตกรรม เช่นที่นำเสนอข้างต้น จะกลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้น—และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออัตรากำไรสูงที่นักขุดได้รับในช่วงตลาดกระทิงนี้หดตัวลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้และการแข่งขันรุนแรงขึ้น

การกำหนดราคาคาร์บอนและนโยบายเสริมที่ส่งเสริมการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่และโครงการทำความร้อนส่วนกลางจะยิ่งจูงใจให้นักขุด "ลอง" ทำเทคโนโลยีสะอาดมากขึ้น หลายประเทศให้เงินทุนจากภาครัฐจำนวนมากสำหรับอุปกรณ์คาร์บอนต่ำหรือประหยัดพลังงานในภาคการผลิตหรือภาคเกษตรกรรม ฉันเห็นอนาคตของโครงการนำร่องในภาคการขุดบิตคอยน์ที่สำรวจระบบบูรณาการเต็มรูปแบบซึ่งความร้อน, คาร์บอนไดออกไซด์ และการปล่อยมลพิษทางอากาศอื่นๆ จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อผลิตอาหาร, ยา หรือชีวมวลที่ปลูกขึ้นเพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ ดังที่กำลังมีการนำร่องในอุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้าในปัจจุบัน บริษัทที่ชาญฉลาดจะใช้ประโยชน์จากเงินทุนของรัฐบาลหลายล้านดอลลาร์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับกระแสรายได้หลายช่องทาง