Messari報告：比特幣是如何改善環境的
發表於 2022-03-16 16:00 作者： 區塊鏈情報速遞pro
比特幣挖礦利用大量能源進行計算處理，這已經不是什么祕密。隨着對氣候危機的關注不斷上升，世界各地的各行各業正面臨着越來越大的壓力，以減少不可再生能源的消耗量和向大氣中的碳排放。比特幣網絡的能源使用很容易量化，讓它成爲一個很有吸引力的審視目標。事實上，沒有任何一個行業的能源使用量像比特幣網絡那樣透明和容易計算的。關於比特幣能源使用情況的爭論從它誕生之初就已經存在，至今仍在持續。與其被聳人聽聞的頭條新聞和批評其能耗的文章所淹沒，不如了解能源數據的實際分類。
根據 CoinShares 最近發布的關於比特幣挖礦網絡的報告，估計該網絡在 2021 年消耗了 82 太瓦時（TWh）的電力，比 2020 年增加了 9%。截至 2021 年 12 月，目前的年化用電量爲 89 太瓦時。從這個角度來看，比特幣網絡消耗了 2019 年全球總能耗的 0.05%，這實際上相當於全球能耗的一個四舍五入的錯誤。作爲比較，NYDIG 報告說，2020 年國內滾筒式幹燥機和數據中心分別使用了 108 太瓦時（0.07%）和 204 太瓦時（0.13%）。
CoinShares 還量化了用於爲網絡供電的能源來源，並將能源組合分爲以下幾類：煤炭、天然氣、水力、核能風能和其他（少量石油、太陽能的混合物，主要是地熱）。他們的研究結果表明，比特幣網絡消耗的能源有 39% 是可再生能源。
最後，CoinShares 估計，2021 年比特幣挖礦的碳排放量爲 41 公噸（MT）的二氧化碳。相比之下，黃金行業每年的排放量估計在 1 億至 1.45 億噸二氧化碳之間。Galaxy Digital 估計全球銀行系統在 2019 年使用了 264 太瓦時的能源。使用每千瓦時 492 克二氧化碳的全球平均碳強度，CoinShares 能夠將其換算爲每年 1.3 億噸的二氧化碳排放量。爲了解更多情況，據估計，全球航空業、海洋運輸業、空調、電風扇、數據中心和滾筒式幹燥機每年分別排放 1,982、1,503、984、100 和 53 公噸的二氧化碳，這些數據在下圖可見。
闲置和浪費的能源
比特幣的能源消耗與其他行業不同，它的核心可變輸入是電力。因此，比特幣礦工主要專注於獲取廉價的電力資源，以保持盈利能力，這讓他們與正常的電力用戶不同。出於這個原因，礦工們在世界各地尋找低效率的能源，尋找闲置和浪費的能源。他們是能源界的蜣螂，希望利用別人不愿意或不能使用的能源。由於比特幣挖礦不受地理位置的限制，礦工們可以靈活地去任何他們能找到能源和互聯網連接的地方。另一方面，正常的工業能源消費者被限制在靠近發達地區的能源，並且有適當的基礎設施來傳輸能源 —— 這在經濟上往往是不可行的，在技術上也不可能。
隨着礦工搬遷到電力資源利用不足且價格低廉的地區，他們自然會尋求創新的解決方案來獲得高效的能源生產。例如，礦工利用闲置能源的一個常見方法是通過集裝箱將礦機運送到提供能源的地方，類似於即插即用的設置。
運輸集裝箱內的工業比特幣挖礦數據中心
鑑於挖礦所提供的靈活性，比特幣礦工已經制定了一些战略，以利用幾種浪費和闲置的能源來源。本報告將對以下四種能源進行仔細研究：
闲置的天然氣
闲置的地熱能源
煤炭垃圾
回收的廢舊輪胎
石油和天然氣工業的闲置和浪費的能源
石油是現代工業世界的命脈。雖然它是最值得依賴的能源之一，但石油也是世界上最不受歡迎的行業之一。現實情況是，即使世界轉向使用可再生能源作爲主要的能源來源，也總是有使用石油的理由。石油被用於大多數塑料產品、服裝材料、電器、建築材料，以及最明顯的作爲運輸用汽油。石油部門的消費分爲以下幾類：運輸（66%），工業（28%），住宅（3%），商業（2%），和電力（1%）。獨立投資分析師和战略家 Lyn Alden 指出，當考慮未來的能源消費時，重要的是要記住，較新的能源在歷史上並沒有取代以前的能源。以前的能源通常保持平穩，甚至繼續增長，而較新的能源增長更快，變得更有優勢。
美國的石油和天然氣生產每天產生近 1200 萬桶原油，其中天然氣是副產品。天然氣是一種不可再生的能源，在全球範圍內用於取暖、烹飪和發電。由於石油鑽井地點通常位於偏遠地區，沒有管道和電力线基礎設施，天然氣經常被闲置，因爲它不能以經濟的方式進入市場。因此，石油公司被迫通過兩個過程中的一個來處理這些氣體。第一個是排放，這涉及到將氣體直接釋放到大氣中。當天然氣（主要是甲烷）被排放到大氣中時，它所造成的溫室效應是 100 年內二氧化碳的 30 倍以上，這導致許多州對排放天然氣的數量實施監管。由於將氣體直接排放到大氣中對環境極爲有害，大部分氣體最終通過被稱爲燃燒的第二個過程進行處理。燃燒包括用吊杆或煙囪收集不需要的氣體，並將其燃燒處理。當氣體在無風的情況下被燃燒時，99%的甲烷可以被燃燒，只剩下二氧化碳和水。然而，正常的大風條件下，平均燃燒效率降低到 68%。當風速達到 6 米/秒以上時，效率會急劇下降 10-15%，導致大量的甲烷泄漏到大氣中，甚至在燃燒時也是如此。
克魯索能源（Crusoe Energy）公司的一個油田在燃燒天然氣
燃燒不僅是防止甲烷進入大氣層的一個糟糕的解決方案，而且也是對能源的巨大浪費。該行業已經花費了數十億美元來尋找可能的解決方案，而一個不尋常的解決方案已經落在了他們的家門口。比特幣礦工已經想出了如何將闲置的天然氣貨幣化，並以一種對環境危害較小的方式來處置它。像克魯索能源和 Upstream DATA 這樣的公司已經出現，提供了一個解決方案，將比特幣採礦數據中心（在集裝箱內）與天然氣發動機配對，將浪費的能源貨幣化，並將其轉化爲有用的工作。天然氣也在受控環境內燃燒，防止任何甲烷泄漏到大氣中。這導致了比特幣礦工和主要的石油天然氣公司之間建立了許多合作關系，因爲他們开始使用這種新穎的解決方案來處理自 1859 年美國石油工業誕生以來一直困擾着他們的問題。
克魯索能源公司巴肯油田的比特幣挖礦數據中心
至少可以說，美國因燃燒而浪費的能源數量是巨大的。Coinshares 公司估計，美國每年有 69 太瓦時的電能浪費在燃燒中，這導致了 78 百萬噸二氧化碳當量（MtCO2e）的碳排放。換句話說，美國燃燒浪費的能源目前相當於全球比特幣網絡使用的能源的 78%。浪費的燃燒能源不僅可以被重新利用，爲比特幣網絡的很大一部分提供能量，而且還可以以減少碳排放的方式進行。
地熱能源
地熱能是來自地殼深處的熱量，可用於清潔發電。熱量來自分布在世界各地不同溫度和深度的熱水和蒸汽儲層。這些水庫通常通過火山、溫泉或間歇泉到達地面。最活躍的地熱資源分布在主要構造板塊的邊界上。因此，像冰島、薩爾瓦多、新西蘭、肯尼亞和菲律賓這樣的國家在電力消費方面嚴重依賴地熱。例如，冰島從地熱發電廠獲得的能源消耗總量的三分之一以上，這也佔了住宅供暖能源的 90%。與其他可再生能源相比，地熱的主要優勢在於它能夠提供全年的基荷電力，而無需依賴電池存儲或電網。
地熱能源最大的局限性在於，大多數已知的儲層都位於偏遠地區，遠離傳統的消費者。由於比特幣挖礦不受地點限制，礦工能夠利用這些未被充分利用和闲置的能源。這導致比特幣礦業公司，如 Genesis Mining 和 Bitfury，湧向冰島這樣的國家，尋找廉價、豐富的地熱能源。最近，薩爾瓦多總統 Nayib Bukele 开始嘗試使用國有地熱發電廠，利用其火山的能量進行比特幣挖礦。Bukele 總統的愿景是圍繞該國的地熱能源資源設計一個完整的比特幣挖礦中心。
薩爾瓦多的地熱電力設施
地熱能源的潛力是巨大的。有一項估計稱，只要地殼下 0.1% 的熱含量就能滿足人類 200 萬年的總能源需求。在全球範圍內，地熱能源的裝機容量一直在增加，在 2020 年達到 14 吉瓦。隨着地熱技術的不斷進步，地熱能源注定會在爲電網提供清潔、可再生能源方面發揮更大的作用。
廢煤
美國的煤礦开採遺留了大量的環境問題和負債，特別是在賓夕法尼亞州。煤炭垃圾是採煤留下的材料，導致 770 多個廢棄的煤炭垃圾堆。賓夕法尼亞州環境保護局已經確定，這些堆積物包含超過 2.2 億噸的煤炭垃圾。賓夕法尼亞州環境保護部承認，他們的數據庫並不完整，其他估計表明，煤炭垃圾的數量實際上是數十億噸。超過 8,300 英畝的土地被煤炭垃圾覆蓋，有些堆積物有數百英尺深。煤炭垃圾是賓夕法尼亞州最大的廢水污染物之一，因爲從煤堆中排出的酸性礦井水。酸性排放物含有鐵、錳、鋁以及其他金屬和材料，已經影響到超過 3300 英裏的河流。這導致溪流變成橙色，造成水污染並對水生生物產生負面影響。煤炭垃圾場也有很高的自燃概率，導致有毒空氣污染物和溫室氣體不受控制地排放到大氣中。早在 2021 年，賓州環保局報告了超過 45 個堆積物失控燃燒。煤炭垃圾堆對土地、水和空氣質量產生負面影響，從而對公衆健康和安全構成風險。
直到 20 世紀 80 年代末，還沒有可行的方法來清理煤礦留下的混亂。隨着循環流化牀（CFBs）的發明，有可能在廢煤發電廠燃燒煤炭垃圾作爲能源，同時實現較低的污染物排放。該工藝將石灰石與煤炭垃圾混合在一起，吸收硫磺，產生的灰燼可以被有效利用。
在過去的三十年裏，廢棄的煤電廠已經回收了大約 3700 英畝的土地，根據賓州環保局的數據，還剩下 9000 英畝。然而，這些廢舊煤電廠遇到了一個問題。他們在電網上不敵更便宜的能源。完全依靠電網的收入在經濟上是不可行的，特別是當電網甚至經常不需要發電廠的電力時，這就威脅發電廠到關門的地步。爲了讓環境清理工作繼續下去，需要一個新的和更有利可圖的收入來源，幸運的是，比特幣達到了這個目的。
Stronghold 數字礦業公司的成立是爲了繼續利用比特幣挖礦作爲經濟上維持運作的方法來進行煤炭垃圾清理。該公司將自己描述爲 21 世紀的加密貨幣礦工，在美國一些環境最被忽視的地區來彌補 19、20 世紀的煤炭开採的影響。他們的工藝消除了大部分有毒排放物，並產生有益的灰燼，可用於水泥和中和煤炭垃圾場的任何剩余酸性物質。他們的灰燼也被賓夕法尼亞州農業部列爲認證肥料，這意味着它足夠安全，可用於農作物。賓州環保局還與 Stronghold 密切合作，確定和處理任何需要立即關注的煤炭垃圾場。
煤炭垃圾發電廠，後面有比特幣挖礦拖車
在幫助清理這個環境災區的同時，Stronghold 還幫助穩定當地的能源網絡。Stronghold 是一家垂直整合的礦企。這意味着他們有自己的電力資產和數據中心，而且產生的電力從未離开過設施。唯一的例外是當該公司被要求在能源短缺時向電網提供能源。由於他們的業務能夠 24 小時不間斷地運行，Stronghold 能夠在一瞬間將電流從他們的礦工轉到電網上。如果一個典型的發電廠在離线的情況下被要求向電網提供電力，它可能需要 24 小時才能上线，而 Stronghold 可以立即採取行動。
廢舊輪胎
僅在美國，每年就有超過 3 億個廢舊輪胎產生。這相當於每天每秒鐘都有九個廢舊輪胎被扔掉。這個令人震驚的統計數字還沒有考慮到那些沒有通過輪胎制造商嚴格的安全標准報廢的輪胎，這幾乎相當於 10% 的產量損失。美國輪胎制造商協會在 2019 年報告稱，近 76%（低於 2013 年的 96%）的廢舊輪胎被回收爲橡膠改性瀝青、園林綠化用地膜和輪胎衍生燃料等產品，其余 14% 被送入垃圾填埋場。輪胎衍生燃料是一個花哨的術語，用於燃燒輪胎發電，它佔了「回收」輪胎的 49%。美國環境保護署（EPA）不認爲這個過程是一個回收過程，但它被接受，因爲它是一個比讓輪胎堆積在垃圾場更好的選擇。
雖然自 2013 年以來，產生的廢舊輪胎數量繼續平均每年增加 7%，但回收的廢舊輪胎總數卻平均每年減少 3%。此外，在美國的垃圾填埋場仍有 5600 萬條廢舊輪胎。顯然，在過去六年中，有關輪胎廢物問題的進展已經停滯。爲了繼續取得進展，需要新的、更可持續的、經濟上可行的市場來激勵廢舊輪胎的清理工作。
有一家公司在傳統的輪胎回收過程中進行了創新，那就是產品回收技術國際公司（PRTI）。PRTI 正在通過他們新發明的名爲 PRTI 熱力脫胎的工藝來改變廢舊輪胎的處理方式。這個過程允許 PRTI 通過一個近乎零廢物、對環境有幫助和收入積極的回收過程，將輪胎分解成有用的工業商品。該過程使用精心管理的溫度和壓力，將橡膠分解成油、碳、鋼和能源。除能源外，通過該過程產生的商品隨後被轉售。從回收過程中產生的能源使 PRTI 成爲一個自給自足的操作，利用電力來運行他們的回收操作，同時也爲內部的比特幣礦工提供動力。這實質上將 PRTI 變成了一個廢物變能源的比特幣挖礦。挖礦產生的額外收入也使得用卡車從更遠的地方運來的輪胎進行回收在經濟上是可行的。
PRTI 在北卡羅來納州弗蘭克林頓的設施
PRTI 工藝的模塊化設計使他們能夠輕松地擴大經營規模，並在世界各地建立新的基地，以便更接近廢舊輪胎的來源。他們在北卡羅來納州的一個工廠生產約 6.15 兆瓦的能源，大約相當於一個 20 英畝的太陽能發電場。
PRTI 還直接與輪胎制造商合作，卸載那些沒有通過制造和安全標准的輪胎。PRTI 計劃在美國再發展 171 家工廠，旨在將美國的垃圾轉化爲有價值的商品，消除對焚燒、掩埋和研磨輪胎的需求。
最後的思考
與全球能源消耗總量相比，比特幣挖礦消耗的能源微乎其微，其中超過三分之一的能源來自可再生能源。礦工們不是與傳統的能源消費者競爭，而是尋求廉價的能源，而這些能源往往被闲置或浪費了。許多公司已經开發出創新的方法來利用闲置或浪費的能源，同時也對環境留下積極的影響。例如，像克魯索能源公司、Stronghold 數字礦業公司和 PRTI 這樣的公司，經常被媒體歪曲，並因其一階效應（將二氧化碳釋放到大氣中）而受到批評，但卻忽視了其二階效應的重要性（通過減少有害的溫室氣體和防止土地、水和空氣質量進一步退化來提供環境友好服務）。
比特幣的能源消耗是令人難以置信的可量化，現在，它對環境的潛在積極影響也變得可量化了。有一天，比特幣有可能完全依靠可再生能源運作，但在那一天到來之前，比特幣礦工將繼續通過創新的解決方案尋找最便宜的電力來源，將未被充分利用或浪費的能源加入到比特幣的能源組合中。僅僅這些創新可能就足以讓一些人認爲比特幣的能耗是合理的，但最終，比特幣的合理性取決於人們是否認爲其能耗爲社會增加了價值。而到了最後，價值是一個主觀判斷。
標題：Messari報告：比特幣是如何改善環境的
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