پنچ منبع انرژی الکتریکی پاک برای استفاده در صنعت ماینینگ

در زمان ماینینگ(Mining) بیت‌کوین(Bitcoin) و یا هر ارز دیجیتالی دیگری هدف حفظ هزینه‌های بهره‌برداری و انرژی در سطح کمینه است تا از حداکثر بازدهی اطمینان حاصل شود.

تا همین اواخر، به منظور بهینه‌سازی هزینه‌های انرژی کسب و کارهای ماینینگ زیادی به چین منتقل می‌شدند چراکه چین دارای انرژی الکتریکی ارزان بوده و به آن یارانه داده می‌شود. با این وجود اغلب الکتریسیته‌ی این تجهیزات توسط نیروگاه‌های برق ذغال سنگی تامین می‌شود و همه می‌دانیم که این موضوع برای محیط زیست زیان بار است.

در همین حال بعضی افراد معتقدند که ما باید به دنبال کند و آهسته کردن عصر بلاکچین باشیم، صنعت تکنولوژی‌های مفید بسیاری را ایجاد کرده است و در نتیجه باید توسط روش‌های پایدار، تشویق به رشد شوند. تکنولوژی غیر متمرکز پتانسیل حل مشکلات امنیتی بی‌شمار، افزایش عدالت در بازار و کاهش فساد در سراسر جهان را داراست.

راه حل محدود کردن صنعت ماینینگ بیت‌کوین نیست بلکه استفاده از مزایای نوآوری انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر است.

در صنعت ماینینگ می‌توان (باید) به منظور کمک به رشد پایدار این صنعت از مزایای پنج تکنولوژی انرژی تجدیدپذیر که در ادامه می‌خوانیم استفاده نماییم.

1 زمین‌گرمایی

انرژی زمین‌گرمایی(Geothermal) یک منبع کامل انرژی تجدیدپذیر است، چرا که این انرژی از گرمای ذخیره شده در درون زمین حاصل می‌شود. یکی از ویژگی‌هایی که باعث می‌شود زمین یک سیاره‌ی ایده‌آل به منظور سکونت باشد، هسته‌ی مذاب آهنی آن است. این هسته‌ی آهنی مگنتوسفر(magnetosphere) را بوجود آورده که از ما در مقابل تشعشعات مضر و دیگر تهدیدات فضایی محافظت کرده و نیز گرمایی تولید می‌کند که ما می‌توانیم آن را به الکتریسیته تبدیل نماییم.

مکان‌هایی همانند ایسلند که در آن فعالیت‌های آتشفشانی گرما را به سطح زمین نزدیک‌تر می‌کند، به ما اجازه می‌دهد تا بدون این‌که بر محیط زیست تاثیر بگذاریم به مقدار قابل قبولی از این انرژی استفاده کنیم. انرژی زمین‌گرمایی بدلیل عدم وابستگی به جوانب ذاتی غیر قابل پیش‌بینی، خروجی با ثبات‌تری را نسبت به سایر فن‌آوری‌های انرژی تجدید‌پذیر همانند باد و نور خورشید فرآهم می‌آورد. بعلاوه، انرژی زمین‌گرمایی با ظرفیت جهانی 12894 مگاوات، بسیار فراوان است.

یکی از معایب اصلی انرژی زمین‌گرمایی محدود بودن آن به مناطقی با ضخامت کم در مرز صفحات تکنونیکی(tectonic plate) زمین است. در نتیجه، حفاری و اکتشاف برای انرژی زمین‌گرمایی بسیار گران است. با این حال، پیشرفت‌های اخیر تکنولوژی محدوده و اندازه‌ی منابع زمین‌گرمایی را گسترش داده است. در نتیجه، هزینه‌ی تولید انرژی زمین‌گرمایی در 20 سال گذشته 25 درصد کاهش داشته است، هم‌اکنون هزینه‌ی انرژی زمین‌گرمایی 6 الی8 سنت بر هر کیلووات ساعت است.

2 انرژی خورشیدی

در بین تمامی انواع انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی خورشیدی(Solar Power) به شکل وسیع‌تری مورد استفاده قرار می‌گیرد. پنل‌های خورشیدی از تابش تشعشعات خورشید به منظور تولید الکتریسیته استفاده می‌کنند و تولید انرژی پاک در هر مکانی که نور خورشید کافی وجود دارد امکان پذیر ساخته است. هزینه‌ی تولید انرژی خورشیدی از سال 2013 بیش از 60 درصد کاهش یافته است و در حقیقت در بسیاری از مناطق با هزینه‌ی شبکه‌ی برق برابری می‌کند. هزینه‌ی انرژی خورشیدی در مقیاس تجاری هم‌اکنون 0.07 دلار بر هر کیلووات ساعت است و انرژی خورشیدی در مقیاس شبکه‌ی برق 0.06 دلار بر هر کیلووات ساعت است. کل ظرفیت انرژی خورشیدی نصب شده به 302 گیگاوات رسیده است، که تقریبا 1.3-1.8 درصد از کل تقاضای الکتریسیته جهان را شامل می‌شود. پیش‌بینی می‌شود که این رقم تا سال 2020 به 500 گیگاوات برسد. همچنین کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که تا سال 2050، انرژی خورشیدی بزرگترین منبع برق در جهان خواهد بود.

یکی از دلایل مطلوب بودن انرژی خورشیدی، آسان بودن نصب و تعمیر و نگهداری آن است. با این وجود، خروجی پنل خورشیدی تحت تاثیر عوامل آب و هوا و آلودگی است، در شرایط آب و هوایی ابری خروجی الکتریسیته‌ی خورشیدی 40 درصد یا بیشتر می‌تواند کاهش داشته باشد. خروجی الکتریسیته همچنین در طول سال با تغییر مسیر حرکت خورشید تغییر می‌کند. اصولا در فصل تابستان الکتریسیته‌ی بیشتری تولید می‌شود.

بازدهی پنل‌های خورشیدی توسط بخشی از انرژی خورشیدی که پنل‌های خورشیدی قادر به تبدیل آن به انرژی مفید الکتریسیته هستند اندازه‌گیری می‌شود. در بیشتر موارد سطح بازدهی پنل‌های خورشیدی از 14 درصد الی 23 درصد متغیر است.

عیب دیگر انرژی خورشیدی توقف خروجی الکتریسیته در هنگام شب است. این مشکل را می‌توان با تغذیه‌ی توان بیشتر در طول روز به شبکه جبران نمود. از آنجایی که این روش مصارف شب هنگام را جبران می‌کند، به عنوان «نیروگاه مجازی» شناخته می‌شود. تولید‌کنندگان انرژی خورشیدی و مشترکینی که این کار را انجام می‌دهند، می‌توانند از طریق کاهش تعرفه‌ی برق انگیزه‌ی مالی پیدا کرده و یا از طریق اندازه‌گیری خالص توان تولیدی اعتبار حساب دریافت کنند.

راه حل دیگر ذخیره‌سازی تولید اضافی در طول روز در سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی است که سپس می‌تواند در هنگام شب مورد استفاده قرار بگیرد. تکنولوژی باطری همچنان بسیار گران است. اگرچه پیشرفت‌های تکنولوژی زیادی در این حوزه صورت گرفته است. احتمال می‌رود هزینه ذخیره‌سازی انرژی در سال‌های آتی با افزایش رقابت و تولید تجاری کاهش یابد.

3 انرژی زباله

انرژی حاصل از زباله(Dust)، خروجی‌های مختلف زباله را به عنوان منبع انرژی تجدیدپذیر مورد استفاده قرار می‌دهد. این رویکرد را می‌توان به دو جریان فن‌آوری تقسیم نمود: حرارتی و غیر حرارتی.

نیروگاه انرژی حاصل از زباله، زباله را به منظور تولید گرما می‌سوزاند. گرما به منظور به حرکت درآوردن توربین بخاری استفاده می‌شود تا الکتریسیته تولید نماید. اگرچه این تکنولوژی مقداری CO2 و دیگر گازهای سمی را تولید می‌کند، اما نسبت به دیگر روش‌های تجدیدناپذیر قدیمی با توجه به نظارت شدیدی که توسط اروپا و بازارهای انرژی اعمال می‌شود، CO2 کمتری منتشر می‌نماید.

نوع دوم نیروگاه انرژی غیر‌حرارتی حاصل از زباله، از باکتری به منظور تجزیه‌ی زباله‌های زیستی به گاز متان استفاده می‌نماید. گاز متان، بسیار قابل اشتعال بوده و به منظور به چرخش درآوردن ژنراتور و تولید الکتریسیته سوزانده می‌شود. انتشار CO2 ناشی از سوختن گاز متان، بسیار کمتر از دیگر سوخت‌های فسیلی است. با این وجود، گاز متان پتانسیل بالایی در گرمایش جهانی زمین(GWP) دارد، بنابراین باید اقدامات لازم برای جلوگیری از فرار گاز متان به اتمسفر اتخاذ شود.

در پایان سال 2015، آمریکا دارای 71 نیروگاه تولید انرژی حاصل از زباله با ظرفیت نصب GWs 2.3 در 20 ایالت بوده است. نیروگاه‌های تبدیل زباله به انرژی، معمولا بازدهی 14 تا 28 درصد دارند. در شرایط آب و هوایی سرد، گرمای حاصل از زباله معمولا برای تامین گرمایش محلی بازیابی می‌شود. این روش بازدهی کل نیروگاه را افزایش می‌دهد. بازدهی نیروگاه WtE با مقدار انرژی مفیدی که می‌تواند از زباله‌ی زیستی استخراج و به الکتریسیته تبدیل شود، اندازه‌گیری می‌شود.

عمده‌ مزیت نیروگاه تبدیل زباله به انرژی، کاهش تعداد مکان‌های مورد نیاز برای دفعات دفن زباله شهری است. اما متاسفانه این نیروگاه‌ها زباله را از مسیر بازیافت منحرف می‌کنند.

اشکال عمده‌ی نیروگاه تبدیل زباله به انرژی، نیاز به تغذیه‌ی ثابت توسط زباله‌های آلی است. هنگام استفاده از روش‌های تبدیل زباله به انرژی، باید توافقات بلند مدت با تامین کنندگان زباله صورت بگیرد تا تامین پایدار منابع ضایعات آلی را تضمین نماید. نیروگاه‌های تبدیل زباله به انرژی همچنین باید تا حد ممکن به منبع زباله نزدیک باشند تا هزینه‌های حمل و نقل و در پی آن انتشار گازهای گلخانه‌ای را محدود نمایند.

4 انرژی برق آبی

برق ‌آبی یکی از قدیمی‌ترین انواع فن‌آوری‌های انرژی‌های تجدید پذیر است، اولین نیروگاه برق ‌آبی در آبشار نیاگارا در سال 1879 نصب شده است. نیروگاه برق ‌آبی انرژی مکانیکی را از جریان آب دریافت کرده و آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.

همچنین از آنجایی که توان خروجی آن تا زمان جریان داشتن آب می‌تواند حفظ شود، یکی از ارزانترین و با ثبات‌ترین انواع انرژی تجدیدپذیر است. بازدهی نیروگاه برق آبی بالاتر از تمامی انرژی‌های تجدیدپذیر و در حدود 90 درصد است، این رقم در مقابل کارآمدترین نیروگاه‌های بر پایه‌ی سوخت‌های فسیلی که بازدهی 50 درصدی دارند، نیروگاه برق آبی را به یک منبع انرژی به شدت مطلوب تبدیل کرده است.

برق آبی پاک‌ترین منبع انرژی با کمترین اثر از کربن است، اما بدون مشکلات زیست محیطی نیست. برق آبی می‌تواند نسبت به محیط اطراف مخرب باشد. این شکل از تولید انرژی، نیازمند احداث سد بر روی رودخانه‌ها است که اگر به دقت صورت نگیرد می‌تواند به حیات وحش محلی آسیب برساند. اغلب لازم است که برای جلوگیری از عوارض پیش‌بینی نشده، ارزیابی اثرات زیست محیطی صورت بگیرد.

درصورتی که تاسیسات نزدیک یک رودخانه‌ی با حرکت سریع آب که در طول سال بطور مداوم در جریان است واقع شده باشد، برق آبی با مقیاس کوچک می‌تواند گزینه‌ی مناسبی باشد.

5 انرژی جذر و مد

تکنولوژی نسبتا جدیدی در انرژی‌های تجدیدپذیر است، نیروگاه جذر و مدی هنوز بطور گسترده پذیرش نشده است. با این وجود پتانسیل برای رشد در این بخش وجود دارد. انرژی جذر و مد، به عنوان شکلی از انرژی حاصل از آب، از انرژی جنبشی حرکات جذر و مد در آب به منظور تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌کند.

مشکل اصلی این تکنولوژی به طور معمول، هزینه‌های بالای پیاده‌سازی آن و محدود بودن تعداد مکان‌های مناسب با میزان مناسب سرعت حرکت آب و جذر و مد است. با این وجود، پیشرفت‌های اخیر تعداد مکان‌های مناسب را افزایش داده است. هزینه‌های اجرا نیز انتظار می‌رود با پیشرفت تکنولوژی کاهش یابد.

بزرگترین ژنراتور جذر و مدی در کره‌ی جنوبی واقع شده و شامل 10 ژنراتور موج آبی با ظرفیت نصب 254 مگاوات است.

این تکنولوژی را می‌توان به 4 زیرمجموعه تقسیم کرد:

ژنراتور جریان جذرو مد: مشابه توربین بادی است اما این توربین‌ها در زیر آب قرار گرفته و از انرژی جنبشی جریان آب به منظور به گردش درآوردن توربین‌ها استفاده می‌کند.

سد جذر و مدی: سد جذر و مدی از انرژی موجود حاصل از تفاوت بین قسمت بالا و پایین سد به منظور تولید الکتریسیته استفاده می‌کند.

نیروی جذر و مدی دینامیک: جذر و مد دینامیک تکنولوژی نسبتا جدیدی است که آزمایش نشده اما دارای پتانسیل بالقوه است. این طرح پیشنهاد می‌کند که سد طولانی از ساحل به سمت دریا ساخته شود بدون این‌که ناحیه‌ای را محصور نماید. این عمل موجب تفاوت قابل توجه در سطح آب دو سمت سد شده و جریان‌های قدرتمند موازی با ساحل در دریاهای کم عمق ساحلی حاصل می‌گردد.

روش جدید دیگری که از نیروی جذر و مد به شکل منبع انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌شود، نیروی جذر و مد دریاچه است. این روش شامل ساخت دیوار‌های نگهدارنده به شکل دایره به‌همراه توربین‌هایی است که می‌توانند انرژی پتانسیل آب را جذب کنند. مخازن ساخته شده مشابه سد جذرو مدی بوده با این تفاوت که مکان آن به صورت مصنوعی ایجاد شده است.

تولید برق از نیروی جذر و مد هنوز در مراحل ابتدایی قرار داشته و تعداد محدودی مکان مناسب در سراسر جهان برای این موضوع وجود دارد. به منظور انجام مطالعات امکان‌سنجی، مقدار زیادی پول، زمان و تلاش نیاز است. تکنولوژی هنوز دارای پتانسیل‌های زیادی است و در طول زمان به رشد خود ادامه می‌دهد.

نتیجه‌گیری

مصرف انرژی شبکه‌ی ماینینگ بیت‌کوین در سال‌های اخیر افزایش یافته است و برای کمک به حفظ سرعت نوآوری، ضروری است که صنعت برای انرژی مورد استفاده، جایگزین‌های پاک و سبز در نظر بگیرد. مدل‌های پیش‌بینی انرژی افزایش مصرف انرژی شبکه را حتی با شتاب بیشتری در سال آینده نشان می‌دهد، بنابراین جستجو برای منابع جدید توان الکتریکی به حفظ صنعت ماینینگ با حداقل اثرات زیست محیطی کمک می‌نماید.

در برخی کشور‌ها همانند چین، بیشتر انرژی مورد استفاده برای ماینینگ بلاکچین، از نیروگاه‌های سوخت‌های فسیلی کثیف سرچشمه می‌گیرد، که برخلاف تلاش‌های جامعه‌ی جهانی در ترویج انرژی پاک است. دیگر شرکت‌های ماینینگ مسئولیت‌پذیر، تاسیسات و زیرساخت سرمایه‌گذاری را بر اساس انرژی تجدید پذیر بنا می‌کنند. این عمل به بازار‌های در حال توسعه کمک می‌کند تا به پذیرش و استفاده‌ی انرژی پاک عادت نمایند.

حمایت از انرژی پایدار هم از جنبه‌ی فراهم آوردن تجهیزات مورد نیاز و هم ایجاد زیرساخت و گسترش بازار، مسئولیت صنعت ماینینگ بلاکچین است. با جستجوی روش‌های افزایش بازدهی انرژی و توسعه‌ی انرژی پاک، شرکت‌های ماینینگ هزینه‌های خود و اثراتی که ارز دیجیتالی بر محیط زیست دارد را کاهش می‌دهند. در نتیجه نوآوری و تمرکززدایی در بخش بلاکچین ادامه یافته و آینده‌ی محیط زیستی خوبی خواهد داشت.

با توجه به افزایش گرمایش زمین و تغییرات محسوس زیست محیطی آیا صنعت ماینینگ باید به استفاده از منابع انرژی پاک سوق داده شود؟ آیا بلاکچین می‌تواند میراث آلودگی تکنولوژی‌های قدیمی و ناسازگاری تکنولوژی با محیط زیست را ترمیم نماید؟ نظر خود را به صورت کامنت با ما در میان بگذارید.