Abstracto
En este estudio, revelamos que no solo es factible sino también económicamente viable y ambientalmente beneficioso utilizar gas de vertedero (LFG) para el cálculo de activos digitales (por ejemplo, minería de Bitcoin). Para respaldar esta teoría, Marathon se asoció con Nodal Power para aprovechar el exceso de capacidad de su proyecto, que funciona exclusivamente con gas metano de vertedero. Esta asociación, aprovechando la tecnología patentada de Nodal, utilizó con éxito metano de un vertedero, lo convirtió en electricidad y lo utilizó para alimentar el centro de datos del sitio. Este proceso demostró ser consistentemente confiable, con un alto tiempo de actividad y resultó financieramente beneficioso para Marathon y Nodal. El costo de la electricidad era sustancialmente más bajo que el promedio de la industria y el vertedero generó ingresos a partir de un recurso previamente no explotado que de otro modo se habría desperdiciado. Además, alimentar la computación con gas de vertedero redujo de manera eficiente las emisiones de metano. En escenarios en los que el vertedero habría recurrido a la quema de metano, el cálculo de activos digitales demostró ser más eficaz para mitigar las emisiones.
Este proyecto piloto fue la primera prueba exitosa de “recolección de energía” de Marathon, que incluye iniciativas dedicadas a convertir desechos en energía, recuperar gas metano, estabilizar las redes de energía mediante el uso de energía sobrante o excedente y reutilizar el calor generado por los centros de datos para fines industriales y comerciales. propósitos.
Introducción
El metano es un potente gas de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global 80 veces mayor que el dióxido de carbono en un período de 20 años. Según la Evaluación Global del Metano, “lograr reducciones de las emisiones de metano en la próxima década mantendrá el planeta significativamente más frío que los intentos de reducir únicamente las emisiones de dióxido de carbono”. En nuestro informe Cómo sacar provecho de la basura, citamos que los vertederos son responsables del 11% de las emisiones globales de metano, y estudios recientes sugieren que estas emisiones podrían ser entre 1,4 y 2,6 veces mayores de lo estimado anteriormente.
Al reconocer que los vertederos son los principales emisores de metano, creímos que había una oportunidad de hacerlos más sostenibles con nuestras tecnologías de computación de activos digitales. Los grandes vertederos capaces de producir cantidades suficientes de metano tienen la opción de reducir económicamente sus emisiones mediante tecnologías de conversión de residuos en energía. Estos sitios pueden convertir el metano capturado en dos formas de energía sostenible: 1) electricidad, que se puede vender a la red, y 2) gas natural renovable (GNR), que se puede distribuir a través de tuberías. Desafortunadamente, los métodos tradicionales de conversión de residuos en energía a menudo no son factibles ni económicos para vertederos más pequeños o más remotos. En nuestro informe, propusimos una solución más viable y beneficiosa para todos que creíamos que era factible hoy en día para los vertederos más pequeños: capturar metano de los vertederos, convertirlo en electricidad y alimentar los centros de datos de activos digitales para reducir económicamente las emisiones de metano.
Para probar nuestra teoría, Marathon lanzó un proyecto piloto uniéndose a la instalación de computación de activos digitales fuera de la red de Nodal para alimentar un centro de datos de Bitcoin con energía 100% renovable fuera de la red procedente de un vertedero.
Detalles del piloto
Ubicación: Utah, Estados Unidos
Fecha de lanzamiento: 27 de septiembre de 2023
Estado del piloto: en curso
Duración: más de 240 días
Capacidad: 270 kilovatios
Equipo informático: 83 ventajas del S19J
Tasa de hash operativa (potencia de cálculo): 8,3 PH/s
Figura 1: Proyecto de Marathon y Nodal
Fuente: Energía nodal
Fuente: Energía Nodal
Los resultados de este piloto respaldaron nuestra teoría inicial. Marathon y Nodal utilizaron metano del vertedero y lo convirtieron en electricidad para alimentar un centro de datos de activos digitales. El vertedero redujo con éxito sus emisiones de metano y al mismo tiempo generó un flujo de ingresos que de otro modo no podría haber obtenido. Marathon y Nodal obtuvieron un costo de energía significativamente inferior al promedio de la industria y mantuvieron un tiempo de actividad operativa superior al promedio. Además, esta fue la primera prueba exitosa de Marathon de “recolección de energía”, lo que marca un hito importante en nuestro desarrollo de proyectos energéticos sostenibles e inclusivos. Estos proyectos incluyen la conversión de desechos en energía, la recaptura de gas metano, la estabilización de la red energética mediante la utilización de energía sobrante o excedente y la reutilización del calor generado por los sistemas mineros para procesos industriales y comerciales.
Definiciones y cálculos de métricas clave
Durante nuestro proyecto piloto, realizamos un seguimiento de varias métricas para evaluar la efectividad y el impacto de nuestras operaciones. Las siguientes son las métricas clave utilizadas en este informe, cada una descrita con su definición y método de cálculo.
Tasa de hash operativa promedio
La tasa de hash promedio o potencia informática que se generó durante un período de tiempo específico a partir de todos los dispositivos informáticos de activos digitales operativos, medida en petahashes por segundo (PH/s).
Tasa de hash reportada por el grupo por día / Días totales
Tiempo de actividad operativa
El porcentaje de tiempo que los dispositivos informáticos estuvieron funcionales y operando activamente.
Tiempo de actividad operativa = Minutos con tasa de hash informada del grupo / Minutos totales
Metano utilizado
El volumen de gas metano (CH4) que se aprovechó para la generación, medido en pies cúbicos estándar (SCF).
CH4 utilizado (SCF) = Petahash promedio (PH/s) × Tasa de utilización de metano (SCF/PH/s/día) × Días
Emisiones equivalentes de dióxido de carbono (C02e)
El CO2e cuantifica el impacto en el calentamiento global de varios gases de efecto invernadero, como el metano, comparando su efecto con el de una cantidad equivalente de dióxido de carbono. Esta comparación se basa en el potencial de calentamiento global (GWP) de cada gas, un factor que representa el efecto de calentamiento comparativo de una unidad de gas en relación con la misma unidad de CO2 durante un período de tiempo específico. Utilizamos un cronograma de GWP de 20 años (factor: 84) y 100 años (factor: 28).
C02e = libras de CH4 utilizadas * factor GWP
Nota: Supusimos que un SCF de CH4 equivale a 0,045 libras en una atmósfera y 80 grados Fahrenheit.
Costo promedio de combustible por kilovatio-hora (kWh)
El costo promedio de la electricidad por kWh incluye gastos de operación y mantenimiento.
Costo promedio de combustible por kWh =
(SCF × 0,001002 dekatherms por SCF × porcentaje de contenido de metano × tasa por dekatherm / kwh) + (costo de operación y mantenimiento / kWh)
Resultados
Los resultados presentados en esta sección reflejan los primeros 240 días del proyecto piloto, que abarcan desde el 27 de septiembre de 2023 hasta el 24 de mayo de 2024. Es importante tener en cuenta que estos hallazgos no abarcan toda la duración del proyecto, sino que se centran específicamente en este periodo.
Metano utilizado
En el transcurso de 240 días, utilizamos aproximadamente 16,1 millones de SCF de metano. Esta cifra se estimó a partir de la tasa de utilización diaria, que fue de aproximadamente 8.400 SCF de metano por cada petahash operativo.
Si no hubiéramos aprovechado este metano, el vertedero lo habría quemado. Si bien la quema reduce el potencial de calentamiento global del metano al convertirlo en dióxido de carbono, su eficiencia es sólo del 92%. En promedio, el 8% del metano quemado aún se escapa a la atmósfera. Al redirigir el metano para alimentar un motor alternativo para producir electricidad para el centro de datos de Nodal, logramos una eficiencia de mitigación cercana al 100 %. Este enfoque nos permitió mitigar 672 SCF adicionales de metano diario por petahash, que de otro modo no se habrían mitigado mediante la quema. En el lapso de 240 días, evitamos la liberación de aproximadamente 1,3 millones de SCF de metano a la atmósfera.
Figura 2: Metano utilizado por el proyecto piloto de biogás de Marathon y Nodal (duración de 240 días)
Fuente: Energía Nodal
Impacto equivalente del dióxido de carbono
Para contextualizar el impacto ambiental de nuestro proyecto piloto, calculamos su utilización de metano en su equivalente de dióxido de carbono utilizando un cronograma de GWP de 20 años y 100 años.
Del total de 16,1 millones de SCF de metano que utilizamos, nuestros hallazgos indican que ayudamos a prevenir la liberación de aproximadamente 60,9 millones de libras de C02e utilizando un cronograma de GWP de 20 años y 20,3 millones de libras de CO2e utilizando un cronograma de GWP de 100 años.
Según la Agencia de Protección Ambiental (EPA), un automóvil de pasajeros promedio que funciona con gasolina emite alrededor de 9,200 libras de CO2 al año. Por lo tanto, en el transcurso de 240 días, nuestro proyecto mitigó el equivalente a 6.627 automóviles de pasajeros propulsados por gasolina utilizando el cronograma de GWP de 20 años y 2.209 automóviles de pasajeros propulsados por gasolina utilizando el cronograma de GWP de 100 años.
Si solo consideramos los 1,2 millones de SCF adicionales de metano mitigados además de la quema, evitamos la liberación de aproximadamente 4,8 millones de libras de C02e utilizando un cronograma de GWP de 20 años y aproximadamente 1,6 millones de libras de CO2e utilizando un cronograma de GWP de 100 años. Por lo tanto, en el transcurso de 240 días, nuestro proyecto mitigó el equivalente de las emisiones anuales de 530 automóviles de pasajeros propulsados por gasolina utilizando el cronograma de GWP de 20 años y 177 automóviles de pasajeros propulsados por gasolina utilizando el cronograma de GWP de 100 años.
Figura 3: Metano equivalente a dióxido de carbono utilizado por el proyecto piloto de biogás de Marathon y Nodal (duración de 240 días)
Fuente: Energía Nodal
Eficiencia operativa y tiempo de actividad
Utilizamos un motor alternativo en el sitio para convertir el metano en electricidad. Este motor producía hasta 10.000 BTU por kWh, lo que equivale a una eficiencia de conversión de aproximadamente el 34%. En comparación con las centrales de carbón promedio y las centrales nucleares existentes, que operan con una eficiencia de alrededor del 32% y el 33%, respectivamente, el generador de Nodal operó con una eficiencia ligeramente mayor.
Figura 4: Eficiencia de las centrales eléctricas de gas natural promedio, las centrales nucleares existentes y las centrales eléctricas de carbón versus el generador alternativo in situ de Nodal
Fuente: Energía Nodal, EIA
Figura 5: Generador alternativo y centro de datos en el sitio
Fuente: Energía Nodal
Además, para aprovechar eficazmente el metano para su uso en generadores, se sometió a un tratamiento mediante un patín de compresión y acondicionamiento de gas. Este paso crucial refinó y presurizó el metano para cumplir con los estándares necesarios. El alcance del tratamiento depende de la calidad del gas, influenciada directamente por la composición de la materia orgánica del vertedero. En este caso particular, el gas de vertedero contenía aproximadamente un 50 % de metano, lo que daba como resultado un nivel de necesidad de tratamiento comparativamente menor.
Figura 6: Patín de acondicionamiento y compresión de gas
Fuente: Energía Nodal
Un aspecto clave del éxito del proyecto fue la capacidad del vertedero para generar un flujo constante de metano debido a su composición y volumen de residuos favorables. Al comenzar el proyecto, esperábamos un tiempo de actividad operativa del 85 %, que está aproximadamente a la par con el promedio de la industria. Sin embargo, nuestro piloto superó las expectativas y logró un tiempo de actividad del 92 %. Los tiempos de inactividad se debieron principalmente a motivos de mantenimiento y no a la falta de disponibilidad de gas.
Figura 7: Tiempo de actividad operativo promedio del proyecto piloto de Marathon y Nodal
Fuente: Energía nodal, TheMinerMag
*El tiempo de actividad promedio de los proveedores de computación de activos digitales se basa en la tasa de realización promedio de la tasa de hash de Bitcoin. Estos proveedores incluyen Iris Energy, Bitdeer Technologies Group, Hive Digital Technologies, Bit Digital, CleanSpark, TeraWulf, Core Scientific, Cipher Mining Technologies, Riot Platforms, Marathon Digital Holdings, Argo Blockchain, Hut 8 y Digihost Technology. Se accedió a los datos el 28 de mayo de 2024 y es posible que hayan cambiado desde entonces.
Beneficios financieros para Marathon, Nodal y el Vertedero
La Central Eléctrica de Nodal genera electricidad a razón de $0.03 por kWh, lo que incluye costos de operación y mantenimiento. Esta tarifa es menos de la mitad del promedio de $0,08 por kWh que paga el sector industrial.
Figura 8: Costos promedio de combustible, incluidos los costos de electricidad, operación y mantenimiento del proyecto piloto de biogás de Marathon y Nodal
Fuente: Nodal Power, Hashrate Index
Nuestro proyecto piloto no era elegible para créditos de carbono o créditos de energía renovable (REC), beneficios que a menudo reciben muchos sitios similares. Si hubiéramos calificado para estos incentivos, nuestros gastos informáticos habrían sido significativamente menores.
Durante los 240 días, Marathon y Nodal utilizaron aproximadamente 1,4 millones de kWh de electricidad, de los cuales el vertedero pudo generar ingresos. Sin el proyecto piloto de Marathon y Nodal, el vertedero habría quemado el exceso de metano, sin generar ningún beneficio financiero adicional. Ante opciones limitadas, el vertedero podría quemar el metano sin ningún beneficio financiero o aprovecharlo para alimentar un centro de datos en el sitio. Esta última opción, como lo demuestra el proyecto piloto, no sólo evitó el desperdicio sino que también convirtió un subproducto que antes no era rentable en una fuente de ingresos.
Conclusión
Los resultados de nuestro proyecto piloto validaron con éxito nuestra teoría inicial. La computación de activos digitales no solo es posible sino también una opción económicamente viable para reducir las emisiones de metano de los vertederos. Marathon y Nodal capturaron con éxito metano de un vertedero, lo convirtieron en electricidad y lo utilizaron para alimentar el centro de datos de Nodal. Para los operadores de centros de datos como Marathon y Nodal, el proyecto fue financieramente ventajoso, ya que logramos un costo promedio de computación menor que el de la industria con un tiempo de actividad confiablemente alto. Para el vertedero, que anteriormente no tenía incentivos para darle un uso productivo al gas metano, la computación de activos digitales proporcionó un catalizador para reducir las emisiones de manera más efectiva al crear un nuevo flujo de ingresos que de otro modo no se habría generado. De hecho, este proyecto fue beneficioso para todas las partes involucradas.
Además, creemos que las técnicas y los conocimientos adquiridos en este proyecto abren la puerta a nuevas oportunidades en vertederos y otras industrias donde podemos aprovechar nuestras tecnologías de recolección de energía para aprovechar fuentes de energía subutilizadas o desperdiciadas y convertirlas en activos productivos y más sostenibles.
Descargo de responsabilidad: este informe se proporciona únicamente con fines informativos generales. Las opiniones expresadas en el informe pueden diferir de las expresadas por Marathon Digital Holdings (“MDH”), sus funcionarios, empleados, directores o asesores o sus afiliados. La información contenida en este informe no constituye asesoramiento o información de inversión, legal, contable o de otro tipo por parte de MDH o sus funcionarios, empleados, directores o asesores o sus afiliados. La información se ha obtenido de fuentes que se consideran confiables, pero MDH o sus afiliados no garantizan su integridad o exactitud. Las perspectivas y el desempeño pasado no son garantía de resultados futuros. La información del informe puede modificarse sin previo aviso y no se garantiza que sea completa, correcta o actualizada, y puede que no refleje los desarrollos más recientes.
Fuente: Revista Bitcoin
La publicación Informe de aprendizaje de LFG: La computación de activos digitales es un enfoque económicamente viable para reducir las emisiones de metano de los vertederos apareció por primera vez en Crypto Breaking News.
