Abstrait
Dans cette étude, nous révélons qu’il est non seulement faisable, mais aussi économiquement viable et bénéfique pour l’environnement, d’utiliser le gaz de décharge (LFG) pour le calcul des actifs numériques (par exemple, l’exploitation minière de Bitcoin). Pour étayer cette théorie, Marathon s'est associé à Nodal Power pour exploiter la capacité excédentaire de leur projet, qui est exclusivement alimenté par du méthane de décharge. Ce partenariat, tirant parti de la technologie brevetée de Nodal, a utilisé avec succès le méthane d’une décharge, l’a converti en électricité et l’a utilisé pour alimenter le centre de données sur site. Ce processus s'est avéré toujours fiable, avec une disponibilité élevée et s'est révélé financièrement avantageux pour Marathon et Nodal. Le coût de l'électricité était nettement inférieur à la moyenne du secteur et la décharge générait des revenus à partir d'une ressource jusqu'alors inexploitée qui aurait autrement été gaspillée. De plus, alimenter le calcul avec des gaz de décharge a réduit efficacement les émissions de méthane. Dans les scénarios où la décharge aurait eu recours au torchage du méthane, le calcul des actifs numériques s’est avéré plus efficace pour atténuer les émissions.
Ce projet pilote était le premier test réussi de Marathon de « récupération d'énergie », qui comprend des initiatives dédiées à la conversion des déchets en énergie, à la récupération du méthane, à la stabilisation des réseaux énergétiques en utilisant l'énergie échouée ou excédentaire et à la réutilisation de la chaleur générée par les centres de données à des fins industrielles et commerciales. fins.
Introduction
Le méthane est un puissant gaz à effet de serre dont le potentiel de réchauffement climatique est 80 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone sur une période de 20 ans. Selon l’Évaluation mondiale du méthane, « la réduction des émissions de méthane au cours de la prochaine décennie maintiendra la planète beaucoup plus fraîche que les seules tentatives de réduction des émissions de dioxyde de carbone ». Dans notre rapport Cashing in on Trash, nous avons indiqué que les décharges sont responsables de 11 % des émissions mondiales de méthane, des études récentes suggérant que ces émissions pourraient être 1,4 à 2,6 fois plus élevées que les estimations précédentes.
Conscients que les décharges sont d’importants émetteurs de méthane, nous avons pensé qu’il existait une opportunité de rendre les décharges plus durables grâce à nos technologies de calcul des actifs numériques. Les grandes décharges capables de produire des quantités suffisantes de méthane ont la possibilité de réduire économiquement leurs émissions grâce à des technologies de conversion des déchets en énergie. Ces sites peuvent convertir le méthane capturé en deux formes d'énergie durable : 1) l'électricité, qui peut être vendue au réseau, et 2) le gaz naturel renouvelable (GNR), qui peut être distribué par gazoducs. Malheureusement, les méthodes traditionnelles de conversion des déchets en énergie ne sont souvent ni réalisables ni économiques pour les décharges plus petites ou plus éloignées. Dans notre rapport, nous avons proposé une solution plus viable et gagnant-gagnant que nous pensions réalisable aujourd'hui pour les petites décharges : capter le méthane des décharges, le convertir en électricité et alimenter les centres de données d'actifs numériques afin de réduire économiquement les émissions de méthane.
Pour tester notre théorie, Marathon a lancé un projet pilote en rejoignant l’installation de calcul d’actifs numériques hors réseau de Nodal pour alimenter un centre de données Bitcoin avec une énergie 100 % renouvelable et hors réseau provenant d’une décharge.
Détails du pilote
Lieu : Utah, États-Unis
Date de lancement : 27 septembre 2023
Statut pilote : en cours
Durée : 240+ jours
Capacité : 270 kW
Équipement informatique : 83 avantages du S19J
Taux de hachage opérationnel (puissance de calcul) : 8,3 PH/s
Figure 1 : Projet de Marathon et Nodal
Source : Puissance nodale
Source : Puissance nodale
Les résultats de ce projet pilote ont soutenu notre théorie initiale. Marathon et Nodal ont utilisé le méthane de la décharge et l'ont converti en électricité pour alimenter un centre de données d'actifs numériques. La décharge a réussi à réduire ses émissions de méthane tout en générant une source de revenus qu’elle n’aurait pas pu gagner autrement. Marathon et Nodal ont réalisé un coût énergétique nettement inférieur à la moyenne du secteur et ont maintenu une disponibilité opérationnelle supérieure à la moyenne. De plus, il s’agissait du premier essai réussi de « récupération d’énergie » de Marathon, marquant une étape importante dans notre développement de projets énergétiques durables et inclusifs. Ces projets comprennent la conversion des déchets en énergie, la récupération du méthane, la stabilisation du réseau énergétique en utilisant l'énergie échouée ou excédentaire et la réutilisation de la chaleur générée par les systèmes miniers pour des processus industriels et commerciaux.
Définitions et calculs des indicateurs clés
Au cours de notre projet pilote, nous avons suivi diverses mesures pour évaluer l'efficacité et l'impact de nos opérations. Voici les principales mesures utilisées dans ce rapport, chacune étant décrite avec sa définition et sa méthode de calcul.
Taux de hachage opérationnel moyen
Taux de hachage moyen ou puissance de calcul généré au cours d'une période spécifique par tous les appareils informatiques d'actifs numériques opérationnels, mesuré en pétahashes par seconde (PH/s).
Taux de hachage rapporté par le pool par jour / Nombre total de jours
Disponibilité opérationnelle
Pourcentage de temps pendant lequel les appareils informatiques étaient fonctionnels et opérationnels activement.
Temps de disponibilité opérationnel = minutes avec taux de hachage du pool signalé / minutes totales
Méthane utilisé
Volume de méthane (CH4) exploité pour la production, mesuré en pieds cubes standards (SCF).
CH4 utilisé (SCF) = Petahash moyen (PH/s) × Taux d'utilisation du méthane (SCF/PH/s/Jour) × Jours
Émissions équivalentes de dioxyde de carbone (C02e)
Le CO2e quantifie l’impact sur le réchauffement climatique de divers gaz à effet de serre, comme le méthane, en comparant leur effet à celui d’une quantité équivalente de dioxyde de carbone. Cette comparaison est basée sur le potentiel de réchauffement global (PRG) de chaque gaz, un facteur qui représente l’effet de réchauffement comparatif d’une unité de gaz par rapport à la même unité de CO2 sur une période de temps spécifique. Nous avons utilisé une chronologie GWP de 20 ans (facteur : 84) et de 100 ans (facteur : 28).
C02e = livres de CH4 utilisées * facteur GWP
Remarque : Nous avons supposé qu'un SCF de CH4 équivaut à 0,045 livre à une atmosphère et à 80 degrés Fahrenheit.
Coût moyen du carburant par kilowattheure (kWh)
Le coût moyen de l'électricité par kWh comprend les dépenses d'exploitation et de maintenance.
Coût moyen du carburant par kWh =
(SCF × 0,001002 décathermes par SCF × pourcentage de teneur en méthane × tarif par décatherme/kwh) + (coût d'exploitation et de maintenance/kWh)
Résultats
Les résultats présentés dans cette section reflètent les 240 premiers jours du projet pilote, s'étendant du 27 septembre 2023 au 24 mai 2024. Il est important de noter que ces résultats n'englobent pas toute la durée du projet mais se concentrent spécifiquement sur cette période.
Méthane utilisé
Au cours de 240 jours, nous avons utilisé environ 16,1 millions de SCF de méthane. Ce chiffre a été estimé à partir du taux d'utilisation quotidien, qui était d'environ 8 400 SCF de méthane pour chaque pétahash opérationnel.
Si nous n’avions pas exploité ce méthane, la décharge l’aurait brûlé. Même si le torchage réduit effectivement le potentiel de réchauffement climatique du méthane en le convertissant en dioxyde de carbone, son efficacité n’est que d’environ 92 %. En moyenne, 8 % du méthane torché s’échappe encore dans l’atmosphère. En redirigeant le méthane pour alimenter un moteur alternatif afin de produire de l'électricité pour le centre de données de Nodal, nous avons atteint une efficacité d'atténuation proche de 100 %. Cette approche nous a permis d'atténuer quotidiennement 672 SCF supplémentaires de méthane par pétahash, qui autrement n'auraient pas été atténués par le torchage. En l’espace de 240 jours, nous avons empêché le rejet d’environ 1,3 million de SCF de méthane dans l’atmosphère.
Figure 2 : Méthane utilisé par le projet pilote LFG de Marathon et Nodal (durée de 240 jours)
Source : Puissance nodale
Impact équivalent au dioxyde de carbone
Pour contextualiser l'impact environnemental de notre projet pilote, nous avons calculé son utilisation du méthane en équivalent dioxyde de carbone en utilisant un calendrier GWP de 20 ans et 100 ans.
Sur le total de 16,1 millions de SCF de méthane que nous avons utilisés, nos résultats indiquent que nous avons contribué à empêcher le rejet d'environ 60,9 millions de livres d'équivalent C02 en utilisant un calendrier de PRP de 20 ans et de 20,3 millions de livres d'équivalent CO2 en utilisant un calendrier de PRP de 100 ans.
Selon l'Environmental Protection Agency (EPA), une voiture de tourisme à essence moyenne émet environ 9 200 livres de C02 par an. Ainsi, sur une période de 240 jours, notre projet a atténué l’équivalent de 6 627 voitures particulières fonctionnant au gaz en utilisant le calendrier PRP de 20 ans et de 2 209 voitures particulières fonctionnant au gaz en utilisant le calendrier PRP de 100 ans.
Si l’on considère uniquement les 1,2 millions de SCF supplémentaires de méthane atténués en plus du torchage, nous avons évité le rejet d’environ 4,8 millions de livres d’équivalent C02 en utilisant un calendrier de PRP de 20 ans et d’environ 1,6 million de livres d’équivalent CO2 en utilisant un calendrier de PRP de 100 ans. Ainsi, sur une période de 240 jours, notre projet a atténué l’équivalent des émissions annuelles de 530 voitures particulières fonctionnant au gaz en utilisant le calendrier PRP de 20 ans et de 177 voitures particulières fonctionnant au gaz en utilisant le calendrier PRP de 100 ans.
Figure 3 : Équivalent méthane en dioxyde de carbone utilisé par le projet pilote LFG de Marathon et Nodal (durée de 240 jours)
Source : Puissance nodale
Efficacité opérationnelle et disponibilité
Nous avons utilisé un moteur alternatif sur place pour convertir le méthane en électricité. Ce moteur produisait jusqu'à 10 000 BTU par kWh, ce qui équivaut à un rendement de conversion d'environ 34 %. Comparé aux centrales électriques au charbon et nucléaires moyennes existantes, qui fonctionnent respectivement à un rendement d’environ 32 % et 33 %, le générateur de Nodal fonctionnait avec un rendement légèrement supérieur.
Figure 4 : Efficacité moyenne des centrales électriques au gaz naturel, des centrales nucléaires existantes et des centrales électriques au charbon par rapport au générateur alternatif sur site de Nodal
Source : Énergie nodale, EIA
Figure 5 : Générateur alternatif sur site et centre de données
Source : Puissance nodale
De plus, pour exploiter efficacement le méthane pour l’utiliser dans les générateurs, il a subi un traitement via un skid de compression et de conditionnement du gaz. Cette étape cruciale a raffiné et mis sous pression le méthane pour répondre aux normes nécessaires. L’ampleur du traitement dépend de la qualité du gaz, directement influencée par la composition en matière organique de la décharge. Dans ce cas particulier, le gaz de décharge contenait environ 50 % de méthane, ce qui entraînait un niveau de traitement comparativement inférieur.
Figure 6 : Skid de compression et de conditionnement des gaz
Source : Puissance nodale
Un aspect clé du succès du projet était la capacité de la décharge à générer un flux constant de méthane en raison de la composition et du volume favorables de ses déchets. Au début du projet, nous nous attendions à une disponibilité opérationnelle de 85 %, ce qui est à peu près comparable à la moyenne du secteur. Cependant, notre pilote a dépassé les attentes, atteignant un temps de disponibilité de 92 %. Les temps d’arrêt étaient principalement dus à des raisons de maintenance et non à un manque de disponibilité de gaz.
Figure 7 : Disponibilité opérationnelle moyenne des projets pilotes de Marathon et Nodal
Source : Puissance nodale, TheMinerMag
*La disponibilité moyenne des fournisseurs de calcul d’actifs numériques est basée sur le taux de réalisation moyen du taux de hachage Bitcoin. Ces fournisseurs incluent 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 et Digihost Technology. Les données ont été consultées le 28 mai 2024 et peuvent avoir changé depuis.
Avantages financiers pour Marathon, Nodal et la décharge
La centrale électrique de Nodal produit de l’électricité au tarif de 0,03 $ le kWh, qui comprend les coûts d’exploitation et de maintenance. Ce tarif est inférieur à la moitié du tarif moyen de 0,08 $ par kWh payé par le secteur industriel.
Figure 8 : Coûts moyens du carburant, y compris les coûts d’électricité, d’exploitation et de maintenance du projet pilote LFG de Marathon et Nodal
Source : puissance nodale, indice de hachage
Notre projet pilote n’était pas éligible aux crédits carbone ou aux crédits d’énergie renouvelable (CER), avantages dont bénéficient souvent de nombreux sites similaires. Si nous avions bénéficié de ces incitations, nos dépenses informatiques auraient été nettement inférieures.
Au cours des 240 jours, Marathon et Nodal ont utilisé environ 1,4 million de kWh d'électricité, grâce auxquels la décharge a pu générer des revenus. Sans le projet pilote de Marathon et Nodal, la décharge aurait brûlé l’excédent de méthane, sans apporter aucun avantage financier supplémentaire. Face à des options limitées, la décharge pourrait soit brûler le méthane sans aucun gain financier, soit l'exploiter pour alimenter un centre de données sur site. Cette dernière option, comme en témoigne le projet pilote, a non seulement évité le gaspillage, mais a également transformé un sous-produit auparavant non rentable en une source de revenus.
Conclusion
Les résultats de notre projet pilote ont validé avec succès notre théorie initiale. Le calcul des actifs numériques est non seulement possible, mais également une option économiquement viable pour réduire les émissions de méthane provenant des décharges. Marathon et Nodal ont réussi à capter le méthane d’une décharge, à le convertir en électricité et à l’utiliser pour alimenter le centre de données de Nodal. Pour les opérateurs de centres de données comme Marathon et Nodal, le projet s'est avéré financièrement avantageux, car nous avons réalisé un coût inférieur à la moyenne du secteur pour un calcul avec une disponibilité élevée et fiable. Pour la décharge, qui n’était auparavant pas incitée à utiliser le méthane de manière productive, le calcul des actifs numériques a fourni un catalyseur pour réduire les émissions plus efficacement en créant un nouveau flux de revenus qui n’aurait pas pu être généré autrement. Ce projet était en effet gagnant-gagnant pour toutes les parties impliquées.
En outre, nous pensons que les techniques et les connaissances acquises grâce à ce projet ouvrent la porte à de nouvelles opportunités dans les sites d'enfouissement et dans d'autres industries où nous pouvons tirer parti de nos technologies de récupération d'énergie pour exploiter des sources d'énergie sous-utilisées ou gaspillées et les transformer en actifs productifs et plus durables.
Avis de non-responsabilité : ce rapport est fourni uniquement à des fins d’information générale. Les opinions exprimées dans le rapport peuvent différer de celles exprimées par Marathon Digital Holdings (« MDH »), ses dirigeants, employés, administrateurs ou conseillers ou leurs sociétés affiliées. Les informations contenues dans ce rapport ne constituent pas des conseils ou des informations en matière d'investissement, juridiques, comptables ou autres de la part de MDH ou de ses dirigeants, employés, administrateurs ou conseillers ou de leurs sociétés affiliées. Les informations ont été obtenues auprès de sources considérées comme fiables, mais MDH ou ses sociétés affiliées ne garantissent pas leur exhaustivité ou leur exactitude. Les perspectives et les performances passées ne constituent pas des garanties des résultats futurs. Les informations contenues dans le rapport peuvent être modifiées sans préavis et ne sont pas garanties comme étant complètes, exactes ou à jour, et peuvent ne pas refléter les développements les plus récents.
Source : Magazine Bitcoin
L'article LFG Learnings Report : L'informatique sur les actifs numériques est une approche économiquement viable pour réduire les émissions de méthane des décharges est apparu en premier sur Crypto Breaking News.