Abstrak

Dalam studi ini, kami mengungkapkan bahwa penggunaan gas TPA (LFG) tidak hanya layak, tetapi juga layak secara ekonomi dan bermanfaat bagi lingkungan untuk komputasi aset digital (misalnya, penambangan Bitcoin). Untuk mendukung teori ini, Marathon bermitra dengan Nodal Power untuk memanfaatkan kelebihan kapasitas dari proyek mereka, yang secara eksklusif ditenagai oleh gas metana TPA. Kemitraan ini, memanfaatkan teknologi yang dipatenkan Nodal, berhasil memanfaatkan metana dari tempat pembuangan sampah, mengubahnya menjadi listrik, dan menggunakannya untuk memberi daya pada pusat data di lokasi. Proses ini terbukti dapat diandalkan secara konsisten, dengan waktu kerja yang tinggi dan ternyata bermanfaat secara finansial bagi Marathon dan Nodal. Biaya listrik jauh lebih rendah dibandingkan rata-rata industri, dan TPA menghasilkan pendapatan dari sumber daya yang sebelumnya belum dimanfaatkan yang seharusnya terbuang percuma. Selain itu, menyalakan komputasi dengan gas TPA secara efisien mengurangi emisi metana. Dalam skenario di mana TPA terpaksa membakar gas metana, komputasi aset digital terbukti lebih efektif dalam memitigasi emisi.

Proyek percontohan ini merupakan uji coba pertama Marathon yang berhasil dalam “pemanenan energi,” yang mencakup inisiatif yang didedikasikan untuk mengubah limbah menjadi energi, menangkap kembali gas metana, menstabilkan jaringan energi dengan memanfaatkan energi yang terbuang atau berlebih, dan menggunakan kembali panas yang dihasilkan oleh pusat data untuk industri dan komersial. tujuan.

Perkenalan

Metana merupakan gas rumah kaca yang berpotensi menyebabkan pemanasan global 80 kali lebih besar dibandingkan karbon dioksida dalam jangka waktu 20 tahun. Menurut Global Methane Assessment, “pencapaian pengurangan emisi metana pada dekade berikutnya akan menjaga suhu bumi jauh lebih dingin dibandingkan dengan upaya mengurangi emisi karbon dioksida saja.” Dalam laporan Cashing in Trash, kami menyebutkan bahwa tempat pembuangan sampah bertanggung jawab atas 11% emisi metana global, dan penelitian terbaru menunjukkan bahwa emisi ini mungkin 1,4 hingga 2,6 kali lebih tinggi dari perkiraan sebelumnya.

Menyadari bahwa tempat pembuangan sampah merupakan penghasil utama gas metana, kami yakin terdapat peluang untuk menjadikan tempat pembuangan sampah lebih berkelanjutan dengan teknologi komputasi aset digital kami. Tempat pembuangan sampah besar yang mampu menghasilkan metana dalam jumlah yang cukup mempunyai pilihan untuk mengurangi emisi secara ekonomis melalui teknologi konversi sampah menjadi energi. Lokasi-lokasi ini dapat mengubah metana yang ditangkap menjadi dua bentuk energi berkelanjutan: 1) listrik, yang dapat dijual ke jaringan listrik, dan 2) gas alam terbarukan (RNG), yang dapat didistribusikan melalui jaringan pipa. Sayangnya, metode konversi sampah menjadi energi tradisional seringkali tidak layak atau ekonomis untuk tempat pembuangan sampah yang lebih kecil atau terpencil. Dalam laporan kami, kami mengusulkan solusi yang lebih layak dan saling menguntungkan yang kami yakini dapat dilakukan saat ini untuk tempat pembuangan sampah yang lebih kecil: menangkap metana dari tempat pembuangan sampah, mengubahnya menjadi listrik, dan memberi daya pada pusat data aset digital untuk mengurangi emisi metana secara ekonomi.

Untuk menguji teori kami, Marathon meluncurkan proyek percontohan dengan bergabung dengan fasilitas komputasi aset digital off-grid Nodal untuk memberi daya pada pusat data Bitcoin dengan 100% energi terbarukan dan off-grid dari tempat pembuangan sampah.

Detail Percontohan

  • Lokasi: Utah, AS

  • Tanggal Peluncuran: 27 September 2023

  • Status Percontohan: Sedang berjalan

  • Durasi: 240+ hari

  • Kapasitas: 270kW

  • Peralatan Komputasi: 83 S19J Kelebihan

  • Tingkat Hash Operasional (daya komputasi): 8,3 PH/s

Gambar 1: Proyek Marathon dan Nodal

Sumber: Kekuatan Nodal

Sumber: Kekuatan Nodal

Hasil dari uji coba ini mendukung teori awal kami. Marathon dan Nodal memanfaatkan metana dari TPA dan mengubahnya menjadi listrik untuk menggerakkan pusat data aset digital. TPA tersebut berhasil mengurangi emisi metana sekaligus menghasilkan aliran pendapatan yang tidak dapat diperoleh jika tidak dilakukan. Marathon dan Nodal menyadari biaya energi jauh di bawah rata-rata industri dan mempertahankan waktu operasional operasional di atas rata-rata. Selain itu, ini adalah uji coba “pemanen energi” pertama yang berhasil dilakukan Marathon, yang menandai tonggak penting dalam pengembangan proyek energi berkelanjutan dan inklusif. Proyek-proyek ini termasuk mengubah limbah menjadi energi, menangkap kembali gas metana, menstabilkan jaringan energi dengan memanfaatkan energi yang terbuang atau berlebih, dan menggunakan kembali panas yang dihasilkan oleh sistem pertambangan untuk proses industri dan komersial.

Definisi dan Perhitungan Metrik Utama

Selama proyek percontohan, kami melacak berbagai metrik untuk mengevaluasi efektivitas dan dampak operasi kami. Berikut ini adalah metrik utama yang digunakan dalam laporan ini, yang masing-masing diuraikan beserta definisi dan metode penghitungannya.

Tingkat Hash Operasional Rata-rata

Tingkat hash rata-rata atau daya komputasi yang dihasilkan selama periode waktu tertentu dari semua perangkat komputasi aset digital operasional, diukur dalam petahash per detik (PH/s).

Kumpulan tingkat hash yang dilaporkan per hari / Total hari

Waktu Operasional

Persentase waktu perangkat komputasi berfungsi dan beroperasi secara aktif.

Waktu aktif operasional = Menit dengan tingkat hash yang dilaporkan kumpulan / Total menit

Metana Dimanfaatkan

Volume gas metana (CH4) yang dimanfaatkan untuk pembangkitan, diukur dalam Standar Kaki Kubik (SCF).

CH4 yang dimanfaatkan (SCF) = Rata-rata petahash (PH/s) × Tingkat pemanfaatan metana (SCF/PH/s/Hari) × Hari

Emisi Setara Karbon Dioksida (C02e)

CO2e mengukur dampak pemanasan global dari berbagai gas rumah kaca, seperti metana, dengan membandingkan pengaruhnya dengan jumlah karbon dioksida yang setara. Perbandingan ini didasarkan pada Potensi Pemanasan Global (GWP) masing-masing gas, sebuah faktor yang mewakili efek pemanasan komparatif dari satu unit gas relatif terhadap unit CO2 yang sama selama jangka waktu tertentu. Kami menggunakan garis waktu GWP 20 tahun (faktor: 84) dan 100 tahun (faktor: 28).

C02e = CH4 pon yang digunakan * Faktor GWP

Catatan: Kami berasumsi satu SCF CH4 sama dengan 0,045 pon pada satu atmosfer dan 80 derajat Fahrenheit.

Biaya Bahan Bakar Rata-rata per Kilowatt-jam (kWh)

Rata-rata biaya listrik per kWh sudah termasuk biaya operasional dan pemeliharaan.

Biaya Bahan Bakar Rata-rata per kWh =

(SCF × 0,001002 dekatherm per SCF × persentase kandungan metana × laju per dekatherm / kwh) + (biaya pengoperasian dan pemeliharaan / kWh)

Hasil

Hasil yang disajikan di bagian ini mencerminkan 240 hari pertama proyek percontohan, mulai dari 27 September 2023 hingga 24 Mei 2024. Penting untuk dicatat bahwa temuan ini tidak mencakup seluruh durasi proyek namun berfokus secara khusus pada periode ini.

Metana Dimanfaatkan

Selama 240 hari, kami memanfaatkan sekitar 16,1 juta SCF metana. Angka ini diperkirakan dari tingkat pemanfaatan harian, yaitu sekitar 8.400 SCF metana untuk setiap operasional petahash.

Jika kita tidak memanfaatkan metana ini, TPA akan membakarnya. Meskipun pembakaran gas memang mengurangi potensi pemanasan global metana dengan mengubahnya menjadi karbon dioksida, efisiensinya hanya sekitar 92%. Rata-rata, 8% gas metana yang dihasilkan masih terlepas ke atmosfer. Dengan mengalihkan metana untuk menggerakkan mesin bolak-balik guna menghasilkan listrik bagi pusat data Nodal, kami mencapai efisiensi mitigasi yang hampir 100%. Pendekatan ini menghasilkan mitigasi tambahan metana sebesar 672 SCF setiap hari per petahash, yang jika tidak dilakukan, hal ini tidak dapat dimitigasi dengan pembakaran gas. Dalam kurun waktu 240 hari, kami mencegah pelepasan sekitar 1,3 juta SCF metana ke atmosfer.

Gambar 2: Metana yang Dimanfaatkan oleh Proyek Percontohan LFG Marathon dan Nodal (Durasi 240 Hari)

Sumber: Kekuatan Nodal

Dampak Setara Karbon Dioksida

Untuk mengkontekstualisasikan dampak lingkungan dari proyek percontohan kami, kami menghitung pemanfaatan metana setara karbon dioksida dengan menggunakan garis waktu GWP selama 20 tahun dan 100 tahun.

Dari total 16,1 juta SCF metana yang kami manfaatkan, temuan kami menunjukkan bahwa kami membantu mencegah pelepasan sekitar 60,9 juta pon C02e menggunakan jangka waktu GWP 20 tahun dan 20,3 juta pon CO2e menggunakan jangka waktu GWP 100 tahun.

Menurut Badan Perlindungan Lingkungan (EPA), rata-rata mobil penumpang bertenaga gas mengeluarkan sekitar 9.200 pon C02 setiap tahunnya. Oleh karena itu, selama 240 hari, proyek kami memitigasi setara dengan 6.627 mobil penumpang bertenaga gas dengan menggunakan timeline GWP 20 tahun dan 2.209 mobil penumpang bertenaga gas menggunakan timeline GWP 100 tahun.

Jika kita mempertimbangkan tambahan 1,2 juta SCF metana yang dimitigasi selain pembakaran, kita mencegah pelepasan sekitar 4,8 juta pon C02e dengan menggunakan jangka waktu GWP 20 tahun dan sekitar 1,6 juta pon CO2e menggunakan jangka waktu GWP 100 tahun. Oleh karena itu, selama 240 hari, proyek kami memitigasi setara dengan emisi tahunan dari 530 mobil penumpang bertenaga gas dengan menggunakan jangka waktu GWP 20 tahun dan 177 mobil penumpang bertenaga gas menggunakan jangka waktu GWP 100 tahun.

Gambar 3: Metana Setara Karbon Dioksida yang Dimanfaatkan oleh Proyek Percontohan LFG Marathon dan Nodal (Durasi 240 Hari)

Sumber: Kekuatan Nodal

Efisiensi Operasional dan Waktu Kerja

Kami menggunakan mesin bolak-balik di lokasi untuk mengubah metana menjadi listrik. Mesin ini menghasilkan hingga 10.000 BTU per kWh, setara dengan efisiensi konversi sekitar 34%. Dibandingkan dengan rata-rata pembangkit listrik tenaga batubara dan nuklir yang ada, yang masing-masing beroperasi dengan efisiensi sekitar 32% dan 33%, generator Nodal beroperasi dengan efisiensi yang sedikit lebih tinggi.

Gambar 4: Efisiensi Rata-rata Pembangkit Listrik Tenaga Gas Alam, Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir yang Ada, dan Pembangkit Listrik Tenaga Batubara Dibandingkan dengan Generator Reciprocating di Lokasi Nodal

Sumber: Nodal Power, EIA

Gambar 5: Generator Reciprocating dan Pusat Data di Lokasi

Sumber: Kekuatan Nodal

Selain itu, untuk memanfaatkan metana secara efektif untuk penggunaan generator, gas tersebut menjalani pengolahan melalui selip kompresi dan pengkondisian gas. Langkah penting ini memurnikan dan memberi tekanan pada metana untuk memenuhi standar yang diperlukan. Luasnya pengolahan bergantung pada kualitas gas, yang secara langsung dipengaruhi oleh komposisi bahan organik TPA. Dalam kasus khusus ini, gas TPA mengandung sekitar 50% metana, sehingga tingkat kebutuhan pengolahannya relatif lebih rendah.

Gambar 6: Skid Kompresi dan Pengkondisian Gas

Sumber: Kekuatan Nodal

Aspek kunci keberhasilan proyek ini adalah kemampuan TPA untuk menghasilkan aliran metana yang konsisten karena komposisi dan volume limbahnya yang baik. Saat memasuki proyek ini, kami memperkirakan waktu operasional operasional sebesar 85%, yang kira-kira setara dengan rata-rata industri. Namun, uji coba kami melampaui ekspektasi, mencapai waktu aktif sebesar 92%. Downtime terutama disebabkan oleh tujuan pemeliharaan dan bukan disebabkan oleh kurangnya ketersediaan gas.

Gambar 7: Rata-rata Waktu Operasional Proyek Percontohan Marathon dan Nodal

Sumber: Kekuatan Nodal, TheMinerMag

*Waktu aktif rata-rata penyedia komputasi aset digital didasarkan pada tingkat realisasi tingkat hash Bitcoin rata-rata. Penyedia ini termasuk 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, dan Digihost Technology. Data tersebut diakses pada 28 Mei 2024 dan mungkin telah berubah sejak saat itu.

Manfaat Finansial untuk Marathon, Nodal, dan TPA

Pembangkit Listrik Nodal menghasilkan listrik dengan tarif $0,03 per kWh, sudah termasuk biaya operasional dan pemeliharaan. Tarif ini kurang dari setengah rata-rata $0,08 per kWh yang dibayarkan oleh sektor industri.

Gambar 8: Biaya Bahan Bakar Rata-rata Termasuk Biaya Listrik, Operasional, dan Pemeliharaan Proyek Percontohan LFG Marathon dan Nodal

Sumber: Kekuatan Nodal, Indeks Hashrate

Proyek percontohan kami tidak memenuhi syarat untuk mendapatkan kredit karbon atau kredit energi terbarukan (RECs), yang merupakan manfaat yang sering diterima oleh banyak lokasi serupa. Jika kami memenuhi syarat untuk menerima insentif ini, biaya komputasi kami akan jauh lebih rendah.

Selama 240 hari, Marathon dan Nodal memanfaatkan sekitar 1,4 juta kWh listrik, sehingga TPA dapat menghasilkan pendapatan. Tanpa proyek percontohan Marathon dan Nodal, TPA tersebut akan membakar kelebihan gas metana sehingga tidak menghasilkan keuntungan finansial tambahan. Dihadapkan pada pilihan yang terbatas, TPA dapat membakar gas metana tanpa keuntungan finansial atau memanfaatkannya untuk menggerakkan pusat data di lokasi. Opsi terakhir, sebagaimana dibuktikan oleh proyek percontohan, tidak hanya mencegah pemborosan namun juga mengubah produk sampingan yang sebelumnya tidak menguntungkan menjadi sumber pendapatan.

Kesimpulan

Hasil dari proyek percontohan kami berhasil memvalidasi teori awal kami. Komputasi aset digital tidak hanya memungkinkan tetapi juga merupakan pilihan yang layak secara ekonomi untuk mengurangi emisi metana dari tempat pembuangan sampah. Marathon dan Nodal berhasil menangkap metana dari tempat pembuangan sampah, mengubahnya menjadi listrik, dan menggunakannya untuk memberi daya pada pusat data Nodal. Bagi operator pusat data seperti Marathon dan Nodal, proyek ini menguntungkan secara finansial, karena kami menyadari biaya rata-rata industri yang lebih rendah untuk komputasi dengan uptime tinggi yang dapat diandalkan. Bagi TPA, yang sebelumnya tidak memiliki insentif untuk memanfaatkan gas metana secara produktif, komputasi aset digital memberikan katalis untuk mengurangi emisi secara lebih efektif dengan menciptakan aliran pendapatan baru yang tidak dapat dihasilkan jika tidak dilakukan. Proyek ini memang merupakan win-win solution bagi semua pihak yang terlibat.

Selain itu, kami yakin teknik dan wawasan yang diperoleh dari proyek ini membuka peluang baru di lokasi TPA dan industri lainnya di mana kami dapat memanfaatkan teknologi pemanenan energi untuk memanfaatkan sumber energi yang kurang dimanfaatkan atau terbuang dan mengubahnya menjadi aset yang produktif dan lebih berkelanjutan.

Penafian: Laporan ini disediakan untuk tujuan informasi umum saja. Pendapat yang dikemukakan dalam laporan ini mungkin berbeda dengan pendapat yang diungkapkan oleh Marathon Digital Holdings (“MDH”), pejabat, karyawan, direktur atau penasihatnya, atau afiliasinya. Informasi dalam laporan ini bukan merupakan saran atau informasi investasi, hukum, akuntansi atau lainnya oleh MDH atau pejabatnya, karyawannya, direktur atau penasihatnya atau afiliasinya. Informasi diperoleh dari sumber yang diyakini dapat diandalkan, namun MDH atau afiliasinya tidak menjamin kelengkapan atau keakuratannya. Pandangan dan kinerja masa lalu bukanlah jaminan hasil di masa depan. Informasi dalam laporan dapat berubah tanpa pemberitahuan dan tidak dijamin lengkap, benar atau terkini, dan mungkin tidak mencerminkan perkembangan terkini.

Sumber: Majalah Bitcoin

Pos Laporan Pembelajaran LFG: Komputasi Aset Digital Adalah Pendekatan yang Layak Secara Ekonomi untuk Mengurangi Emisi Metana TPA muncul pertama kali di Crypto Breaking News.