抽象的
在本研究中，我们发现使用垃圾填埋气 (LFG) 进行数字资产计算（例如比特币挖矿）不仅可行，而且经济上可行，对环境有益。为了支持这一理论，Marathon 与 Nodal Power 合作，利用其项目的过剩产能，该项目完全由垃圾填埋场甲烷气体提供动力。此次合作利用 Nodal 的专利技术，成功利用了垃圾填埋场的甲烷，将其转化为电能，并用它为现场数据中心供电。事实证明，这一过程始终可靠，正常运行时间长，并为 Marathon 和 Nodal 带来了经济效益。电力成本远低于行业平均水平，垃圾填埋场从以前未开发的资源中获得了收入，否则这些资源将被浪费。此外，用垃圾填埋气为计算供电可有效减少甲烷排放。在垃圾填埋场不得不燃烧甲烷的情况下，数字资产计算被证明在减轻排放方面更有效。
该试点项目是 Marathon 首次成功试运行“能量收集”项目，该项目包括致力于将废物转化为能源、回收甲烷气体、利用闲置或过剩能源稳定电网以及将数据中心产生的热量重新用于工业和商业用途的举措。
介绍
甲烷是一种强效温室气体，其全球变暖潜能值在 20 年内是二氧化碳的 80 倍。根据全球甲烷评估，“未来十年减少甲烷排放将比单纯减少二氧化碳排放更能使地球保持凉爽。”在我们的《垃圾变现》报告中，我们指出垃圾填埋场造成了全球 11% 的甲烷排放，而最近的研究表明，这些排放量可能比之前估计的高出 1.4 到 2.6 倍。
认识到垃圾填埋场是甲烷的主要排放源，我们相信有机会利用我们的数字资产计算技术使垃圾填埋场更加可持续。能够生产足够数量甲烷的大型垃圾填埋场可以选择通过废物转化为能源的技术以经济的方式减少其排放。这些场所可以将捕获的甲烷转化为两种形式的可持续能源：1）可出售给电网的电力；2）可通过管道输送的可再生天然气 (RNG)。不幸的是，传统的废物转化为能源的方法对于较小或较偏远的垃圾填埋场而言通常不可行或不经济。在我们的报告中，我们提出了一种更可行、双赢的解决方案，我们认为这种解决方案对于当今较小的垃圾填埋场也是可行的：从垃圾填埋场捕获甲烷，将其转化为电能，并为数字资产数据中心供电，以经济地减少甲烷排放。
为了验证我们的理论，Marathon 启动了一个试点项目，通过加入 Nodal 的离网数字资产计算设施，使用来自垃圾填埋场的 100% 可再生离网能源为比特币数据中心供电。
试点详情
地点：美国犹他州
发射日期：2023 年 9 月 27 日
试点状态：正在进行中
持续时间：240+天
容量：270千瓦
计算设备：83 S19J Pros
操作哈希率（计算能力）：8.3 PH/s
图 1：Marathon 和 Nodal 的项目
来源：Nodal Power
来源：Nodal Power
这项试点的结果支持了我们最初的理论。Marathon 和 Nodal 利用垃圾填埋场产生的甲烷并将其转化为电能，为数字资产数据中心供电。垃圾填埋场成功减少了甲烷排放量，同时产生了原本无法获得的收入来源。Marathon 和 Nodal 的能源成本远低于行业平均水平，并且保持了高于平均水平的正常运行时间。此外，这是 Marathon 首次成功试验“能源收集”，标志着我们开发可持续和包容性能源项目的重要里程碑。这些项目包括将废物转化为能源、回收甲烷气体、利用闲置或过剩能源稳定能源网，以及将采矿系统产生的热量再利用于工业和商业流程。
关键指标的定义和计算
在我们的试点项目中，我们跟踪了各种指标，以评估我们运营的有效性和影响。以下是本报告使用的关键指标，每个指标都概述了其定义和计算方法。
平均操作哈希率
所有运行的数字资产计算设备在特定时间段内产生的平均哈希率或计算能力，以每秒千万亿次哈希 (PH/s) 为单位。
矿池报告的每日哈希率/总天数
正常运行时间
计算设备正常运行的时间百分比。
正常运行时间 = 矿池报告的哈希率分钟数/总分钟数
甲烷利用
用于发电的甲烷气体（CH4）的体积，以标准立方英尺（SCF）为单位。
CH4 利用率 (SCF) = 平均 PB (PH/s) × 甲烷利用率 (SCF/PH/s/天) × 天数
二氧化碳当量排放量 (C02e)
CO2e 通过将甲烷等各种温室气体的影响与等量二氧化碳的影响进行比较，量化了甲烷等各种温室气体对全球变暖的影响。这种比较基于每种气体的全球变暖潜能值 (GWP)，该系数表示特定时间范围内单位气体相对于相同单位二氧化碳的相对变暖效应。我们使用的 GWP 时间线为 20 年（系数：84）和 100 年（系数：28）。
C02e = 使用的 CH4 磅数 * GWP 因子
注意：我们假设在一个大气压和80华氏度下，1 SCF CH4 等于 0.045 磅。
每千瓦时（kWh）平均燃料成本
每千瓦时电力的平均成本包括运营和维护费用。
每千瓦时平均燃料成本 =
（SCF×每SCF 0.001002十热量单位×甲烷含量百分比×每十热量单位/千瓦时的费率）+（运营和维护成本/千瓦时）
结果
本节中介绍的结果反映了试点项目的前 240 天，从 2023 年 9 月 27 日到 2024 年 5 月 24 日。值得注意的是，这些发现并不涵盖项目的整个持续时间，而是特别关注这一时期。
甲烷利用
在 240 天的时间里，我们使用了大约 1610 万标准立方英尺甲烷。这个数字是根据每日利用率估算出来的，即每运行一千万亿次电能消耗大约 8400 标准立方英尺甲烷。
如果我们不利用这些甲烷，垃圾填埋场就会把它焚烧掉。虽然焚烧确实通过将甲烷转化为二氧化碳来降低甲烷的全球变暖潜力，但效率只有 92% 左右。平均而言，仍有 8% 的焚烧甲烷逃逸到大气中。通过将甲烷重新定向为往复式发动机提供动力，为 Nodal 的数据中心生产电力，我们实现了接近 100% 的减排效率。这种方法使我们每千兆赫每天额外减排 672 标准立方英尺甲烷，而这些甲烷是无法通过焚烧减少的。在 240 天的时间里，我们阻止了大约 130 万标准立方英尺甲烷排放到大气中。
图 2：Marathon 和 Nodal 的 LFG 试点项目利用的甲烷（持续时间为 240 天）
来源：Nodal Power
二氧化碳当量影响
为了说明我们的试点项目对环境的影响，我们使用 20 年和 100 年的 GWP 时间线计算了其二氧化碳当量的甲烷利用率。
我们所利用的甲烷总量为 1610 万标准立方英尺，我们的研究结果表明，按照 20 年 GWP 时间线计算，我们帮助防止了约 6090 万磅二氧化碳当量的排放，按照 100 年 GWP 时间线计算，我们帮助防止了约 2030 万磅二氧化碳当量的排放。
根据美国环境保护署 (EPA) 的数据，一辆普通的燃气动力乘用车每年排放约 9,200 磅二氧化碳。因此，在 240 天的时间里，我们的项目按 20 年 GWP 时间线减排了相当于 6,627 辆燃气动力乘用车的排放量，按 100 年 GWP 时间线减排了相当于 2,209 辆燃气动力乘用车的排放量。
如果我们只考虑燃烧之外的 120 万标准立方英尺甲烷减排量，那么按照 20 年 GWP 时间线，我们可防止排放约 480 万磅二氧化碳当量，按照 100 年 GWP 时间线，我们可防止排放约 160 万磅二氧化碳当量。因此，在 240 天内，我们的项目减排量相当于 530 辆燃气驱动乘用车（按照 20 年 GWP 时间线计算）和 177 辆燃气驱动乘用车（按照 100 年 GWP 时间线计算）的年排放量。
图 3：Marathon 和 Nodal 的 LFG 试点项目利用的二氧化碳当量甲烷（持续时间为 240 天）
来源：Nodal Power
运营效率和正常运行时间
我们在现场使用往复式发动机将甲烷转化为电能。该发动机每千瓦时可产生高达 10,000 BTU 的电能，相当于转换效率约为 34%。与平均效率分别为 32% 和 33% 的普通煤电厂和现有核电厂相比，Nodal 发电机的效率略高。
图 4：普通天然气发电厂、现有核电站和燃煤发电厂与 Nodal 现场往复式发电机的效率对比
来源：Nodal Power，EIA
图 5：现场往复式发电机和数据中心
来源：Nodal Power
此外，为了有效利用甲烷用于发电，它通过气体压缩和调节装置进行处理。这一关键步骤对甲烷进行了精炼和加压，使其达到必要的标准。处理的程度取决于气体质量，而气体质量直接受垃圾填埋场的有机物成分影响。在本例中，垃圾填埋气中约有 50% 含有甲烷，因此处理要求相对较低。
图 6：气体压缩和调节装置
来源：Nodal Power
该项目成功的一个关键因素是垃圾填埋场能够凭借其有利的废物成分和体积产生稳定的甲烷流。在开始该项目时，我们预计正常运行时间为 85%，大约与行业平均水平相当。然而，我们的试点超出了预期，正常运行时间达到了 92%。停机时间主要是由于维护目的，而不是由于缺乏气体供应。
图 7：Marathon 和 Nodal 试点项目的平均正常运行时间
来源：Nodal Power、TheMinerMag
*数字资产计算提供商的平均正常运行时间基于平均比特币哈希率实现率。这些提供商包括 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 和 Digihost Technology。数据于 2024 年 5 月 28 日访问，此后可能已发生变化。
马拉松、Nodal 和垃圾填埋场的财务利益
Nodal 发电厂的发电成本为每千瓦时 0.03 美元，其中包括运营和维护成本。这一成本还不到工业部门平均每千瓦时 0.08 美元的一半。
图 8：Marathon 和 Nodal 的 LFG 试点项目的平均燃料成本（包括电力、运营和维护成本）
来源：节点功率、哈希率指数
我们的试点项目不符合碳排放额度或可再生能源额度 (REC) 的资格，而许多类似站点通常会获得这些优惠。如果我们符合这些激励条件，我们的计算费用就会大大降低。
在 240 天的时间里，Marathon 和 Nodal 使用了大约 140 万千瓦时的电力，垃圾填埋场可以从中产生收入。如果没有 Marathon 和 Nodal 的试点项目，垃圾填埋场就会燃烧多余的甲烷，不会产生任何额外的经济效益。面对有限的选择，垃圾填埋场可以燃烧甲烷而不产生任何经济效益，也可以利用它为现场数据中心供电。试点项目证明，后一种选择不仅可以防止浪费，还可以将以前无利可图的副产品转化为收入来源。
结论
我们的试点项目结果成功验证了我们最初的理论。数字资产计算不仅是可行的，而且是减少垃圾填埋场甲烷排放的经济可行选择。Marathon 和 Nodal 成功地从垃圾填埋场捕获了甲烷，将其转化为电能，并用它为 Nodal 的数据中心供电。对于 Marathon 和 Nodal 这样的数据中心运营商来说，该项目具有经济优势，因为我们实现了低于行业平均水平的计算成本，同时保证了可靠的高正常运行时间。对于之前没有动力将甲烷气体投入生产用途的垃圾填埋场来说，数字资产计算通过创造原本无法产生的新收入来源，为更有效地减少排放提供了催化剂。这个项目确实对所有参与方来说都是双赢的。
此外，我们相信从该项目中获得的技术和见解将为垃圾填埋场和其他行业打开新的机遇之门，我们可以利用我们的能量收集技术来挖掘未充分利用或浪费的能源，并将其转化为更有生产力、更可持续的资产。
免责声明：本报告仅供一般参考。报告中表达的观点可能与 Marathon Digital Holdings（“MDH”）、其高管、员工、董事或顾问或其附属公司的观点不同。本报告中的信息不构成 MDH 或其高管、员工、董事或顾问或其附属公司提供的投资、法律、会计或其他建议或信息。信息来自可靠来源，但 MDH 或其附属公司不保证其完整性或准确性。展望和过去的表现并不能保证未来的结果。报告中的信息可能会在未经通知的情况下更改，并且不保证其完整性、正确性或最新性，并且可能无法反映最新的发展。
来源：比特币杂志
《LFG 学习报告：数字资产计算是减少垃圾填埋场甲烷排放的经济可行方法》首先出现在 Crypto Breaking News 上。
