抽象的
在本研究中，我們發現使用垃圾填埋氣 (LFG) 進行數字資產計算（例如比特幣挖礦）不僅可行，而且經濟上可行，對環境有益。爲了支持這一理論，Marathon 與 Nodal Power 合作，利用其項目的過剩產能，該項目完全由垃圾填埋場甲烷氣體提供動力。此次合作利用 Nodal 的專利技術，成功利用了垃圾填埋場的甲烷，將其轉化爲電能，並用它爲現場數據中心供電。事實證明，這一過程始終可靠，正常運行時間長，併爲 Marathon 和 Nodal 帶來了經濟效益。電力成本遠低於行業平均水平，垃圾填埋場從以前未開發的資源中獲得了收入，否則這些資源將被浪費。此外，用垃圾填埋氣爲計算供電可有效減少甲烷排放。在垃圾填埋場不得不燃燒甲烷的情況下，數字資產計算被證明在減輕排放方面更有效。
該試點項目是 Marathon 首次成功試運行“能量收集”項目，該項目包括致力於將廢物轉化爲能源、回收甲烷氣體、利用閒置或過剩能源穩定電網以及將數據中心產生的熱量重新用於工業和商業用途的舉措。
介紹
甲烷是一種強效溫室氣體，其全球變暖潛能值在 20 年內是二氧化碳的 80 倍。根據全球甲烷評估，“未來十年減少甲烷排放將比單純減少二氧化碳排放更能使地球保持涼爽。”在我們的《垃圾變現》報告中，我們指出垃圾填埋場造成了全球 11% 的甲烷排放，而最近的研究表明，這些排放量可能比之前估計的高出 1.4 到 2.6 倍。
認識到垃圾填埋場是甲烷的主要排放源，我們相信有機會利用我們的數字資產計算技術使垃圾填埋場更加可持續。能夠生產足夠數量甲烷的大型垃圾填埋場可以選擇通過廢物轉化爲能源的技術以經濟的方式減少其排放。這些場所可以將捕獲的甲烷轉化爲兩種形式的可持續能源：1）可出售給電網的電力；2）可通過管道輸送的可再生天然氣 (RNG)。不幸的是，傳統的廢物轉化爲能源的方法對於較小或較偏遠的垃圾填埋場而言通常不可行或不經濟。在我們的報告中，我們提出了一種更可行、雙贏的解決方案，我們認爲這種解決方案對於當今較小的垃圾填埋場也是可行的：從垃圾填埋場捕獲甲烷，將其轉化爲電能，併爲數字資產數據中心供電，以經濟地減少甲烷排放。
爲了驗證我們的理論，Marathon 啓動了一個試點項目，通過加入 Nodal 的離網數字資產計算設施，使用來自垃圾填埋場的 100% 可再生離網能源爲比特幣數據中心供電。
試點詳情
地點：美國猶他州
發射日期：2023 年 9 月 27 日
試點狀態：正在進行中
持續時間：240+天
容量：270千瓦
計算設備：83 S19J Pros
操作哈希率（計算能力）：8.3 PH/s
圖 1：Marathon 和 Nodal 的項目
來源：Nodal Power
來源：Nodal Power
這項試點的結果支持了我們最初的理論。Marathon 和 Nodal 利用垃圾填埋場產生的甲烷並將其轉化爲電能，爲數字資產數據中心供電。垃圾填埋場成功減少了甲烷排放量，同時產生了原本無法獲得的收入來源。Marathon 和 Nodal 的能源成本遠低於行業平均水平，並且保持了高於平均水平的正常運行時間。此外，這是 Marathon 首次成功試驗“能源收集”，標誌着我們開發可持續和包容性能源項目的重要里程碑。這些項目包括將廢物轉化爲能源、回收甲烷氣體、利用閒置或過剩能源穩定能源網，以及將採礦系統產生的熱量再利用於工業和商業流程。
關鍵指標的定義和計算
在我們的試點項目中，我們跟蹤了各種指標，以評估我們運營的有效性和影響。以下是本報告使用的關鍵指標，每個指標都概述了其定義和計算方法。
平均操作哈希率
所有運行的數字資產計算設備在特定時間段內產生的平均哈希率或計算能力，以每秒千萬億次哈希 (PH/s) 爲單位。
礦池報告的每日哈希率/總天數
正常運行時間
計算設備正常運行的時間百分比。
正常運行時間 = 礦池報告的哈希率分鐘數/總分鐘數
甲烷利用
用於發電的甲烷氣體（CH4）的體積，以標準立方英尺（SCF）爲單位。
CH4 利用率 (SCF) = 平均 PB (PH/s) × 甲烷利用率 (SCF/PH/s/天) × 天數
二氧化碳當量排放量 (C02e)
CO2e 通過將甲烷等各種溫室氣體的影響與等量二氧化碳的影響進行比較，量化了甲烷等各種溫室氣體對全球變暖的影響。這種比較基於每種氣體的全球變暖潛能值 (GWP)，該係數表示特定時間範圍內單位氣體相對於相同單位二氧化碳的相對變暖效應。我們使用的 GWP 時間線爲 20 年（係數：84）和 100 年（係數：28）。
C02e = 使用的 CH4 磅數 * GWP 因子
注意：我們假設在一個大氣壓和80華氏度下，1 SCF CH4 等於 0.045 磅。
每千瓦時（kWh）平均燃料成本
每千瓦時電力的平均成本包括運營和維護費用。
每千瓦時平均燃料成本 =
（SCF×每SCF 0.001002十熱量單位×甲烷含量百分比×每十熱量單位/千瓦時的費率）+（運營和維護成本/千瓦時）
結果
本節中介紹的結果反映了試點項目的前 240 天，從 2023 年 9 月 27 日到 2024 年 5 月 24 日。值得注意的是，這些發現並不涵蓋項目的整個持續時間，而是特別關注這一時期。
甲烷利用
在 240 天的時間裏，我們使用了大約 1610 萬標準立方英尺甲烷。這個數字是根據每日利用率估算出來的，即每運行一千萬億次電能消耗大約 8400 標準立方英尺甲烷。
如果我們不利用這些甲烷，垃圾填埋場就會把它焚燒掉。雖然焚燒確實通過將甲烷轉化爲二氧化碳來降低甲烷的全球變暖潛力，但效率只有 92% 左右。平均而言，仍有 8% 的焚燒甲烷逃逸到大氣中。通過將甲烷重新定向爲往復式發動機提供動力，爲 Nodal 的數據中心生產電力，我們實現了接近 100% 的減排效率。這種方法使我們每千兆赫每天額外減排 672 標準立方英尺甲烷，而這些甲烷是無法通過焚燒減少的。在 240 天的時間裏，我們阻止了大約 130 萬標準立方英尺甲烷排放到大氣中。
圖 2：Marathon 和 Nodal 的 LFG 試點項目利用的甲烷（持續時間爲 240 天）
來源：Nodal Power
二氧化碳當量影響
爲了說明我們的試點項目對環境的影響，我們使用 20 年和 100 年的 GWP 時間線計算了其二氧化碳當量的甲烷利用率。
我們所利用的甲烷總量爲 1610 萬標準立方英尺，我們的研究結果表明，按照 20 年 GWP 時間線計算，我們幫助防止了約 6090 萬磅二氧化碳當量的排放，按照 100 年 GWP 時間線計算，我們幫助防止了約 2030 萬磅二氧化碳當量的排放。
根據美國環境保護署 (EPA) 的數據，一輛普通的燃氣動力乘用車每年排放約 9,200 磅二氧化碳。因此，在 240 天的時間裏，我們的項目按 20 年 GWP 時間線減排了相當於 6,627 輛燃氣動力乘用車的排放量，按 100 年 GWP 時間線減排了相當於 2,209 輛燃氣動力乘用車的排放量。
如果我們只考慮燃燒之外的 120 萬標準立方英尺甲烷減排量，那麼按照 20 年 GWP 時間線，我們可防止排放約 480 萬磅二氧化碳當量，按照 100 年 GWP 時間線，我們可防止排放約 160 萬磅二氧化碳當量。因此，在 240 天內，我們的項目減排量相當於 530 輛燃氣驅動乘用車（按照 20 年 GWP 時間線計算）和 177 輛燃氣驅動乘用車（按照 100 年 GWP 時間線計算）的年排放量。
圖 3：Marathon 和 Nodal 的 LFG 試點項目利用的二氧化碳當量甲烷（持續時間爲 240 天）
來源：Nodal Power
運營效率和正常運行時間
我們在現場使用往復式發動機將甲烷轉化爲電能。該發動機每千瓦時可產生高達 10,000 BTU 的電能，相當於轉換效率約爲 34%。與平均效率分別爲 32% 和 33% 的普通煤電廠和現有核電廠相比，Nodal 發電機的效率略高。
圖 4：普通天然氣發電廠、現有核電站和燃煤發電廠與 Nodal 現場往復式發電機的效率對比
來源：Nodal Power，EIA
圖 5：現場往復式發電機和數據中心
來源：Nodal Power
此外，爲了有效利用甲烷用於發電，它通過氣體壓縮和調節裝置進行處理。這一關鍵步驟對甲烷進行了精煉和加壓，使其達到必要的標準。處理的程度取決於氣體質量，而氣體質量直接受垃圾填埋場的有機物成分影響。在本例中，垃圾填埋氣中約有 50% 含有甲烷，因此處理要求相對較低。
圖 6：氣體壓縮和調節裝置
來源：Nodal Power
該項目成功的一個關鍵因素是垃圾填埋場能夠憑藉其有利的廢物成分和體積產生穩定的甲烷流。在開始該項目時，我們預計正常運行時間爲 85%，大約與行業平均水平相當。然而，我們的試點超出了預期，正常運行時間達到了 92%。停機時間主要是由於維護目的，而不是由於缺乏氣體供應。
圖 7：Marathon 和 Nodal 試點項目的平均正常運行時間
來源：Nodal Power、TheMinerMag
*數字資產計算提供商的平均正常運行時間基於平均比特幣哈希率實現率。這些提供商包括 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。數據於 2024 年 5 月 28 日訪問，此後可能已發生變化。
馬拉松、Nodal 和垃圾填埋場的財務利益
Nodal 發電廠的發電成本爲每千瓦時 0.03 美元，其中包括運營和維護成本。這一成本還不到工業部門平均每千瓦時 0.08 美元的一半。
圖 8：Marathon 和 Nodal 的 LFG 試點項目的平均燃料成本（包括電力、運營和維護成本）
來源：節點功率、哈希率指數
我們的試點項目不符合碳排放額度或可再生能源額度 (REC) 的資格，而許多類似站點通常會獲得這些優惠。如果我們符合這些激勵條件，我們的計算費用就會大大降低。
在 240 天的時間裏，Marathon 和 Nodal 使用了大約 140 萬千瓦時的電力，垃圾填埋場可以從中產生收入。如果沒有 Marathon 和 Nodal 的試點項目，垃圾填埋場就會燃燒多餘的甲烷，不會產生任何額外的經濟效益。面對有限的選擇，垃圾填埋場可以燃燒甲烷而不產生任何經濟效益，也可以利用它爲現場數據中心供電。試點項目證明，後一種選擇不僅可以防止浪費，還可以將以前無利可圖的副產品轉化爲收入來源。
結論
我們的試點項目結果成功驗證了我們最初的理論。數字資產計算不僅是可行的，而且是減少垃圾填埋場甲烷排放的經濟可行選擇。Marathon 和 Nodal 成功地從垃圾填埋場捕獲了甲烷，將其轉化爲電能，並用它爲 Nodal 的數據中心供電。對於 Marathon 和 Nodal 這樣的數據中心運營商來說，該項目具有經濟優勢，因爲我們實現了低於行業平均水平的計算成本，同時保證了可靠的高正常運行時間。對於之前沒有動力將甲烷氣體投入生產用途的垃圾填埋場來說，數字資產計算通過創造原本無法產生的新收入來源，爲更有效地減少排放提供了催化劑。這個項目確實對所有參與方來說都是雙贏的。
此外，我們相信從該項目中獲得的技術和見解將爲垃圾填埋場和其他行業打開新的機遇之門，我們可以利用我們的能量收集技術來挖掘未充分利用或浪費的能源，並將其轉化爲更有生產力、更可持續的資產。
免責聲明：本報告僅供一般參考。報告中表達的觀點可能與 Marathon Digital Holdings（“MDH”）、其高管、員工、董事或顧問或其附屬公司的觀點不同。本報告中的信息不構成 MDH 或其高管、員工、董事或顧問或其附屬公司提供的投資、法律、會計或其他建議或信息。信息來自可靠來源，但 MDH 或其附屬公司不保證其完整性或準確性。展望和過去的表現並不能保證未來的結果。報告中的信息可能會在未經通知的情況下更改，並且不保證其完整性、正確性或最新性，並且可能無法反映最新的發展。
來源：比特幣雜誌
《LFG 學習報告：數字資產計算是減少垃圾填埋場甲烷排放的經濟可行方法》首先出現在 Crypto Breaking News 上。
