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北美矿业专栏(十):比特币矿机废热可以如何利用?

TSE 吴说Real 2022-07-25

本文编辑 | TSE(擎速能源)Kate Li



本文由北美矿场服务商 TSE 冠名,内容不构成财务建议,不代表吴说观点与立场。

比特币的流行引起了全球围绕其对生态环境影响的担忧。哥伦比亚大学气候学院 2021 年的一份报告指出比特币挖矿每年消耗 121.36 太瓦时,超过了阿根廷一年的耗电量。特斯拉创始人 Elon Musk  对于比特币态度也出现转变,曾说认为比特币有潜力成为互联网原生货币,然而现在却认为比特币的耗能会影响环境。可能正是由于他的态度转变,特斯拉也不再接受比特币作为支付方式。

比特币挖矿目前确实存在着一定的能源消耗问题,但是比特币挖矿目前在逐渐改变其能源使用的总量和效率,力图尽量不影响居民生活,并努力对环境带来的积极影响,这或许可以逐渐使市场对其的看法有所改观。那么,挖矿除了产生比特币,还可以获得哪些效用呢?

实际上,矿工们一直在不断探索。其中,有的矿工尝试着将比特币挖矿产热与供暖结合,甚至拓展到了商业合作。他们既获得了比特币,又获得热力收益,还为传统行业赋能。这种模式重新定义了比特币挖矿 —— 利用热量抵消碳足迹,向环境友好的方向发展。本篇文章将为您介绍这种“比特币挖矿+热能应用”的模式。

(图片来源:Bitcoin Magazine)

让我们来算一笔账吧。

理论上,消耗 N 瓦功率(并且不输出电力或其他形式的能量)的设备最终将每秒产生 N 焦耳的热量。而现实生活中,由于存在着一定的热损耗,此处我们假设比特币矿机的热转换率为 95%。以算力为 100 T,功耗比为 29.5 W/T 的 S19 PRO 为例,其矿机功率为 2,950 W,那么它就相当于功耗为 2802.5 W 的供暖器。

在电费为 7.88 美分/kWh 的不列颠哥伦比亚省,每天支付了 5.30 美元的电费,若币价为 23,000 美元,那么它每天产生约 10.47 美元的挖矿收入,即每天 5.17 美元的净利润(不考虑硬件折旧或者维护成本)。

此时矿机每天产生的热能消耗在 67.26 千瓦时(度),而以 100 平方米的办公楼采暖为例,一天耗电量约为 60 度(具体数值受空调、办公电脑数量等的影响)。

(加拿大用矿机供暖的建筑,CoinDesk)

房屋供暖会受到季节温度的影响,气温较低的冬天是合适的应用场景。但除了供暖以外,任何需要热能的场景,都可以用到比特币矿机,例如热水淋浴、温室种植、干燥木材等等。

接下来让我们了解一下这几年市场的发展吧。

2018年及之前 —— “蛮荒时代”

此时矿圈的个人矿工在独自探索,供暖方式还比较简单,即将矿机直接放在温室内部,利用矿机运行时的产热加上风扇,形成热风,对周围空气进行加温,和传统的热风采暖异曲同工。

最早的“比特币挖矿+加热”在 2017 年就报道过应用场景了。北加利福尼亚州的 Rahdi Fakhoury 用两台比特币矿机和两台以太坊矿机来为他 1,650 平方英尺的房子供暖。在室外温度为 -1℃ 的时候,他所在的室内甚至还有点热,需要开窗透气。当然,噪音也很大,并且在夏天的时候还要关机防止过热。

根据 whattomine.com 的计算,当时随着比特币价格飙升至 11,000 美元,Fakhoury 一天通过挖矿赚了60美元,而只花费了 6 美元的电费。

(图片来源:CBCnews 视频截图)

在 2018 年,加拿大曼尼托巴省的圣弗朗索瓦泽维尔(St. Francois Xavier),Myera Group 的总裁 Bruce Hardy 使用比特币矿机来为温室供暖,种植蔬菜。

如图中可以看到,不远处的木质栅栏中放着数台比特币矿机,而置于左侧的蔬菜则由巨大风扇带来的热风维持着环境温度。

除此之外,通过使用矿机,Thomas Smith 在温室中种植西红柿、给鸡舍加温来助产更多的鸡蛋;计算机科学家 Haschek预热来他的中央通风系统中的空气;比特币ATM运营商WinnipegBTC的创始人 Kevin Carthy 则为办公室和冬季小型电动汽车进行供暖。

        (Thomas Smith用矿机给鸡舍加温,来源:Coindesk报道)

2018 年至 2020 年 —— “中古时代”

经过短暂的个体探索后,有的公司觉得发现了商机,并开始投入“挖矿+热能”规模化产品的生产,或者研发定制系统让挖矿供热更加高效,例如 Qarno、Green Heat 等公司都开始小试牛刀。

法国初创公司 Qarnot曾向建筑公司出售矿机加热器,并创建了一个不断扩大的分布式数据中心。之后它推出了一款家用挖矿加热器 QC1,默认情况下设计用于挖掘以太坊,价格为 3,600美元。根据以太坊的当时价格,顾客每月开采约 120 美元的以太坊,相当于在收回成本之前持续加热 30 个月,这还不包括运行成本。目前该机器已经停止销售。

矿机制造商 Heatmine 也在魁北克省的诺伊维尔村试点开采加密货币,为种植草莓的温室供暖,以对抗霜冻,帮助其抵消电力成本。只是现在这家初创公司已经倒闭了。

之后的 2019 年,出现了一家名为 Green Heat 的公司,它开发了 HeatMiner —— 基于比特币或 GPU 的家用加热式矿机,可以超频运算,还可以加热房屋或游泳池,并且噪音很小。与 Heatmine 公司不同,这款机器原价 2,500 美元,现在还可在官网打九折购买。

(Green Heat 的产品 HeatMiner)

2020 年,总部位于瑞典的大型加密采矿公司 Genesis Mining 通过定制的风管系统将矿箱连接到温室,以回收挖矿产生的热量,为生产水果和蔬菜的温室供暖。高级讲师 Andreas Johansson 在设计从数据中心到温室的气流系统时进行了计算预测:如果该项目能够将温室温度从 25℃ 提高至 45℃,温室的规模可以增加两倍,这也能给矿场带来更多的收益。

2021 年后 —— “启蒙时代”

随着研发的进步,芯片制程、产品工艺等技术更上一层楼,企业开始尝试为更大范围的建筑群供暖,也拓宽思路进行了新的横向拓展。结果具体如何,让我们拭目以待,看看这场“启蒙时代”会持续多久。

      (来源:Bitcoinist报道 )

2021 年的 10 月份,加拿大比特币矿业公司 MintGreen与北温哥华的能源供应商 Lonsdale Energy 合作利用比特币矿机,而非传统天然气为房屋供暖,项目预计在 2022 年启动,但目前还没有音信。据报道,MintGreen 将使用他们专有的“数字锅炉”,将热能供应给 100 座住宅和商业建筑,他们的设备还可以防止每兆瓦 20,000 公吨(一公吨等于 1,000 千克)的温室气体进入大气层。

此时同样也出现了新的应用场景,在位于挪威奥斯陆以西 40 英里的小镇 Hønefoss 郊区,矿企 Kryptovault 利用管道回收比特币风冷矿机排放的热空气,来干燥被雪打湿的木材。据报道,Hønefoss 仓库的温度经过采暖可以达到 55℃。

(Kryptovault位于Hønefoss的仓库的隔音设施,摄影:Elin Høyland/The Guardian)

只是风冷矿场的噪音太大,遭到了邻居的投诉,Kryptovault 不得不花费约 150 万英镑来隔音。图为Kryptovault位于Hønefoss的仓库的隔音设施。目前仓库中共有 6,500 台矿机,预计今年秋天总共会部署 15,000 台矿机进行挖矿。

而 Bitcoin Bloem 则在荷兰北布拉班特省的温室中开采比特币并种植花卉:它可以获得更便宜的电力,而农民获得热量来种花。他们称其为比特币花,在官网就可以购买。他们认为用比特币矿机的热量取代污染性的燃气加热器,可以减少温室气体的使用,有益于环保。

把 ASIC 矿机当做锅炉的想法已经存在多年 —— 从 2016 年起,MingEnergy 团队就有了制造 Bit-Heater 的概念,但是他们历时 5 年,到 2021 年才造出成品,此时同市场上已经有一些家用或者企业用的矿机。例如其中的SAI.TECH 公司成立于2019年,总部位于新加坡,在 2022 年已通过 SPAC 上市,进入了证券市场。

         

通过梳理市场发展我们可以发现,除开个体矿工的自行安装尝试,想要把比特币和热能结合,并得出成体系产品投入市场,还需要更精细更针对性的研究,一路走来,有企业上市,但也有企业“死”在了前进的过程中。在产品投入使用的之前,还有各种技术问题需要突破,需要迭代。实务中的操作,并不像将理论上的故事讲出来那么简单。

有朝一日,如果矿工们能真正突破技术问题,实现符合效益的规模化“绿色”挖矿,相信挖矿行业会进入下一个“全盛时代”。

参考文章:

https://www.nature.com/articles/s41558-018-0321-8

https://finance.yahoo.com/news/bitcoin-miner-havent-paid-heat-three-years-143714695.html

https://www.cbc.ca/news/canada/manitoba/bitcoin-mining-greenhouse-fish-farm-1.4470295

https://www.coindesk.com/markets/2021/03/01/mining-bitcoin-for-heat-strawberries-and-chickens/

https://bitcoinist.com/north-vancouver-plans-to-be-the-worlds-first-city-heated-by-bitcoin/

https://www.newsbtc.com/news/company/how-is-sai-tech-a-recently-listed-bitcoin-mining-operator-driving-towards-carbon-neutrality/



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