Nhiệt thải từ khai thác Bitcoin làm ấm nhà kính ở Canada

Việc đào Bitcoin dựa trên phần cứng chuyên dụng thực hiện hàng nghìn tỷ phép tính để bảo mật mạng và xác thực giao dịch. Quá trình xử lý liên tục này tạo ra lượng nhiệt đáng kể, tương đương với trung tâm dữ liệu nhưng thường có mật độ công suất cao hơn. Theo truyền thống, các nhà vận hành thải ra lượng nhiệt này như một sản phẩm phụ hoặc dựa vào hệ thống làm mát tiêu thụ nhiều điện hơn. Ở các vùng khí hậu lạnh, điều này tạo ra một nghịch lý: điện được sử dụng để tạo ra nhiệt, và năng lượng bổ sung lại được tiêu tốn để làm mát nhằm ngăn chặn sự tích tụ nhiệt. Tuy nhiên, chính lượng nhiệt này có thể được thu hồi và tái sử dụng, biến một sản phẩm thải thành một dạng năng lượng có ích.

Tại Manitoba, một nỗ lực hợp tác giữa nhà sản xuất thiết bị Canaan và Bitforest Investment đang kiểm tra xem nhiệt được tạo ra từ việc đào có thể hỗ trợ canh tác trong nhà kính hay không. Dự án được thiết kế dưới dạng một thử nghiệm khái niệm kéo dài 24 tháng và vận hành với công suất đào khoảng 3 megawatt, sử dụng khoảng 360 máy đào Avalon làm mát bằng chất lỏng. Nhiệt được thu thập thông qua một hệ thống vòng kín và chuyển đến mạng sưởi ấm bằng nước của nhà kính. Thay vì thay thế cơ sở hạ tầng sưởi ấm hiện có, hệ thống làm nóng nước đầu vào, giảm lượng năng lượng cần thiết từ các lò sưởi truyền thống, đặc biệt là vào những tháng mùa đông khắc nghiệt.

Nhà kính, đặc biệt là ở các khu vực phía bắc, cần sự ấm áp ổn định và đáng tin cậy để duy trì các loại cây trồng quanh năm như cà chua. Theo nghĩa kỹ thuật, việc khai thác nhiệt cung cấp một luồng năng lượng dự đoán được và liên tục, nếu được thu hồi hiệu quả, có thể chuyển đổi thành năng lượng nhiệt hữu ích cho việc sưởi ấm công nghiệp. Việc sử dụng làm mát bằng chất lỏng đóng vai trò trung tâm trong động lực này vì nó thu nhiệt ở nhiệt độ cao hơn và ổn định hơn so với làm mát bằng không khí, mở rộng tiềm năng ứng dụng vượt ra ngoài việc sưởi ấm không gian đơn giản sang sưởi ấm khu vực và các quy trình công nghiệp.

Bạn có biết không? Ở một số khu vực của Phần Lan và Thụy Sĩ, nhiệt thải từ các trung tâm dữ liệu truyền thống được sử dụng để sưởi ấm toàn bộ các khu dân cư thông qua mạng lưới sưởi ấm đô thị.

Khởi nghiệp Manitoba kết nối Canaan, một nhà cung cấp thiết bị khai thác mỏ hàng đầu, với Bitforest Investment, một công ty tập trung vào cơ sở hạ tầng và nông nghiệp bền vững. Dung lượng khai thác 3 MW của dự án được thiết kế để hoạt động như một minh chứng khái niệm, thu thập dữ liệu về việc thu hồi nhiệt và tích hợp với các hệ thống sưởi ấm hiện có. Các thiết bị khai thác làm mát bằng chất lỏng được kết nối với hệ thống trao đổi nhiệt vòng kín chuyển năng lượng nhiệt vào cơ sở hạ tầng sưởi ấm của nhà kính, hiệu quả làm nóng nước được sử dụng để kiểm soát khí hậu.

Thay vì chỉ dựa vào các hệ thống sưởi truyền thống, dự án thí điểm sử dụng nhiệt khai thác làm thiết bị làm nóng trước, giảm lượng năng lượng lấy từ lò hơi trong những tháng lạnh. Cách tiếp cận này không chỉ làm giảm chi phí vận hành mà còn định vị các cơ sở khai thác mỏ như những đối tác tiềm năng trong các hệ sinh thái năng lượng địa phương, thay vì là các địa điểm công nghiệp tách biệt. Điều này phản ánh xu hướng lớn hơn trong thiết kế trung tâm dữ liệu, nơi nhiệt thải đang được tái sử dụng cho nhu cầu đô thị và khu vực, củng cố ý tưởng rằng hạ tầng kỹ thuật số có thể bổ sung cho các mạng năng lượng truyền thống.

Nhà kính đòi hỏi nguồn nhiệt ổn định, chất lượng cao để duy trì nhiệt độ ổn định cho cây trồng. Dự án Manitoba lập luận rằng nhiệt từ khai thác, khi được thu hồi hiệu quả, có thể đáp ứng một phần lớn nhu cầu đó. Làm mát bằng chất lỏng, bằng cách duy trì các độ chênh nhiệt độ cao hơn, cải thiện triển vọng thu hồi nhiệt và mở rộng phạm vi các đầu ra có thể sử dụng - từ việc làm nóng nước trước đến hỗ trợ các quy trình phụ trợ trong các bước hoàn thiện và sấy khô trong nông nghiệp.

Các ngành công nghiệp khác đang khám phá các khái niệm tương tự, bao gồm sưởi ấm gia đình, sấy công nghiệp và mạng lưới khu vực, làm một phần của nỗ lực rộng lớn hơn nhằm xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật số tiết kiệm năng lượng hơn. Mặc dù việc tái sử dụng nhiệt không loại bỏ hoàn toàn lượng tiêu thụ năng lượng của quá trình khai thác, nhưng nó có thể cải thiện đáng kể hiệu suất sử dụng năng lượng bằng cách chuyển đổi một phần đầu vào điện thành năng lượng nhiệt có ích thay vì tiêu tán nó dưới dạng năng lượng thừa.

Mô hình Manitoba không phải là một giải pháp vạn năng. Chi phí ban đầu cho các hệ thống làm mát bằng chất lỏng và thiết bị trao đổi nhiệt cao hơn so với các hệ thống truyền thống, và hiệu quả kinh tế phụ thuộc vào nhu cầu nhiệt ổn định và gần các người dùng nhiệt. Không phải mọi địa điểm đều có đối tác gần đó có thể sử dụng hiệu quả nhiệt được thu hồi, vì việc vận chuyển nhiệt trên quãng đường dài gây ra hao phí. Ngoài ra, bất kỳ hệ thống sưởi nào cũng phải đảm bảo độ tin cậy; thời gian hoạt động khai thác là điều kiện tiên quyết để có đầu ra nhiệt ổn định. Lợi ích môi trường được tăng cường khi khai thác sử dụng điện có lượng carbon thấp, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng năng lượng xanh trong các triển khai trong tương lai.

Tuy nhiên, sáng kiến của Manitoba có thể cung cấp các mô hình có thể sao chép cho các vùng khí hậu lạnh, có thể cho phép triển khai ở các khu vực phía bắc của Hoa Kỳ, một số phần của châu Âu và các khu vực nông nghiệp khác phụ thuộc vào nhà kính được sưởi ấm. Bằng cách xem khai thác mỏ là cơ sở hạ tầng có thể hỗ trợ nhu cầu năng lượng địa phương, ngành công nghiệp này đang tiến gần hơn đến một kịch bản mà khai thác tiền điện tử tích hợp với kế hoạch phát triển khu vực tổng thể, thay vì tách biệt như một hoạt động tiêu thụ năng lượng cao.

Khi ngành công nghiệp kiểm tra và tinh chỉnh các mô hình này, câu chuyện đang thay đổi về dấu vân tay năng lượng của Bitcoin có thể chuyển hướng từ những tranh luận về mức tiêu thụ tổng thể sang việc sử dụng thông minh, cục bộ hơn năng lượng—nơi mà nhiệt lượng được tạo ra từ khai thác số trở thành tài sản hữu hình cho cả cộng đồng và doanh nghiệp.