Se acreditarmos no Greenpeace e em Greta Thunberg, então a mineração de Bitcoin é um resultado líquido negativo para chegar ao zero líquido, à medida que fervemos os oceanos em troca de dinheiro mágico da Internet. Os defensores ambientais afirmam que o pecado do Bitcoin é que ele utiliza combustíveis fósseis e incentiva um maior uso através da sua demanda por eletricidade.
E que uma transição para operações de mineração de Bitcoin mais ecológicas reduziria o desejo de se colarem às calçadas.
Mesmo os detratores mais salgados do Bitcoin afirmam que mesmo que o Bitcoin passe para o uso de energia verde (o que acontece em muitas partes do mundo), ainda não é suficiente e que a eletricidade deveria ser usada para algo mais benéfico.
Então eu pergunto: o que são essas coisas?
Não sei, nem eles, nem o mercado. Se houvesse melhores utilizações para essa eletricidade, certamente essas outras utilizações superariam a concorrência do Bitcoin, oferecendo aos produtores de energia um prémio mais elevado pela sua eletricidade.
Como os lucros dos mineradores de Bitcoin dependem da garantia de energia mais barata, se outro caso de uso surgir e superar o lance do minerador, ele não terá escolha a não ser desligar e encontrar uma fonte de energia nova e mais barata.
Mas os mercados energéticos não são um monólito! Parte da energia fica presa, parte da energia não tem equilíbrio entre oferta e demanda, e o Bitcoin pode entrar e fornecer uma base.
Alguns mercados de energia são novos e exigem que um comprador inicie o seu lançamento, e a lista continua.
Em 2024, a mineração de Bitcoin gera 54,5% de seu consumo de energia, agora alimentado por fontes renováveis, de acordo com a Bitcoin ESG Forecast, uma série de pesquisas de Daniel Batten, cofundador do fundo de mitigação de metano CH4 Capital.
Nada mal: energia solar, eólica, hidrelétrica e gás natural realizaram com sucesso um ataque de 51% às necessidades energéticas do Bitcoin.
Tornar-se ecológico nunca iria agradar aos malucos do clima
A interseção entre a mineração de Bitcoin e a sustentabilidade ambiental pode ter parecido improvável antes, mas há uma coisa sobre os Bitcoiners: eles adoram desafios e aceitam qualquer crítica.
Você não acha que o Bitcoin é verde o suficiente, bem, espere minha cerveja!
Quando o Bitcoin é extraído, o processo de prova de trabalho gera uma quantidade considerável de calor, calor que é desperdiçado, mas há uma tendência crescente de reaproveitá-lo, desde o funcionamento de estufas, secagem de madeira, até aquecimento de banheiras de hidromassagem. Os usos criativos estão começando a se transformar em soluções comercializáveis.
Alguns engenheiros inovadores estão até explorando sinergias entre Operações de mineração de Bitcoin e dessalinização de água processos. Ao aproveitar o desperdício substancial de calor gerado pelos mineradores ASIC, podemos criar um sistema de dupla finalidade que protege a rede Bitcoin enquanto produz água doce a partir de água do mar ou de fontes salobras.
A conexão de calor: mineradores ASIC e temperaturas de dessalinização
A mineração de Bitcoin depende de hardware especializado chamado Circuitos Integrados de Aplicação Específica (ASICs), que consomem enormes quantidades de eletricidade enquanto realizam os cálculos criptográficos necessários para manter o blockchain. Essas máquinas poderosas geram calor significativo como subproduto – calor que normalmente é dissipado através de sistemas de resfriamento e essencialmente desperdiçado.
Mineradores ASIC modernos, como o Antminer S19 Prooperam em temperaturas de junção em torno de 75-85°C (167-185°F) e exaustão de ar em temperaturas variando de 60-80°C (140-176°F). Esta produção de calor apresenta uma oportunidade única quando consideramos os requisitos de temperatura para processos de dessalinização de água.
Dessalinização térmica tradicional métodos, especialmente Flash de vários estágios (MSF) e Destilação Multiefeito (MED)operam com eficiência em faixas de temperatura surpreendentemente semelhantes. Os sistemas MSF normalmente exigem temperaturas de entrada entre 90-120°C (194-248°F), enquanto os sistemas MED podem operar efetivamente com temperaturas tão baixas quanto 60-80°C (140-176°F). A sobreposição entre a produção de calor residual do ASIC e os requisitos de entrada de dessalinização cria uma oportunidade atraente para integração.
Os processos de dessalinização térmica a baixa temperatura são particularmente adequados para a recuperação de calor ASIC.
Esses sistemas podem produzir água doce com temperaturas de entrada começando em torno de 60°C, tornando-os candidatos ideais para a utilização do calor residual da mineração de Bitcoin. A eficiência destes processos aumenta com temperaturas mais elevadas, mas permanecem viáveis mesmo com os níveis moderados de calor produzidos pelas operações de mineração.
Requisitos técnicos para integração de transferência de calor
A criação de um sistema eficaz de transferência de calor entre mineradores ASIC e equipamentos de dessalinização requer uma engenharia cuidadosa para maximizar a eficiência e, ao mesmo tempo, manter condições operacionais ideais para ambos os sistemas. O principal desafio reside na captura, transferência e utilização eficazes da energia térmica gerada pelo hardware de mineração.
Sistemas de captura e coleta de calor
O primeiro passo envolve a implementação de mecanismos eficientes de captura de calor. As configurações tradicionais de ASIC refrigeradas a ar podem ser modificadas com trocadores de calor que capturam energia térmica do ar de exaustão. Alternativamente, sistemas mais avançados podem utilizar resfriamento direto por líquido, onde o refrigerante circula através do hardware de mineração, absorvendo o calor de forma mais eficiente do que apenas o resfriamento a ar.
Os sistemas de refrigeração líquida de circuito fechado oferecem taxas superiores de captura de calor, recuperando potencialmente 80-95% da energia térmica produzida pelos mineiros. Esses sistemas normalmente usam água ou refrigerantes especializados que circulam através de placas frias fixadas diretamente nos chips ASIC, proporcionando resfriamento superior para os mineradores e coleta de calor mais concentrada para o processo de dessalinização.
Soluções de transferência e armazenamento de calor
Uma vez capturada, a energia térmica deve ser efetivamente transferida para o sistema de dessalinização. Isto requer redes de tubulações isoladas, bombas de circulação e, potencialmente, sistemas de armazenamento térmico para gerenciar a produção contínua de calor das operações de mineração 24 horas por dia, 7 dias por semana.
Os sistemas de armazenamento térmico, tais como materiais de mudança de fase ou tanques de água isolados, podem ajudar a equilibrar a produção constante de calor dos mineiros com as exigências potencialmente variáveis do processo de dessalinização. Estes sistemas garantem que a energia térmica não seja desperdiçada durante os períodos em que a procura de dessalinização é inferior à produção de calor.
Integração com tecnologias de dessalinização
A abordagem mais promissora envolve a integração do calor ASIC com sistemas de destilação multiefeitos (MED) de baixa temperatura. Estes sistemas utilizam o calor capturado para evaporar a água do mar no primeiro efeito, com efeitos subsequentes operando a pressões e temperaturas progressivamente mais baixas. O vapor de cada efeito condensa para fornecer calor para o próximo estágio, criando um processo em cascata altamente eficiente.
Para uma integração ideal, o sistema requer mecanismos precisos de controle de temperatura e fluxo. Os trocadores de calor devem ser dimensionados adequadamente para transferir energia térmica suficiente e, ao mesmo tempo, manter os mineradores dentro das faixas ideais de temperatura operacional. Isso normalmente envolve equilibrar a taxa de remoção de calor para manter as temperaturas do ASIC abaixo de 85°C, ao mesmo tempo que fornece entrada térmica suficiente para uma dessalinização eficaz.
Arquitetura do sistema e considerações de desempenho
Um sistema de dessalinização bem projetado, alimentado por Bitcoin, requer sistemas de controle sofisticados para gerenciar o equilíbrio térmico entre as operações de mineração e a produção de água. A arquitetura deve levar em conta cargas variáveis de mineração, mudanças sazonais de temperatura e flutuações na demanda de água.
Escalabilidade e Modularidade
O sistema deve ser concebido tendo em mente a modularidade, permitindo aos operadores dimensionar tanto a capacidade de mineração como a produção de dessalinização com base na procura e na rentabilidade. Unidades modulares de troca de calor podem ser adicionadas ou removidas à medida que as operações de mineração se expandem ou contraem, enquanto os módulos de dessalinização podem ser dimensionados para corresponder à energia térmica disponível.
Otimização de Eficiência
A máxima eficiência do sistema requer uma otimização cuidadosa dos processos de mineração e dessalinização. Isso inclui a manutenção de temperaturas operacionais ideais para mineradores ASIC, ao mesmo tempo em que maximiza a recuperação de calor, otimiza as taxas de fluxo de refrigerante e implementa controles inteligentes que equilibram o desempenho da mineração com a produção de dessalinização.
Sistemas avançados de monitoramento podem rastrear indicadores-chave de desempenho, incluindo taxas de hash de mineração, consumo de energia, eficiência de recuperação de calor e taxas de produção de água doce. Esses dados permitem otimização em tempo real e agendamento de manutenção preditiva.
Subsidiando a Dessalinização
Se o calor gerado pela mineração de Bitcoin não for suficiente para fornecer o calor necessário para concluir o processo, também não será um fracasso total. Os mineradores ASIC podem fornecer assistência, em parte, mantendo uma temperatura mais elevada da água antes que ela passe para o processo de dessalinização primária, ao mesmo tempo que geram renda em Bitcoin para subsidiar a planta e fornecer um fluxo alternativo de renda.
Benefícios Econômicos e Ambientais
As vantagens econômicas da dessalinização movida a Bitcoin vão além da simples economia de custos. Ao rentabilizar o calor residual, as operações mineiras podem melhorar a sua rentabilidade global, ao mesmo tempo que fornecem valiosos recursos de água doce. Este modelo de fluxo de receita dupla torna as operações de mineração mais resilientes à volatilidade dos preços do Bitcoin.
Do ponto de vista ambiental, o sistema aborda dois desafios críticos simultaneamente: reduzir a pegada de carbono da mineração de Bitcoin, melhorando a eficiência energética e fornecendo produção sustentável de água doce em regiões com escassez de água. A maior eficiência das aplicações combinadas de calor e energia pode reduzir o consumo geral de energia por unidade de produção útil.
Perspectivas e desafios futuros
Embora tudo isso pareça muito emocionante e seja muito tentador jogar na cara do verde local, a mineração de Bitcoin não nos fornecerá água potável adicional amanhã. Isto está ainda na fase teórica e os projectos que o levarem a cabo irão ensinar-nos se este é um negócio viável e, portanto, uma opção para aumentar o nosso stock de água potável.
Embora a viabilidade técnica da dessalinização movida a Bitcoin possa ser demonstrada, vários desafios permanecem para uma implementação generalizada. Estes incluem a necessidade de projetos especializados de trocadores de calor, a complexidade da integração e a exigência de técnicos qualificados capazes de gerenciar tanto Sistemas de mineração e dessalinização de Bitcoin.
No entanto, à medida que a escassez de água se torna cada vez mais crítica a nível mundial e as operações de mineração de Bitcoin procuram soluções sustentáveis, a convergência destas tecnologias representa um caminho promissor para uma infraestrutura mais eficiente e ambientalmente responsável.
O futuro poderá ver instalações construídas especificamente para otimizar tanto a mineração de Bitcoin quanto a produção de água, potencialmente localizadas em áreas costeiras onde a água do mar é abundante e a demanda por água doce é alta. Estes sistemas integrados poderão desempenhar um papel na resposta às necessidades de infra-estruturas digitais e aos desafios de segurança hídrica nas próximas décadas.
Se conseguirmos encontrar uma forma de transformar os resíduos energéticos da Bitcoin de um passivo que requer arrefecimento num activo para a produção de água, poderemos criar sistemas que beneficiem tanto a economia digital moderna como a actividade económica tradicional, como a agricultura, para não mencionar a melhoria do bem-estar humano geral.
Fontesthebitcoinmanual
