Высокая сложность добычи биткоина сделала эту криптовалюту одной из самых неэкологичных. По некоторым данным, в 2022 году добыча биткоина повлекла за собой выброс 86,3 млн т углекислого газа. Более того, смена алгоритма получения Ethereum подчеркнула антиклиматическую сущность биткоина и заставила что-то с этим делать. В частности, всё чаще стали говорить о питании биткоин-ферм от атомных электростанций, ставших маяками «зелёной» энергетики.

Источник изображения: Cumulus

Сообщается, что вскоре в США заработает первая в стране биткоин-ферма с прямым питанием от атомной электростанции. Площадку под неё предоставит компания Talen Energy, которая на прошлой неделе сообщила о завершении строительства помещений под ЦОД рядом с атомной электростанцией Susquehanna Steam Electric Station в Пенсильвании. За майнинг на новой площадке будет отвечать подразделение Cumulus Coin Talen Energy, а гиперскейлеров будет курировать другое подразделение — Cumulus Data.

Первой на площадке с прямым подключением к АЭС намерена начать добывать биткоин компания TeraWulf. По большому счёту все получаемые ею биткоины будут близки к нулевому выбросу углекислого газа. Строго говоря, это не так. Но ряд расчетов показывают, что атомная энергетика примерно сопоставима по уровню выбросов CO₂ с возобновляемыми источниками энергии (полностью свободными от выбросов парниковых газов не будут ни одни источники, ведь производство оборудования и логистика всё равно будут сопровождаться выбросами CO₂).

Переход алгоритма добычи Ethereum с доказательство выполнения работы (proof-of-work) на доказательство доли владения (proof-of-stake) снизило выработку CO₂ на 99 %, но пока нет даже намёков на то, что добыча биткоина пойдёт по аналогичному пути. Остаётся искать для получения биткоинов чистые источники энергии и определённые подвижки в этом направлении есть — это практика закупки электричества у операторов солнечных и ветряных электростанций. Атомная энергетика также стала в один ряд с такими источниками, о чём два-три года назад даже не думали. Но теперь всё изменилось, и эти изменения будут затрагивать всё больше и больше сфер, включая майнинг криптовалют.

Учёные из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) разработали метод, позволяющий извлекать углекислый газ из выбросов электростанций или заводов по цене $39 за тонну, что является самым дешёвым предложением среди всех разработанных на данный момент способов. Часть CO₂ можно превращать в метанол и другие продукты, что вернёт затраты и поощрит расширение улавливающих мощностей.

Источник изображений: PNNL

Требование «зелёных» активистов повсеместно остановить работу электростанций и производств на ископаемом топливе нельзя осуществить при всём желании, отмечают учёные. Какой бы благородной ни была бы их цель, солнечную и ветряную генерацию необходимо поддерживать буферными средствами, в которые входит сжигание газа, угля и нефти на обычных электростанциях. Более того, без сжигания ресурсов ещё долго не сможет обходиться ни промышленность, ни транспорт.

В своей книге о климате Билл Гейтс поведал, что промышленность отвечает за 31 % выброса парниковых газов, производство энергии — за 27 %, а транспорт — за 16 %. Улавливание хотя бы части из этих выбросов поможет дождаться появления по-настоящему зелёных технологий во всех сферах с минимальным ущербом для климата. Поэтому технологии улавливания CO₂ — это не тормоз в развитии зелёных технологий (как считают сами «зелёные»), а временное решение, призванное смягчить проблему.

Существовавшие прежде технологии улавливания CO₂ из выбросов электростанций и заводов предполагают значительное использование воды для поглощения углекислого газа. Специалисты PNNL нашли состав растворителя, в котором доля воды снижена с 70 % до 2 %. Это означает, что колоссальные энергетические затраты на кипячение воды в процессе обратного извлечения CO₂ из неё будут значительно снижены, что позволит добиться экономии при улавливании углекислого газа как минимум с $57 до $39.

Принцип работы установки по извлечению CO₂ из выбросов остаётся хорошо известным: продукты сжигания проходят через большую камеру, с потолка которой распыляется растворитель на водной основе. Жидкость падает вниз, а продукты сгорания поднимаются вверх. Углекислый газ растворяется в жидкости и откачивается из камеры вместе с ней. Объём жидкости и производительности установки колоссальные — каждый час потребуется прокачивать до 4 млн литров или больше.

Затем жидкость с растворённым в ней CO₂ нагревается до тех пор, пока углекислый газ полностью не выйдет из неё. Чем меньше в растворе воды, тем быстрее идёт нагрев и выделение углекислого газа. Именно в этом секрет разработки PNNL, учёные которой смогли предложить самое доступное в индустрии решение подобного рода. Жидкость затем остывает и снова распыляется в рабочей камере по улавливанию CO₂, а углекислый газ собирается для длительного хранения.

Примерная стоимость установки по извлечению CO₂ из продуктов горения составляет $750 млн на каждый объект. Никто из владельцев по собственной инициативе не пойдёт на такие расходы, поэтому учёные призывают власти придумать необходимые для этого стимулы. Один из вариантов учёные предложили сами: синтезировать из добытого CO₂ какие-либо продукты для химической промышленности, например, метиловый спирт. По сегодняшним расценкам в США, например, стоимость улавливания одной тонны CO₂ по предложенной технологии будет равна стоимости 75 л метилового спирта. Это может стать первым шагом для создания системы стимулов улавливать углекислый газ на всех производствах со сжиганием ископаемого топлива.

По прикидкам учёных, на улавливание 90 % CO₂ предложенным методом по цене $39 за тонну потребуется до трети электричества от вырабатываемого электростанциями на ископаемом топливе. Тогда такая электростанция будет вырабатывать «зелёные» мегаватты. Как показывают расчёты, при получении каждого мегаватта чистой энергии будет улавливаться до 87 % выбросов углекислого газа.

Уловленный углекислый газ дешевле всего хранить в земле на большой глубине. Там он связывается с базальтовыми породами и переходит в твёрдую форму, которая останется неизменной миллионы лет. Это будет стоить около $10 за тонну CO₂, что кажется недорогим удовольствием, если бы не объёмы выбросов углекислого газа только в США, достигающие 5 млрд т в год. В любом случае это дешевле, чем вылавливать потом CO₂ из атмосферы, что будет стоить сотни долларов США за каждую тонну.