Πως Bitcoin Can Unlock The Energy Of The Ocean For 1 Billion People

By Bitcoin Περιοδικό - 1 έτος πριν - Χρόνος ανάγνωσης: 21 λεπτά
Δευτέρα, 23 Μαΐου 2022, 12:00 μ.μ

Πως Bitcoin Can Unlock The Energy Of The Ocean For 1 Billion People

Bitcoin can breathe new life into Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), a 150-year old renewable technology stymied by economies of scale.

Bitcoin has the potential to help ξεκλείδωμα μεταξύ 2 και 8 terawatt καθαρής, συνεχούς και βασικής ισχύος καθ' όλη τη διάρκεια του έτους — για ένα δισεκατομμύριο ανθρώπους — αξιοποιώντας τη θερμική ενέργεια των ωκεανών. Η τεχνολογία είναι το Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), μια ιδέα 150 ετών που παρεμποδίζεται από οικονομίες κλίμακας, που μετατρέπει τους ωκεανούς της Γης σε μια τεράστια ανανεώσιμη ηλιακή μπαταρία.

It does this by combining warm tropical surface water and deep cold seawater to create a conventional heat engine. This simple idea is perfectly suited to be expanded to a planetary scale by Bitcoin’s unique appetite for purchasing and consuming stranded energy from the prototypes and pilot plants that will be required to prove it works. Furthermore, by harnessing virtually unlimited quantities of cold water for cooling co-located ASIC miners, OTEC may very well be the most efficient and most ecological way to mine Bitcoin.

Η σύλληψη του OTEC

«Υπάρχει μια ισχυρή, υπάκουη, γρήγορη και αβίαστη δύναμη που μπορεί να λυγίσει για οποιαδήποτε χρήση και η οποία κυριαρχεί στο σκάφος μου. Κάνει τα πάντα. Με φωτίζει, με ζεσταίνει, είναι η ψυχή του μηχανολογικού μου εξοπλισμού. Αυτή η δύναμη είναι ο ηλεκτρισμός».

-Ιούλιος Βερν, "Είκοσι χιλιάδες λίγκες κάτω από τη θάλασσα"

Ο OTEC δημιουργήθηκε το 1881 όταν ο Γάλλος φυσικός Jacques Arsene d'Arsonval πρότεινε την παγίδευση της θερμικής ενέργειας που είναι αποθηκευμένη στον ωκεανό. Εμπνεύστηκε από το μυθιστόρημα του Ιουλίου Βερν «Είκοσι χιλιάδες λεύγες κάτω από τις θάλασσες», όταν ο καπετάνιος Νέμο παρατηρεί πώς δεν υπάρχει έλλειψη ενέργειας που το πλοίο του, το Ναυτίλος, θα μπορούσε ενδεχομένως να αξιοποιηθεί, όπως η «απόκτηση ηλεκτρικής ενέργειας μέσω των αποκλίνουσες θερμοκρασίες διαφορετικών βάθη».

D’Arsonval proposed using such diverging temperatures to power a heat engine, which converts heat into mechanical energy. He conceived an idea of a plant with a Κύκλος Rankine, βασισμένο στο έργο του William Rankine, ενός Σκωτσέζου μηχανολόγου μηχανικού στα μέσα του 19ου αιώνα, ο οποίος περιέγραψε έναν εξιδανικευμένο θερμοδυναμικό κύκλο όπου το μηχανικό έργο εξάγεται από ένα ρευστό καθώς κινείται μεταξύ μιας πηγής θερμότητας και της ψύκτρας. Το OTEC μπορεί να εκτελεστεί από την ακτή ή να διασυνδεθεί στη στεριά από μια μακρινή ωκεανογραφική πλατφόρμα, πολύ μακριά από την οπτική γωνία.

Πάνω από ένα δισεκατομμύριο άνθρωποι ζουν σε απόσταση 100 χιλιομέτρων από μια τροπική ακτή, όπου μια διαφορά θερμοκρασίας 25ºC μπορεί να βρεθεί μεταξύ του ζεστού θαλασσινού νερού της επιφάνειας και του κρύου βαθέως θαλασσινού νερού, σε βάθη ενός χιλιομέτρου. Αυτό το διαφορικό, ή δέλτα Τ, είναι τέλειο για OTEC. Σε θερμοκρασία δωματίου, ένα λειτουργικό ρευστό όπως η αμμωνία θα βράσει και θα εξατμιστεί. Μειώστε τη θερμοκρασία σε έναν συμπυκνωτή που λούζεται σε βαθύ κρύο θαλασσινό νερό και η αμμωνία συμπυκνώνεται ξανά σε υγρό. Μαζί, το Οι αποκλίνουσες θερμοκρασίες παράγουν τον κύκλο Rankine που θα τροφοδοτήσει έναν στρόβιλο και παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Το αποτέλεσμα είναι μια καθαρή, συνεχής ισχύς βασικού φορτίου που λειτουργεί όλο το χρόνο και μπορεί να προσφέρει δωρεάν ψύξη σε κτίρια, υποδομές ή εξοπλισμό εξόρυξης. Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να αντλήσετε νερό στην επιφάνεια και να αφήσετε τη φυσική να κάνει τη δουλειά.

Άλλοι μηχανικοί θα συνέχιζαν την κληρονομιά του d'Arsonval, όπως π.χ Ο Ben J. Campbell, ο οποίος το 1913 προέβλεψε ότι οι τροπικοί ωκεανοί θα αποδεικνύονταν μια απεριόριστα μεγάλη και ανεξάντλητη αποθήκη δυναμικής ενέργειας που θα μπορούσε να παρέχει άφθονα όλη την ενέργεια που χρειάζεται ο μελλοντικός άνθρωπος. Αλλά μόνο το 1930 θα ολοκληρωνόταν το πρώτο εργοστάσιο της OTEC.

Georges Claude, μαθητής του d'Arsonval's — γνωστός ως το “Έντισον της Γαλλίας” για τις ανακαλύψεις του με φώτα νέον και βιομηχανικά αέρια — θα κατέληγε ποντάροντας και χάνει την περιουσία του στο παραπαίει εργοστάσιό του στην OTEC στον κόλπο Matanzas της Κούβας και ένα αυτοχρηματοδοτούμενο φορτηγό πλοίο της OTEC για την κατασκευή και την πώληση πάγου σε κατοίκους του Ρίο ντε Τζανέιρο. Μαστιζόμενα από υλικοτεχνικά ζητήματα, καταιγίδες, λάθη και αυξανόμενα κόστη, τα έργα απέτυχαν.

Ο Κλοντ είχε μάλιστα σκεφτεί εξαγωγή μικροσκοπικών κόκκων χρυσού από το θαλασσινό νερό της OTEC, για να αυξήσει τα έσοδα του εργοστασίου του. Δεν μπορούσε να φανταστεί ότι, σχεδόν έναν αιώνα αργότερα, οι ωκεανογράφοι θα χρησιμοποιούσαν το θαλασσινό νερό για να εξάγουν ένα νέο είδος ψηφιακού χρυσού από υπολογιστές.

Ο Νίκολα Τέσλα θεωρούσε ότι είναι η θερμική ενέργεια των ωκεανών εξαιρετικά ελπιδοφόρα και πρότεινε βελτιστοποιήσεις στη θερμική μηχανή του Claude προκειμένου να βελτιωθούν τα logistics και τα οικονομικά. Οι δύο μηχανικοί θα ανακάλυπταν ο καθένας ότι οι μεμονωμένες προσπάθειές τους να αξιοποιήσουν την άφθονη ενέργεια της Γης θα αποτραπούν από οικονομίες κλίμακας.

Οι απώλειες του Claude έκαναν τους επενδυτές επιφυλακτικούς απέναντι στον OTEC. Μέσα σε λίγα χρόνια, η ανακάλυψη της πυρηνικής σχάσης είχε συμβεί και το 1944 η εξέχουσα γεωλόγος πετρελαίου Everette DeGolyer ανέφερε στην κυβέρνηση των ΗΠΑ ότι τα έθνη της Μέσης Ανατολής κάθονταν πάνω από ανείπωτα δισεκατομμύρια βαρέλια πετρελαίου. Η έκθεση του DeGolyer προς το Στέιτ Ντιπάρτμεντ παρατήρησε, "The oil in this region is the greatest single prize in all history." Με αυτήν την ανακάλυψη, ο OTEC θα παραβλέπεται για τις επόμενες δεκαετίες και λίγες κυβερνήσεις ήταν πρόθυμες να επενδύσουν πολύ χρόνο ή χρήμα για την εξερεύνηση ή την κλιμάκωση της νέας τεχνολογίας.

Μια νέα ελπίδα για τον OTEC

«Αν χρησιμοποιούταν μόνο το δύο τοις εκατό της διαθέσιμης ισχύος στη θερμική διαφορά των ωκεανών, θα είχαμε πολλαπλάσια ενέργεια από όση χρειάζεται τώρα ο κόσμος».

-Bryn Beorse, Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, 1977

Παραμένει μεμονωμένο ενδιαφέρον για τον OTEC, ειδικά στη Χαβάη. σε 1979 η Πολιτεία της Χαβάης, η Lockheed Corporation και δύο άλλες εταιρείες συνεργάστηκαν για να δημιουργήσουν το «Mini-OTEC», την πρώτη επιτυχημένη κλειστού κύκλου, αυτοσυντηρούμενη λειτουργία ωκεάνιας θερμικής ενέργειας στη θάλασσα. Τοποθετημένο σε φορτηγίδα, η πλωτή εγκατάσταση 50 κιλοβάτ (kW). χρησιμοποίησε σωλήνα πολυαιθυλενίου διαμέτρου δύο ποδιών, μήκους 2,150 ποδιών για την πρόσληψη κρύου νερού.

Η Χαβάη έχει περάσει από τότε νομοθεσία το 2015 που επιβάλλει το 100% της ενέργειας του κράτους να παράγονται από ανανεώσιμες πηγές έως το 2045. Απομονωμένη στα ζεστά νερά του Ειρηνικού Ωκεανού, η Χαβάη διαθέτει μοναδικό ηλεκτρικό δίκτυο που μοιάζει με το Τέξας στο ότι είναι τελείως απομονωμένο και αποσυνδεδεμένο. Ως πρόσθετη πολυπλοκότητα, κάθε νησί έχει το δικό του λανθάνον πλέγμα. Καμία ισχύς δεν συνδέεται ούτε μοιράζεται μεταξύ των επιμέρους νησιών, ούτε υπάρχει πολιτική βούληση για διασύνδεση των νησιών. Κατά ειρωνικό τρόπο, η Χαβάη περιβάλλεται φυσικά από μια τεράστια ποσότητα δυνητικής ενέργειας, με λίγα κίνητρα να την εξερευνήσει.

Το Μεγάλο Νησί της Χαβάης και τα αραιοκατοικημένα εξωτερικά νησιά του έχουν φορτίο περίπου 200 μεγαβάτ (MW) και θα πρέπει να είναι σε θέση να εκπληρώσουν εύκολα την εντολή του κράτους χρησιμοποιώντας συμβατικές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της γεωθερμίας. Το Oahu, το πιο πυκνοκατοικημένο νησί της Χαβάης, έχει μια πιο δύσκολη κατάσταση.

Το πρόβλημα του Oahu

Oahu is home to approximately 1 million of 1.4 million residents in the State of Hawaii and has a load of 2,000 MW, with almost no spare land to site new utilities. Conventional renewables on Oahu will either fall short or are untenable for a variety of reasons, according to Ναθάνιαλ Χάρμον — ωκεανογράφος και ιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της Λύσεις Blockchain Hawaii and OceanBit Energy, which merges Bitcoin mining and OTEC.

Η Harmon υπολογίζει ότι αν αντικαθιστούσατε το εργοστάσιο ορυκτών καυσίμων Kahe 600 MW του Oahu με διακεκομμένο άνεμο, θα χρειαστείτε ένα υπεράκτιο αιολικό πάρκο στο μέγεθος του Oahu με κόστος περίπου 19 δισεκατομμύρια δολάρια. It would also need a utility-scale battery system and vast amounts of cabling and mooring. A wind farm of that scale would receive major environmental pushback from the community as the Kaiwi channel is home προς την whale breeding grounds.

Για την ηλιακή ενέργεια, το Oahu θα χρειαστεί να προμηθευτεί αρκετά πάνελ και γης τέσσερις φορές το μέγεθος του διεθνούς αεροδρομίου της εάν δεν υπήρχε χώρος μεταξύ των πάνελ. Και πάλι, οι μπαταρίες θα απαιτούνταν για να παράγουν σταθερή ισχύ και η περιβαλλοντική καταστροφή για να τοποθετηθεί η υποδομή θα ήταν σημαντική.

Όσο για την πυρηνική ενέργεια, εκεί Δεν είναι ρεαλιστικός χώρος για την εγκατάσταση πυρηνικού εργοστασίου στο Oahu. Παρόλο που η πυρηνική ενέργεια είναι μια αξιόπιστη, καθαρή και ασφαλής μορφή παραγωγής ενέργειας, υπάρχει δεν υπάρχει τρόπος να εκτελεστεί σχέδιο εκκένωσης του νησιού σε περίπτωση τσουνάμι, κατολίσθησης ή ατυχήματος.

Η τεχνολογία κυμάτων, η οποία παραμένει αναπόδεικτη και δεν έχει αξιόπιστο ιστορικό, θα συναντούσε μόνο κατά προσέγγιση Το 17% των ενεργειακών απαιτήσεων του Oahu αν το νησί μπορούσε να αξιοποιήσει όλη την ακτογραμμή του.

Ακόμα κι αν μπορούσατε να βρείτε τη γη, να εκτοπίσετε ιδιοκτήτες γης, να παραβιάσετε το υπάρχον περιβάλλον και να ξαναχτίσετε το δίκτυο του Oahu για να φιλοξενήσει τις συμβατικές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, δεν θα είχε δημοσιονομικό νόημα. Και πάλι, κάθε νησί έχει το δικό του απομονωμένο πλέγμα και δεν υπάρχει πολιτική επιθυμία για διασύνδεσή τους.

Με 30 σεντς ανά κιλοβατώρα, η Χαβάη ήδη πληρώνει το υψηλότερο ενεργειακό κόστος στη χώρα. Το 2020, η Hawaiian Electric αγόρασε περίπου Περιορισμένη ενέργεια αξίας 6.75 εκατομμυρίων δολαρίων, from producers, that was wasted. The bill for this waste is passed on to Hawaiian residents. Had the utility employed demand response Bitcoin mining, Harmon calculates the utility would have generated over 8 εκατομμύρια $ σε έσοδα. 

Harmon believes that OTEC is the only realistic option for Oahu to meet its renewable energy mandate. His company, OceanBit, hopes to make OTEC feasible by incorporating Bitcoin mining. OceanBit has enlisted engineering support from Makai Ocean Engineering, μια εταιρεία που έχει κατασκευάσει το πρώτη ερευνητική εγκατάσταση του OTEC που συνδέεται με το δίκτυο στο Kailua-Kona, στο Big Island. Είναι ένας μικρός, κλειστός κύκλος, Εγκατάσταση 100 κιλοβάτ που βρίσκεται ακριβώς στην ακτή.

Ωστόσο, ο OTEC δεν έχει ακόμη αποδειχθεί ότι είναι εφικτός σε κλίμακα. Οι επικριτές του σωστά επισημαίνουν τη μακρά ιστορία φυσικών και οικονομικών προκλήσεων. Μια μονάδα 100 MW θα χρειαζόταν έναν σωλήνα κρύου νερού με διάμετρο περίπου 35 πόδια, για να φτάσει σε βάθη ενός χιλιομέτρου και ο σωλήνας θα χρειαζόταν αξιόπιστα παραμένουν ανέπαφα και συνδεδεμένα μέσω καταιγίδων και ισχυρών ρευμάτων, for decades. The economic challenges are equally daunting, but Harmon has a secret weapon: Bitcoin.

The Innovation Valley Of Death

Για να καταλάβετε γιατί Bitcoin and OTEC pair so well it is important to recognize both the economics that OTEC must overcome as well as the symbiotic relationship between ASIC miners and the ocean itself. Progress on OTEC is presently constrained by what is known as the Innovation Valley of Death. Pre-commercial OTEC plants are not commercially attractive but such facilities are needed to convince financiers that the risk is manageable considering the size of the potential market.

Οι εγκαταστάσεις δοκιμών μικρής κλίμακας, όπως το εργοστάσιο Makai των 100 κιλοβάτ στο Kona, παράγουν ηλεκτρική ενέργεια που ξεπερνά το 1 $ ανά κιλοβατώρα. Δεν υπάρχουν αγοραστές για ηλεκτρική ενέργεια σε αυτή την τιμή, αλλά είναι ακόμα δυνατό να λάβετε μικρής κλίμακας χρηματοδότηση παρά την αδιάθετη ηλεκτρική ενέργεια.

Υπολογίζεται ότι μια μεγάλης κλίμακας μονάδα OTEC ισχύος 100 έως 400 MW θα παράγει ηλεκτρική ενέργεια από 6 σεντ έως 20 σεντς ανά κιλοβατώρα. Ωστόσο, οι μηχανικοί πρέπει να κατασκευάσουν μια εγκατάσταση δοκιμών μέσης κλίμακας (5 έως 10 MW) — αποδεικνύοντας ότι μπορεί να διατηρήσει αξιόπιστα τους σωλήνες εισαγωγής κρύου νερού για να παράγει συνεχή ισχύ βασικού φορτίου για περίπου δυόμισι χρόνια — πριν μπορέσει να προσομοιωθεί και να κατασκευαστεί μια μονάδα μεγάλης κλίμακας. Το πρόβλημα είναι ότι μια διασυνδεδεμένη, μεσαίας κλίμακας μονάδα θα κόστιζε περίπου 200 εκατομμύρια δολάρια έως 300 εκατομμύρια δολάρια και θα παράγει ηλεκτρική ενέργεια από 50 σεντς έως 1 δολάριο ανά κιλοβατώρα. Κανείς στο δίκτυο δεν θα αγοράσει ενέργεια σε αυτή την τιμή. Όποιος χρηματοδοτεί ένα εργοστάσιο OTEC μεσαίας κλίμακας θα έχει ολική ζημία από την αρκετά μεγάλη επένδυσή του. Η πολιτεία της Χαβάης δεν έχει την πολυτέλεια να υποστεί τέτοιου είδους απώλεια.

Αυτό το αίνιγμα έδωσε στον Harmon μια ιδέα. Τι κι αν η ομάδα optimized a medium-scale OTEC facility to mine Bitcoin?

Ένα τυπικό Bitcoin mining operation will spend considerable amounts of time, energy and money cooling their ASIC miners with air conditioning or liquid immersion cooling, and these costs eat into profitability. However, the main waste product of OTEC is a σχεδόν άπειρη και συνεχής παροχή 5ºC κρύο νερό. Όχι μόνο η OTEC παράγει δωρεάν ψύξη, αλλά παρέχει ένα επίπεδο ψύξης στο οποίο σχεδόν κανείς άλλος στη βιομηχανία εξόρυξης δεν έχει πρόσβαση — αρκετό για να υπερχρονίσει τις εξορυκτικές εγκαταστάσεις κατά 30% έως 40%. σύμφωνα με τον Harmon. Αυτό επιτρέπει στον OTEC να ουσιαστικά επιτύχει ένα επίπεδο αποτελεσματικότητας χρήσης ενέργειας (PUE) 1 — representing nearly perfect mining efficiency. It may very well be the most efficient way to mine Bitcoin.

Εάν δεν υπάρχει αγοραστής για την ενέργεια από μια εγκατάσταση δοκιμών μεσαίας κλίμακας στα 50 σεντ έως 1 $ ανά κιλοβατώρα, τότε δεν χρειάζεται να τη συνδέσετε στη στεριά - αυτό είναι Εξοικονόμηση 40 έως 100 εκατομμυρίων δολαρίων αποφεύγοντας ένα υπεράκτιο καλώδιο. Εάν δεν υπάρχει ανάγκη να το συνδέσετε με τη στεριά, τότε δεν χρειάζεται να λάβετε άδειες ή να δέσετε την εγκατάσταση — αυτό είναι δεκάδες εκατομμύρια δολάρια σε πρόσθετη εξοικονόμηση. Και αν δεν υπάρχει ανάγκη να αγκυροβολήσετε την εγκατάσταση, τότε μπορεί να είναι ελίσσεται δυναμικά, χρησιμοποιώντας τη δική του εκκένωση, και δεν χρειάζεται να επιβαρυνθείτε με το υπέρογκο κόστος για την προστασία από τους τυφώνες. Και αν η εγκατάσταση μπορεί να ελιχθεί, η εγκατάσταση μπορεί "αμυχή” και βρείτε την πιο βέλτιστη τοποθεσία για το OTEC, με τα θερμότερα επιφανειακά νερά και τη μεγαλύτερη διαφορά θερμοκρασίας, προκειμένου να μεγιστοποιήσετε την απόδοση και να αποφύγετε την Innovation Valley of Death. Αυτό συμβαίνει απλώς να είναι στη λήθη, μια ζεστή και απάνεμη περιοχή κατά μήκος του ισημερινού γνωστό για την προσάραξη πλοίων κατά τη διάρκεια της Ηλικία του Ιστιοπλοΐα.

Σε μια συνέντευξη για αυτό το άρθρο, ο Harmon είπε τις κλίμακες απόδοσης παραγωγής ενέργειας του OTEC με το τετράγωνο του δέλτα Τ. Θεωρητικά, μπορεί κανείς να διπλασιάσει την απόδοση του OTEC με ένα επιπλέον δέλτα T 8ºC. Με άλλα λόγια, μετακινούμενοι από τη Χαβάη (η οποία έχει 20ºC ετήσιο μέσο δέλτα Τ) στον ισημερινό (που έχει ετήσιο μέσο δέλτα Τ 28ºC) μπορεί να μετατρέψει μια εγκατάσταση 5 MW σε εγκατάσταση 10 MW.

Με όλες αυτές τις βελτιστοποιήσεις και μειώσεις κεφαλαιουχικών δαπανών, ο Harmon ισχυρίζεται ότι η ομάδα του μπορεί να μειώσει τον αδρανές, μεσαίας κλίμακας OTEC 11 σεντ ανά κιλοβατώρα. Combined with free cooling and overclocked mining rigs, the test facility would be able to sell its stranded energy to a symbiotic and highly-optimized co-located buyer: Bitcoin εξόρυξη.

Harmon envisions that a medium-scale test facility, stranded on a barge in international waters and optimized to mine Bitcoin, will allow OTEC to overcome the Innovation Valley of Death για πρώτη φορά στην ιστορία.

Energy Abundance And Bitcoin Flexible Load

Tropical locations that are well suited to large-scale OTEC could also have a lot of intermittent solar and wind and a lot of curtailment. Harmon envisions these regions would direct curtailment to their OTEC plants where the cooled and overclocked Bitcoin miners could be optimized to consume the excess energy and bring down the cost of large-scale OTEC.

A region that employed this architecture would enjoy cheap, clean and continuous base load power, with flexible load subsidized by Bitcoin mining revenue. By fostering energy abundance, OTEC can be used to power desalination plants to provide fresh drinking water for those regions while βιώσιμη εξόρυξη ακατέργαστων ορυκτών από το θαλασσινό νερό. Περισσότερο αμφιλεγόμενα, θα μπορούσε επίσης να κάνει την εξόρυξη του βυθού της θάλασσας οζίδια μαγγανίου — τρισεκατομμύρια δολάρια γεωδών που περιέχουν οικονομικές συγκεντρώσεις ορυκτών — κερδοφόρα για πρώτη φορά.

Τα τροπικά περιβάλλοντα συχνά έχουν αυξημένη ζήτηση για κλιματισμό όλο το χρόνο. Αυτό συνήθως αυξάνει το ενεργειακό κόστος και η υψηλή ζήτηση ενέργειας συχνά απαιτεί ενέργεια από μη ανανεώσιμες πηγές. Η OTEC μπορεί να μειώσει την ανάγκη για ενεργοβόρα κλιματισμό παρέχοντας κλιματισμό θαλασσινού νερού (SWAC) σε κοντινά κτίρια. Κρύο νερό 5ºC από το OTEC αντλείται μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας σε ένα σύστημα κρύου νερού κλειστού βρόχου. Ο βρόχος περνά μέσα από διάφορες μονάδες ανεμιστήρα που φυσούν αέρα πάνω από τους ψυχρούς σωλήνες για να παρέχουν δροσερό αέρα στους χώρους διαβίωσης.

Η παράδοση της Χαβάης των βιώσιμων φυσικών πόρων

Πριν από την επαφή με τους Δυτικούς, το Βασίλειο της Χαβάης είχε μακρά παράδοση βιωσιμότητας χρησιμοποιώντας τους φυσικούς πόρους που ήταν διαθέσιμοι σε αυτό. Οι αυτόχθονες πληθυσμοί είχαν μια πολιτιστική παράδοση γνωστή ως αχούπαα — μια λεκάνη απορροής και μια κοινή διαίρεση γης εντός ρεμάτων και κοιλάδων. ο αχούπαα περιελάμβανε τη γη από τα βουνά μέχρι την ακτή και τον παράκτιο ωκεανό που εκτείνεται μέχρι και τον κοραλλιογενή ύφαλο. Οι ντόπιοι φύτευαν ταρό στα υψίπεδα και εκτρέπονταν ρυάκια στα χωράφια τους τα οποία θα μετέφεραν θρεπτικά συστατικά στις εκβολές των λιμνών με πέτρες στην ακτή του ωκεανού. Σε αυτές τις εκβολές ποταμών καλλιεργούνταν τα αγαπημένα τους ψάρια σε ένα μείγμα φρέσκου νερού με πυκνά θρεπτικά συστατικά και αλμυρού νερού από τον ωκεανό.

Το βασίλειο πριν από την επαφή υποστήριξε εκατοντάδες χιλιάδες ανθρώπους, εντελώς απομονωμένους από τον έξω κόσμο για εκατοντάδες χρόνια πριν από τον καπετάνιο Η άφιξη του Τζέιμς Κουκ στη Χαβάη, το 1778. Σήμερα, η Χαβάη εισάγει περίπου το 85% της τροφής του και Το 95% των ενεργειακών πόρων της.

Από την παράδοση στη σύγχρονη αειφορία

The cold water that OTEC extracts from the deep ocean is rich in minerals and nutrients. Sea life on the ocean surface eventually becomes detritus and is constantly falling down into the depths of the ocean. Oceanic thermohaline circulation carries considerable quantities of detritus into the Pacific Ocean where the nutrient density is magnified. OTEC’s byproduct can not only be used for powering and cooling Bitcoin miners, its nutrients can be extracted for γεωργία και υδατοκαλλιέργειας.

Το νερό που εξάγεται από την OTEC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αφαλάτωση ή για παραγωγή πράσινου υδρογόνου καύσιμο μέσω ενεργοβόρας ηλεκτρόλυσης, όλα τροφοδοτούνται από OTEC. Ό,τι νερό δεν χρησιμοποιείται, απορρίπτεται πίσω στον ωκεανό. Τα θρεπτικά συστατικά που ανακυκλώνονται πίσω στις θάλασσες αυξάνουν την αποτελεσματικότητα του ρηχού φυτοπλαγκτού που μπορεί να δεσμεύει διοξείδιο του άνθρακα στα βάθη των ωκεανών καθώς αυτή η θαλάσσια ζωή γίνεται καταρράκτης. Ωστόσο, τα αποτελέσματα αυτής της εκκένωσης πρέπει να μελετηθούν σε μεγαλύτερη κλίμακα. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι εκτός και αν διατηρηθεί επ' αόριστον η τεχνητή ανάδυση, τα αποτελέσματα θα αντιστραφούν τελικά και πιθανώς να ωθήσει τις θερμοκρασίες ακόμα πιο ψηλά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο Harmon θα προτιμούσε να δει αυτά τα θρεπτικά συστατικά να γίνονται καταβόθρες άνθρακα στη γη και να βελτιώνουν τις αποδόσεις των καλλιεργειών για την ανθρωπότητα, όπου θα είχαν πιο διαρκή αντίκτυπο.

Η εφαρμογή ηλεκτρικής ενέργειας στο θαλασσινό νερό μπορεί να δημιουργήσει τεχνητούς υφάλους μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως ηλεκτρόλυσης θαλασσινού νερού, όπου το ανθρακικό ασβέστιο σχηματίζεται γύρω από μια κάθοδο, επικαλύπτοντας τελικά το ηλεκτρόδιο με ένα υλικό τριπλάσια της αντοχής του σκυροδέματος. Αυτό Η διαδικασία προσαύξησης τελειοποιήθηκε από τον Wolf Hilbertz, ο οποίος εμπνεύστηκε από τον Βρετανό επιστήμονα των μέσων του 19ου αιώνα Michael Faraday, περισσότερο γνωστό για την εφεύρεση της μπαταρίας DC. Ο Faraday παρατήρησε μια αφράτη λευκή βροχόπτωση όταν διοχέτευε ηλεκτρισμό μέσω του νερού. Όταν καλλιεργηθεί σωστά, αυτή η κατακρήμνιση δημιουργεί ανθρακικό ασβέστιο, την ουσία από την οποία αποτελούνται τα κοράλλια και τα κοχύλια.

Η ηλεκτρόλυση θαλασσινού νερού με τροφοδοσία OTEC θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία αυτοεπισκευαζόμενων πορωδών υφάλων που αποτελεσματικά διαχέουν την ενέργεια των κυμάτων για την προστασία και την αναγέννηση των διαβρωμένων παραλιών, ακτές και θαλάσσια περιβάλλοντα μπορεί να ανέβει πιο γρήγορα από τη στάθμη της θάλασσας. Αυτές οι απίστευτα ισχυρές δομές θα μπορούσαν ακόμη και μια μέρα να υποστηρίξουν νέους βιώσιμους ανθρώπινους βιότοπους και να δημιουργήσουν τεχνητά αρχιπέλαγα που τροφοδοτούνται με άφθονο ηλεκτρισμό OTEC, γλυκό νερό, τρόφιμα και καύσιμα.

Κατασκευή, Δοκιμή και Μελέτη

«Αν έχετε απεριόριστη ενέργεια, μπορείτε να λύσετε οποιοδήποτε πρόβλημα… Η OTEC μετατρέπει την επιφάνεια του ωκεανού σε ένα γιγάντιο ηλιακό πάνελ. Δεν υπάρχει αρκετό λίθιο στον κόσμο για να τοποθετηθούν μπαταρίες και ηλιακοί συλλέκτες για να τροφοδοτήσουν τους ενεργειακούς πόρους του κόσμου. Έτσι, αντί για αυτό, χρησιμοποιείτε τον ωκεανό που ήδη το κάνει αυτό».

-Νάθανιελ Χάρμον,Bitcoin, Energy, And The Environment"

Υπάρχουν πιθανά περιβαλλοντικά μειονεκτήματα για τον OTEC και η μελέτη αυτών των αρνητικών εξωτερικών παραγόντων είναι ένας από τους κύριους στόχους της μεσαίας κλίμακας πειραματικής εγκατάστασης που σχεδιάζει να κατασκευάσει ο Harmon και η ομάδα του. Τα φυτά μπορεί να είναι θορυβώδη και μπορεί να επηρεάσουν τη θαλάσσια ζωή, επομένως η εξασθένηση του θορύβου πρέπει να μελετηθεί. Ένα άλλο πιθανό ζήτημα είναι η χρήση αντιρρυπαντικών ενώσεων που χρησιμοποιούνται για την πρόληψη της διάβρωσης των σωλήνων. Και η άντληση πολύ πυκνού σε θρεπτικά συστατικά νερού στην επιφάνεια, χωρίς να το χρησιμοποιήσετε σωστά, μπορεί να προάγει τη σήψη. Η λύση είναι η απελευθέρωση του μικτού νερού σε ένα μεσαίο βάθος όπου συνεχίζεται στον κύκλο των υπολειμμάτων. Αυτό εξακολουθεί να αλλάζει την τροφική δομή της περιοχής που περιβάλλει το φυτό, η οποία επίσης πρέπει να μελετηθεί.

While nutrient-dense water from OTEC can be used for agriculture, and for productive carbon sequestration on land, another potential application for the nutrient-dense water is aquaculture. Its "artificial upwelling" replicates the upwellings found in nature that are responsible for nurturing and supporting the world's largest marine ecosystems, and the largest densities of life on the planet. Non-native species, such as abalone, trout, oysters, clams and cold-water sea animals, such as lobster and salmon, thrive in this nutrient-rich seawater and θα μπορούσε να μεγαλώσει σε τροπικές τοποθεσίες. Αυτό θα μείωνε την ανάγκη για απομακρυσμένη ναυτιλία και ψύξη έντασης ενέργειας για τροπικές τοποθεσίες όπου τα συγκομισμένα θαλασσινά συχνά αλλοιώνονται γρήγορα. Σε μια περιστροφή ειρωνείας, η τεχνολογία που εμπνεύστηκε από τη φανταστική ιστορία του Βερν για τη θάλασσα θα μπορούσε κάλλιστα να υποστηρίξει μόνιμες κατοικίες, ερευνητικά εργαστήρια και Bitcoin citadels in international waters.

The first steps for Harmon and his team will be to refactor Makai’s Kailua-Kona 100-kW plant, on the Big Island, with S9 Bitcoin miners. The plant is too small to make money, but it will demonstrate the integrated cooling technology from OTEC. Next, the team wants to work on the medium-scale demonstration using a grazing containerized platform.

OTEC και Terraforming

Απίστευτα, το OTEC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ενισχύσει τις βροχοπτώσεις και να μετριάσει τις υψηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος του καλοκαιριού στις τροπικές περιοχές. Μια μονάδα ηλεκτροπαραγωγής 100 MW θα μπορούσε να αντλήσει περίπου 12 εκατομμύρια γαλόνια (44,400 μετρικούς τόνους) νερού 5ºC στην επιφάνεια — λίγο περισσότερο από τη μάζα του Bismarck-θωρηκτό κλάσης - κάθε λεπτό. Αν και χρειάζεται περισσότερη έρευνα, θεωρητικά, εάν ένας αριθμός εγκαταστάσεων OTEC μεγάλης κλίμακας κατευθύνουν αυτήν την ανάδυση στην επιφάνεια μιας περιοχής, θα μπορούσε να επηρεάσει τον καιρό με δυνητικά ευεργετικούς τρόπους.

Όταν η επιφάνεια του ωκεανού είναι ζεστή, αυτό δημιουργεί ένα σύστημα χαμηλότερης πίεσης που δημιουργεί ξηρούς και θερμούς ανέμους προς τον ωκεανό. Είναι προτιμότερο να υπάρχουν υγροί άνεμοι προς την ξηρά από τον ωκεανό που αυξάνουν τις βροχοπτώσεις, αντιστρέφουν τις ξηρασίες και προωθούν πιο άνετες καλοκαιρινές θερμοκρασίες περιβάλλοντος (κάτω από 35°C) στην ξηρά. Ανεβάζοντας δεκάδες δισεκατομμύρια γαλόνια κρύου νερού προς την επιφάνεια του ωκεανού θα, θεωρητικά, έχουν αυτό το αποτέλεσμα - κάνοντας τις τροπικές τοποθεσίες πιο εύκρατες και καλύτερα αρδευόμενες. Locations such as the Middle East, North East Africa, the Indian subcontinent and Australia could perhaps benefit from controlling their hot and dry summer seasons and erratic rainfall. These effects are self-limiting, since OTEC fails to operate if surface temperatures cool too much. However, stranded grazing OTEC barges mining Bitcoin can easily relocate to more optimal locations.

When Harmon was a graduate student at the University of Hawaii at Manoa — studying Marine Geology and Geochemistry — he proposed research on how Bitcoin could become the transport layer in Jeremey Rifkin’s book, “The Third Industrial Revolution.” Η πρόταση του Χάρμον δεν έγινε δεκτή. Καθηγητής Καμίλο Μόρα δεν ενδιαφερόταν. Ο Δρ Michael J. Roberts, a professor of economics, emailed him saying his research was “seriously wrongheaded,” encouraged him to drop out of school to work for the Winklevoss twins, and read Paul Krugman for a proper critique of Bitcoin’s economics.

Ο Harmon πιστεύει ότι μπορεί να έχει άθελά τους εμπνευσμένοι ο τρείς φορές αντικρούεται Βατόμουρο et αϊ. 2018 γνώμη, στο επιστημονικό περιοδικό Φύση, which erroneously claimed that Bitcoin could single-handedly drive up global temperatures by 2ºC. According to Harmon, the opinion was γραμμένο από προπτυχιακούς ως μέρος ενός προγράμματος μαθημάτων στο πανεπιστήμιο, ο οποίος μπορεί να έχει πιάσει αέρα την έρευνά του. Ούτε η Camilo Mora, ούτε η Katie Taladay, το έγραψαν — αυτοί το επεξεργάστηκε για γραμματική, όχι για περιεχόμενο. To this day, the flawed paper is still cited by Bitcoin κριτικοί.

Αλλά τι γίνεται αν Bitcoin and OTEC could more than just incentivize renewable energy. What if, together, they could moderate the climate and μείωση των ακραίων καιρικών συνθηκών? Τα ζεστά τροπικά νερά κατά μήκος του ισημερινού προκαλούν τροπικούς κυκλώνες, τυφώνες και τυφώνες που προκαλούν ζημιές δεκάδων δισεκατομμυρίων δολαρίων σε όλο τον κόσμο κάθε χρόνο. Θεωρητικά, η σφοδρότητα αυτών των καταιγίδων θα μπορούσε να μειωθεί by artificially upwelling enormous quantities of cool water, funded by Bitcoin mining. As previously mentioned, a caveat is that ocean-based climate engineering, on a global scale, would likely πρέπει να διατηρηθούν επ' αόριστον, άλλαwise the beneficial effects would soon reverse.

Σε ανάρτηση στο Bitcointalk forum in 2010, Satoshi Nakamoto προβλεπόμενη ότι Bitcoin mining might gravitate towards the Earth’s poles, writing “Bitcoin generation should end up where it's cheapest. Maybe that will be in cold climates where there's electric heat, where it would be essentially free.”

Although Nakamoto perhaps did not consider that Bitcoin has the potential to draw enormous amounts of free energy from tropical oceans, OTEC is not technically limited to equatorial waters.

Η ενέργεια ως λανθάνον υποπροϊόν

«Η εξουσία είναι συνώνυμη με την πρόοδο και τον πολιτισμό».

-Δρ H. Barjot

Οποιαδήποτε διαφορά θερμοκρασίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ενέργειας. Στο Τεύχος Μαρτίου 1930 του Scientific AmericanΟ Δρ. H. Barjot πρότεινε τη χρήση της διαφοράς θερμότητας μεταξύ των νερών της Αρκτικής και του αέρα για την παραγωγή ενέργειας κατά τους χειμερινούς μήνες όταν τα υδροηλεκτρικά εργοστάσια έχουν μειωμένη ροή ρεύματος. Ο Barjot οραματίστηκε να χρησιμοποιήσει βουτάνιο ως ρευστό εργασίας, το οποίο έχει σημείο βρασμού -0.5°C. Το υγρό συμπυκνώνεται με μπλοκ πάγου-άλατος που σχηματίζονται από κατεψυγμένο κρυοϋδρίτη, έναν κορεσμένο πάγο θαλασσινού νερού από άλμη, ο οποίος ανακυκλώνεται μεταξύ ενός συμπυκνωτή πίσω σε μια παρακείμενη κλίνη πάγου όπου ξαναπαγώνει.

Υποθέτοντας ένα ρεαλιστικό επίπεδο απόδοσης 4%, ο Barjot υπολόγισε ότι η ενέργεια που εξάγεται από την κατάψυξη ενός κυβικού μέτρου νερού σε μια μονάδα Barjot OTEC θα ισοδυναμούσε με την ενέργεια που παράγεται από δύο γαλόνια πετρελαίου. Το απόβλητο από ένα εργοστάσιο Barjot είναι ο πάγος.

Αν και οι σύγχρονοι μηχανικοί πιστεύουν ότι οι ιδέες του Barjot ήταν σε μεγάλο βαθμό ανέφικτο, they are not impossible. A Barjot plant could be located on polar region islands or on platforms attached to ice caps. Such stranded facilities could fund themselves with optimally-cooled Bitcoin mining to create artificial ice sheets or glaciers in Greenland or on Antarctica valleys located near the coast. The technology could even be used to terraform planets or moons in the very distant future.

Η διαδικασία του εμβολιασμού παγετώνων δεν είναι ιδιαίτερα δύσκολο. Κατά τη διάρκεια του 12ου αιώνα, όταν τα νέα του Τζένγκις Χαν και των Μογγόλων που προελαύνουν έφτασαν στο σημερινό βόρειο Πακιστάν, οι χωρικοί λέγεται ότι έχουν φράξει τα ορεινά περάσματα από την ανάπτυξη παγετώνων κατά μήκος τους. ο τέχνη εμβολιασμού παγετώνων εφαρμόζεται οριστικά τουλάχιστον από τις αρχές του 19ου αιώνα, στα βουνά του Hindu Kush και του Karakorum, για άρδευση και για διατήρηση της πρόσβασης σε γλυκό νερό.

Barjot’s proposal further illustrates how stranded temperature differentials can produce considerable quantities of energy and desirable byproducts such as nutrients, artificial reefs, aquaculture, desalinated water, minerals or even ice sheets. In a sense, one might think of stranded energy as the byproduct that can be readily exchanged for Bitcoin, to make the project a reality.

Σπρώχνοντας την Ανθρωπότητα προς τα εμπρός

Το 1964, ο Σοβιετικός αστρονόμος Νικολάι Καρντάσεφ πρότεινε το Κλίμακα Kardashev, a method of measuring a civilization's level of technological advancement based on the amount of energy it is able to extract from its environment. Utilizing the free energy of a planet’s oceans is an imperative for a civilization’s advancement up this scale.

The possibilities of unlocking the thermal energy of the oceans is nearly limitless. While the innovators of a bygone era — including the likes of d’Arsonval, Claude, Campbell, Tesla and Barjot — were unable to see their ideas come to fruition, Bitcoin can help make their dreams of virtually-free renewable energy and abundance come to life. As governments around the world attempt to make sense of an open, inclusive and neutral global currency that monetizes energy, innovations in power generation will remain stifled without utilizing Bitcoin as a stranded energy buyer of last resort.

Και ακόμη, Bitcoin seems destined to tap the thermal energy of the oceans. Stranded OTEC Bitcoin mining, in international waters, would create a protective regulatory barrier from governments that would seek to stifle non-state money. With the power to seed seasteading citadels, OTEC could allow humans to sustainably and independently thrive in isolated waters — beyond the reach of governments. The more governments fight Bitcoin, Το πιο Bitcoin will be drawn to energy-abundant international waters.

The ability for Bitcoin to unlock energy abundance embodies what Brandon Quittem describes in his essay “Bitcoin Is A Pioneer Species," που Bitcoin mimics biological systems that colonize inhospitable environments and liberate the potential energy in raw elements for more advanced species to utilize and flourish.

Αποδείξτε ότι λειτουργεί

Παρά τη φαντασία και την ελπίδα ενός μέλλοντος με άφθονη ενέργεια που θα μπορούσε να απελευθερώσει ο OTEC, πρέπει να είμαστε ρεαλιστές. Υπάρχουν ακόμη προκλήσεις μηχανικής με μεσαίας κλίμακας OTEC 100 MW που πρέπει να επιλυθούν. Ωστόσο, σε σύγκριση με όσα έχει επιτύχει η υπεράκτια βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, τα εμπόδια δεν είναι αδύνατο να ξεπεραστούν. Το ζήτημα επί του παρόντος είναι ότι οι προκλήσεις εμποδίζουν την ανθρωπότητα να κλιμακώσει την τεχνολογία από 10 MW σε 100 MW κλίμακα.

Πριν Bitcoin, a 10 MW OTEC plant was too expensive and the Innovation Valley of Death too wide. There are environmental issues as well, but nothing at the scale of the issues from fossil fuel extraction or combustion. Comprehensive study is needed as part of the scaling process.

Still, OTEC has had more failures than successes in its long history of futuristic dreaming for a brighter future. The question remains, will it work? The good news is that we don’t have to trust oceanographers and engineers making extraordinary claims about OTEC, or any energy technology for that matter. Instead, Bitcoin is a test lab for scaling new forms of energy production. Bitcoin mining rigs and their public wallet addresses will prove to investors, and the general public, if test facilities are able to perform the work they claim. In this light, proof of work is just another term for “prove it works.”

Bitcoin doesn’t care if OTEC works or not. If an OTEC pilot plant produces the energy that is promised, the team that built it will be rewarded. Proven on a public ledger, the plant will have a symbiotic co-located buyer for stranded energy and can secure the funding needed to scale up the operation. If not, the experiment fails with no reward. Bitcoin mining rigs plug right into any power source, in any remote location, ready to pay for its energy with digital gold. Bitcoin will be the final judge and jury as to whether or not OTEC scales or fails.

Εκεί βρίσκεται η ομορφιά του Bitcoin mining and proof of work, an energy-hungry digital bearer asset that paradoxically unlocks human flourishing and energy abundance. Claude was never able to extract enough microscopic flecks of gold from seawater or sell enough ice to fund his stranded OTEC projects. But, he might have succeeded if he had a reliable co-located buyer of energy. By stranding energy on inaccessible shores and distant platforms humanity can begin the process of harnessing power in ways never before possible.

For the first time, the opportunity to economically harness planetary power is within our grasp. Thanks to Bitcoin, the human spirit of innovation remains strong. The journey won’t be easy, and there’s much work to be done. And through it all, Bitcoin will be ready, willing and able to guide humanity on that endeavor to a future of energy abundance, prosperity and freedom.

Αυτή είναι μια φιλοξενούμενη ανάρτηση από το Level39. Οι απόψεις που εκφράζονται είναι εξ ολοκλήρου δικές τους και δεν αντικατοπτρίζουν απαραίτητα αυτές της BTC Inc ή Bitcoin περιοδικό.

Πρωτότυπη πηγή: Bitcoin περιοδικό