Взять «зеленый» след

Добыча криптовалюты, особенно биткойна, чрезвычайно энергоемка. По данным Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index, только биткойн потребил в 2022 году 107 млрд кВт·ч (по другим оценкам, майнинг всех криптовалют потребляет порядка 137 млрд кВт·ч ежегодно). Это сопоставимо с энергопотреблением таких стран, как Швеция и Норвегия, а также превышает энергопотребление в Казахстане, Финляндии и небольших странах Европы. Кроме того, это соответствует выбросу почти 55 млн тонн CO₂ в год, что примерно эквивалентно выбросам от используемого железными дорогами США дизельного топлива.

Неудивительно, что майнинг криптовалют сталкивается с растущим вниманием к его воздействию на климат. В основном в фокусе криптовалюты, в которых используется алгоритм proof-of-work («доказательство работы»). Он требует от компьютеров решения тысяч уравнений за кратчайшее время в процессе поиска правильной последовательности, необходимой для генерации единицы валюты. Как и в центрах обработки данных, при майнинге используется вода для охлаждения серверов, а компьютеры каждый год выходят из строя. В одном из отчетов Белого дома отмечалось, что криптомайнинг ответственен за генерацию электронных отходов в объеме, эквивалентном тому, что образуется во всех Нидерландах.

В мае 2022 года Илон Маск, генеральный директор Tesla, заявил, что компания приостановила продажу автомобилей за биткойны. В Твиттере он пояснил: «Мы обеспокоены быстрым ростом использования для майнинга и проведения транзакций биткойнов ископаемого топлива, особенно угля, обеспечивающего максимальные выбросы в атмосферу среди всех видов топлива. Криптовалюты -- хорошая идея во многих смыслах, но ее не стоит реализовывать за счет окружающей среды». Потребители и акционеры всё серьезнее относятся к таким вопросам, как изменение климата и устойчивое развитие, поэтому компании, работающие в сфере криптомайнинга, начали принимать определенные меры.

Например, стартап GeoBitmine в Айдахо планирует использовать тепловые отходы от майнинговых компьютеров для выращивания сельскохозяйственных культур в теплице (проще говоря, теплицы будут обогреваться серверами). Основатели компании позиционируют ее как «агротехнологическую», а не майнинговую. GeoBitmine стремится стать углеродно-­нейтральной к концу 2023 года. Этот план основан на повышении доли ВИЭ в энергобалансе до 75 %, достижении экономии энергии за счет повторного использования серверного тепла в теплице и поглощения углерода с помощью выращенных растений.

Американская компания CleanSpark, которая одновременно занимается энергетическим бизнесом и добычей криптовалюты, еще весной 2021 года объявила, что 95 % энергопотребления ее майнинговых мощностей обеспечивается за счет безуглеродной генерации: атомной, гидроэнергетической и солнечной. Цель компании — ​выйти на 98 % безуглеродной энергии. В частности, CleanSpark планирует установить на фермах микрогриды на основе ВИЭ, чтобы заместить оставшийся уголь и еще больше сократить свой углеродный след. Менеджмент компании ставит цель сделать CleanSpark единственной майнинговой корпорацией в США со столь высокой долей чистой энергии в энергобалансе и достичь полной углеродной нейтральности в ближайшие годы.

Экоактивисты с недоверием воспринимают подобные заявления, ведь бывали случаи, когда криптомайнеры возобновляли или продолжали работу ТЭС на ископаемом топливе для питания майнинговых серверов. Используя общедоступные документы, поданные в коммунальные и финансовые регулирующие организации, презентации для инвесторов и отчеты в СМИ, некоммерческая организация Earthjustice проверила заявления о том, что майнинг криптовалюты использует более экологичные методы и минимизирует свое воздействие на природу. Оказалось, что даже в тех случаях, когда энергоснабжение криптомайнинга заявлялось как обеспеченное напрямую от ВИЭ, в большинстве случаев речь идет о получении энергии из сети, что означает поставку от произвольной электростанции в регионе. Однако есть и исключения.

Чистое партнерство
В 2021 году американская компания Energy Harbor, эксплуатирующая АЭС, объявила о заключении пятилетнего партнерского договора с компанией Standard Power для предоставления чистой, надежной и безуглеродной электроэнергии от своего парка атомных электростанций новому центру майнинга биткойна в Кошоктоне, штат Огайо, начиная с декабря 2021 года. Проект, реализованный на заброшенной с 2015 года бумажной фабрике, обеспечил региону новые рабочие места; кроме того, партнерство с энергокомпанией позволяет Standard Power достичь целей в области устойчивого развития. Standard Power — ​провайдер инфраструктурных услуг для компаний, занимающихся обработкой данных, и один из лидеров в сфере хостинга для компаний, работающих в сфере майнинга блокчейна. Компания также обязалась обеспечивать надежность и стабильность работы электросети, полностью прекращая операции в пиковые часы, когда энергосистема и другие потребители Огайо больше всего нуждаются в электроэнергии. «Центры майнинга биткойнов потребляют много энергии, и мы признаём нашу ответственность за построение более экологически чистого устойчивого будущего, — ​прокомментировал Максим Сережин, глава Standard Power. — ​Мы выбрали Огайо из-за низких расходов на электроэнергию и доступности безуглеродного электричества».

В 2022 году Energy Harbor и Standard Power подписали меморандум о взаимопонимании для развития масштабного безуглеродного дата-центра, расположенного рядом с АЭС «Бивер-­Вэлли» в Шиппингпорте, штат Пенсильвания. В соответствии с условиями соглашения, партнерство подготовит технико-­экономическое обоснование (ТЭО) для поиска оптимальных инженерных решений, соразмещения объектов и работы дата-центра. На первой стадии Standard Power обязуется заключить договор на 10 лет о покупке от 200 до 300 МВт безуглеродной электроэнергии и мощности посредством прямого подключения к АЭС «Бивер-­Вэлли» по фиксированной цене. Первая очередь объекта, как ожидается, будет введена в 2023 и 2024 годах, с возможностью масштабирования проекта до 900 МВт на последующих этапах.

Зачем такое сотрудничество нужно атомщикам, можно понять из комментария президента и CEO Energy Harbor Джона Джаджа. По его словам, подобные проекты, а также пилотный проект в области водородной энергетики на другой АЭС компании — ​"Дэвид Бесс" — ​демонстрируют: развитие чистой энергетической инфраструктуры на базе энергии атомных объектов создает дополнительные рабочие места и стимулирует экономический рост локальных сообществ.

Майнинг «с шин» АЭС
Другая американская компания, Talen Energy, эксплуатирующая АЭС «Саскуэханна"в штате Пенсильвания мощностью 2494 МВт, еще в 2020 году создала специализированную «дочку» Cumulus Growth для реализации проектов, основанных на конвергенции энергетики и цифровой инфраструктуры. Два подразделения вновь созданной компании фокусируются на двух направлениях: Cumulus Data — ​на гипермасштабируемом центре обработки данных, Cumulus Coin — ​на майнинге криптовалюты. Оба направления вошли в проект Susquehanna Hyperscale Campus, реализуемый на ранее не застроенной территории, прилегающей к АЭС.

В 2021 году Talen привлекла для развития криптовалютного направления партнера — ​TeraWulf, американскую майнинговую компанию. Стороны создали СП — ​Nautilus Cryptomine, которое сразу же объявило о планах инвестировать $ 350−400 млн в первую очередь криптофермы. Ставка сделана на то, что за счет получения электричества буквально «с шин» АЭС у СП будут одни из самых низких энергозатрат среди публичных (торгуемых) компаний-­аналогов в США. Эксплуатация фермы (к слову, первой майнинговой фермы в США, обеспеченной атомной энергией) мощностью примерно 8 тыс. установок для майнинга (компьютеров, хешрейтов), или 1 экзахеш в секунду (EH/s) началась в 2023 году. В ближайшее время компания планирует удвоить производительность этой фермы.

На первой стадии ферма будет иметь мощность 164 МВт, ее проектная мощность — ​300 МВт. Поставку электроэнергии обеспечат два атомных блока и две независимые подстанции. Существует потенциал для расширения фермы до 1 ГВт, утверждает Talen.

Развитие дата-центра Susquehanna Hyperscale Campus идет полным ходом. В январе 2023 года Talen завершила строительство первой очереди мощностью 48 МВт (проектная мощность — ​475 МВт) и площадью 300 тыс. м². «Флагманский кампус центра обработки данных Cumulus Susquehanna готов принять первого арендатора, а мы готовы начать его коммерческую эксплуатацию в этом году», — ​заявил генеральный директор центра Алехандро Эрнандес.

Размер площадки позволяет дополнить АЭС солнечной генерацией мощностью более 400 МВт.

Взгляд на усовершенствованный реактор
Базирующаяся в США компания Oklo в июле 2022 объявила о 20‑летнем коммерческом партнерстве с Compass Mining, первым в мире маркетплейсом устройств и хостинга для майнинга биткойнов.

Электростанция «Окло-­Аврора», презентованная в декабре 2019 года, — ​это 1,5‑мегаваттный реактор на быстрых нейтронах, в котором для передачи тепла от активной зоны реактора к системе преобразования энергии сверхкритического диоксида углерода и последующей выработки электроэнергии используются тепловые трубы.

В марте 2020 года Oklo подала заявку в Комиссию по ядерному регулированию США (NRC) на строительство и эксплуатацию компактного быстрого реактора Aurora на площадке Национальной лаборатории Айдахо. Это была первая комбинированная заявка на получение лицензии, ­когда-либо принятая регулирующим органом США для усовершенствованного реактора, и она содержала более 200 новых лицензионных позиций, разработанных компанией. Однако в январе 2022 года регулирующий орган решил, что у него нет достаточной информации для продолжения процесса, подчеркнув, что отказался рассмотреть заявку не из-за недостаточной безопасности, защищенности или ­каких-либо иных изъянов проекта и не видит препятствий для ее повторной подачи.

В сентябре 2022 года Oklo представила в NRC пересмотренный план проекта лицензирования (LPP). Сегодня это единственный усовершенствованный реактор, проходящий лицензирование в NRC. В мае 2023 года Oklo заявила, что в то время как малый проект реактора предполагает мощность 1,5 МВт, компания уже подготовила обновленный проект реактора на 15 МВт.

Aurora будет работать на металлическом топливе с ураном повышенного обогащения (HALEU, топливо, обогащенное ²³⁵U до 5−20 %). Топливные материалы для первой электростанции Oklo предоставит Нацлаборатория Айдахо, ввод в эксплуатацию обеспечат поставки Centrus Energy.

В ноябре 2021 года Oklo подписала не обязывающее письмо о намерениях сотрудничать с Centrus в развитии производственной площадки HALEU. Centrus строит этот объект в Пикентоне, Огайо, по контракту с DOE, демонстрационное производство планируется запустить в конце 2023 года.

Oklo утверждает, что его передовая атомная электростанция обеспечит стабильной мощностью майнинговые машины Compass. Компания обязалась поставлять как минимум 150 МВт мощности Compass на первой стадии партнерства, отметив, что проект масштабируемый — мощность одной электростанции может варьироваться от 15 до 100 МВт, — и она сможет добавить мощности, дабы поддержать усилия майнеров в области устойчивого развития.

«Мы гордимся тем, что прокладываем новые рельсы на пути коммерциализации наших электростанций, став партнером Compass в части декарбонизации биткойна, — ​отметил сооснователь и CEO компании Джейкоб Девитт. — ​Майнинг криптовалюты предлагает многообещающие решения для ускорения внедрения технологий экологически чистой энергии, и Oklo нацелена на удовлетворение коммерческих потребностей, предлагая конечным пользователям чистую, надежную и рентабельную энергию».

Не только атомная
Майнеры, однако, смотрят не только в сторону АЭС. Так, глобальная компания по майнингу биткойнов Bitfarms сделала ставку на ГЭС. Большинство промышленных майнинговых ферм Bitfarms расположены в Канаде, обладающей значительным гидропотенциалом, и компания гордится тем, что 99 % энергопотребления ее канадских мощностей по добыче криптовалюты обеспечивается гидрогенерацией. А с недавних пор Bitfarms скупает ГЭС. Так, в 2021 году компания объявила о приобретении 24‑мегаваттной гидроэлектростанции в штате Вашингтон, а в 2023 году — ​о покупке 22‑мегаваттной ГЭС в Бэ-­Комо, провинция Квебек, и аренде площадки.

ГЭС в американском городке с инженерным названием Механиквилль — ​официально самая старая в США из работающих до сих пор: в этом году ей исполнится 125 лет. Едва пережив угрозу закрытия, она неожиданно шагнула в будущее — ​теперь ее гидроагрегаты, работающие с конца позапрошлого века, используются для майнинга криптовалюты.

Полтора века назад в Механиквилле, названном так в часть первых поселенцев — ​мельников, плотников и мясников, научившихся к тому времени механизировать свое ремесло, — ​кипела жизнь. Здесь работали несколько мукомольных заводов, текстильная и бумажная фабрики. Благодаря реке Гудзон, одной из крупнейших в Штатах транспортных артерий, и железной дороге поселение бурно развивалось. В 1895 году один из пионеров гидроэнергетики промышленник Роберт Ньютон Кинг решил перекрыть Гудзон к югу от Механиквилля и снабдить плотину семью гидроагрегатами по 750 кВт каждый. Все, что было связано с электричеством, считалось тогда сродни магии. В 1898 году работа была закончена, и Механиквилльская ГЭС начала поставлять электричество на заводы General Electric и Американской локомотивной компании — ​в городе располагалась крупная мастерская по ремонту подвижного состава. Часть энергии шла на освещение улиц.

Впервые станция оказалась под угрозой закрытия в середине 1960‑х — ​ее тогдашний владелец, компания Niagara Mohawk Power, начала оптимизацию генерирующих активов. Поддержанный правительством план развития гидрогенерации отсрочил решение. Через 20 лет новый владелец, концерн National Grid, управляющий большинством энергообъектов на северо-­востоке США, вновь поставил вопрос о закрытии ГЭС. Предварительно концерн обратился за консультацией к местной компании Albany Engineering, специализирующейся на проектировании и строительстве малых ГЭС. Ее владелец Джеймс Беша, инженер и энтузиаст гидроэнергетики, был категоричен: станцию нужно сохранить. «Сохраняйте», — ​ответили в National Grid и предложили передать гидрореликвию Джеймсу и его компании в лизинг на 40 лет, с условием закупать выработанное на ней электричество по цене ниже рыночной.

Первое, что сделал Джеймс Беша, подписав этот контракт, — ​добился внесения ГЭС «Механиквилль» и прилегающей территории в Национальный реестр исторических мест. Поэтому, когда в начале 1990‑х National Grid все же решил расторгнуть договор и снести объект, на его защиту поднялись местные борцы за сохранение архитектурного наследия. На судебное разбирательство ушло 10 лет, в итоге активисты победили. Несколько месяцев спустя корпорация согласилась продать станцию Albany Engineering по сходной цене, оплатив при этом ремонт (все 10 лет тяжбы объектом фактически никто не занимался, и он обветшал), а также взяв обязательство закупать электричество Механиквилльской ГЭС по рыночной цене.

Д. Беша и его специалистам понадобилось около месяца для того, чтобы вернуть станцию к жизни. По сохранившимся чертежам они восстановили объект и вновь стали поставлять электричество в местную сеть и водить на станцию туристов.

В прошлом году живой легенде гидрогенерации нашлось другое применение: команда закупила несколько подержанных серверов, установила соответствующее программное обеспечение и направила часть энергии на майнинг биткойна. По словам Д. Беша, это выгоднее, чем использовать ГЭС по прямому назначению: на майнинге он зарабатывает 9 центов с каждого киловатт-часа, а продавая энергию National Grid — ​3 цента.

Получая примерно по 1/1000 доле биткойна в неделю, он всё переводит в доллары, не доверяя криптовалюте как долгосрочной инвестиции. В интервью местным журналистам Д. Беша признается: отложенные средства послужат дополнительной защитой для станции, гарантией того, что она проработает дольше. «Это лучший способ майнить биткойны, ведь мы используем возобновляемую энергию. Но для нас это всего лишь побочный заработок, ­что-то вроде эксперимента», — ​говорит Д. Беша.

Заключение
Действия криптомайнеров, направленные на снижение углеродного следа, не ограничиваются коллаборациями с низкоуглеродной генерацией. Также криптомайнеры обновляют оборудование и оптимизируют процессы майнинга, например, используют процессоры и видеокарты с более низким потреблением энергии или настраивают программное обеспечение для более эффективного использования оборудования.

Наконец, некоторые криптовалюты переходят на альтернативные алгоритмы, потребляющие гораздо меньше энергии, чем алгоритм proof-of-work -- например, proof-of-stake, на который перешла криптовалюта Ethereum: в результате электропотребление этой сетью сократилось более чем на 99,9 %. Одна транзакция в сети Ethereum теперь требует столько же электричества, сколько одна транзакция Mastercard.

Таким образом, биткойн остался единственной криптовалютой, оказывающей значительное влияние на окружающую среду. Экосторонники даже инициировали кампанию «Измени код, а не климат», призванную мотивировать биткойн отказаться от текущего алгоритма и перейти к менее энергоемкому. Дополнительным преимуществом изменения алгоритма биткойна станет снижение объема электронных отходов. Поскольку proof-of-stake и другие протоколы с низким энергопотреблением рассчитаны на меньшую вычислительную мощность и не требуют специализированного оборудования, отказ биткойна от proof-of-work будет означать, что сети потребуется гораздо меньше аппаратного обеспечения — а это дополнительная победа для климата.