تکنولوژی تراشه ASIC، آینده انرژی تجدیدپذیر

وقتی روشهای مختلف تولید انرژی تجدیدپذیرتوجه خود را به افزایش راندمان معطوف ساخته ، این سوال پیش می آید که چه باید کرد وقتی یک نیروگاه خورشیدی یا توربین بادی، برق بیشتراز نیاز تولید میکند. ذخیره انرژی در شبکه برق یا باتری ها پرهزینه و ناکارآمد است لذا ساده ترین راه، توقف تولید برق این مولدها میباشد. چنین ظرفیت برقی را “برق تولید نشده” میشناسیم.

با نصب تراشه های (Application-Specific Integrated Circuit (ASIC، صنعت انرژی تجدیدپذیر میتواند از این انرژی مازاد، برق مطمئن مورد نیاز فرایند موسوم به “استخراج” شبکه بیتکوین را تامین نموده و از این طریق کسب درآمد اضافی داشته باشد.

در اینجا، موضوع “برق تولید نشده” در چین و به طور خلاصه گزینه های کاهش “برق تولید نشده”  و مزایای استفاده از تراشه های ASIC به عنوان یک ابزار برای کمک به کاهش “برق تولید نشده” در آینده، بررسی میگردد.

منظور از انرژی تجدیدپذیر متغییر چیست؟

انرژی تجدیدپذیر متغییر (VRE) عبارت است از یک منبع انرژی تجدیدپذیر که لزوما درزمان نیاز مصرف کننده، در سترس نمیباشد. این، در مقایسه با برق تولیدی نیروگاه هسته ای یا نیروگاه ذغال سنگ مطرح میباشد که تمام مدت، و متناسب با نیاز مصرف کننده، میتواند در دسترس باشد. برق خورشیدی و برق بادی، دو نوع رایج از VRE میباشند.

برق خورشیدی، با پیشتازی چین، عنوان سریعترین رشد انرژی تجذیذپذیر را در جهان در سال ۲۰۱۷ به خود اختصاص داده است. در همین سال، کاهش تولید پنلهای خورشیدی در چین حدود ۶ تا ۷ درصد بود. با این مفهوم که آنها بطور آگاهانه ساخت پنل های خورشیدی را کاهش داده بودند.

باد دومین منبع بزرگ VRE است که در این مورد هم چین، مدیریت آن را در جهان در دست گرفته است. در سال ۲۰۱۷، کاهش در این بخش ۱۲ درصد بود.

 

این تا چه اندازه میتواند مشکل ساز باشد؟

در سال ،۲۰۱۷ چین ۱۸۸ تریلیون وات ساعت برق خورشیدی تولید کرد (۱٫۹ درصد از کل تولید انرژی) و به طور متوسط ۶ تا ۷ درصد یا حدود ۱۱ تریلیون وات ساعت “برق تولید نشده” داشت. این عدم تولید، شامل کاهش بهره وری پنلهای خورشیدی ناشی از آلاینده های هوا نمی باشد. عوامل متعددی از قبیل احداث بیش از حد نیروگاه خورشیدی، تراکم انتقال یا عدم امکان انتقال برق باعث ایجاد VRE می شود.

بطور متوسط، قیمت هر کیلو وات ساعت برق در چین، حدود ۰٫۰۸ دلار میباشد. در مقایسه، این رقم در ایالات متحده  حدود ۰٫۱۳ دلار میباشد. هرچند، فروش برق به شبکه با قیمت پایین تر انجام میشود. مثلا در ایالات متحده، این رقم، ۰٫۰۳ تا ۰٫۰۴ دلار به ازای هرکیلووات ساعت میباشد.

در سال۲۰۱۷، چین ۱۲ درصد از ظرفیت برق بادی خود را تولید نداشته است. با قیمت ۰٫۰۸ دلار برای هر کیلووات ساعت، ارزش آن معادل ۳٫۳۴ میلیارد دلار میشود.

تغییرات “برق تولید نشده” بادی در چین

 

برای درک بهترموضوع، باید در نظر داشت که مقدار برق بادی و برق خورشیدی تولید نشده در چین در سال ۲۰۱۷، می توانست برق مصرفی کل کشور ایرلند را برای مدت دو سال تامین نماید. اگر مقدار “برق تولید نشده” از منابع باد و خورشید در سال ۲۰۱۶ را به آن اضافه کنیم، رقم معادل تا  ۴ سال افزایش می یابد.

اروپا هم با محدودیت VRE مواجه میباشد. با میانگین هزینه هر کیلووات ساعت برق در سال ۲۰۱۶ در آلمان ( ۰٫۲۹ یورو)، ارزش “برق تولید نشده” ، ۱٫۲ میلیارد دلار میشود.

 

راه حل چیست؟

اگرچه، در واقعیت، مبلغ آن کمتر از برآوردهای ما باشد، صحبت از پول قابل توجهی هست. در اینجا میتوان به دو راه حل معمولی پرداخت:

  • استفاده از باتری ها برای ذخیره برق مازاد، که تقاضای مصرفی برای آن وجود ندارد.

اما باتری ها گران هستند و نیاز به منابع زیادی برای ساختن دارند. حدود ۱۰ تا ۲۵ درصد برق در هنگام شارژ باطریها، از بین می روند.

  • انتقال برق و فروش آن در کشورهای دیگر.

افت راندمان در انتقال برق حدود ۸ تا ۱۵ درصد تخمین زده می شود.

 

تراشه های ASIC چیست؟

ASIC، مدارهای مجتمع با کاربرد خاص هستند. در واقع، عبارتند از نوعی تراشه های کامپیوتری که برای انجام یک عمل مشخص و با راندمان بالا طراحی شده اند.  برای حل مجدودیت VRE، تراشه های ASIC ویژه، موسوم به SHA256 ، مورد استفاده قرار میگیرند.

تراشه های ASIC SHA256 با مصرف برق، داده های SHA256 را تولید می کنند که برای شبکه Bitcoin استفاده میشود و از طریق شبکه Bitcoin ، قابل پرداخت میباشند. هر بیت ماین S9 ASIC مقدار۳۷۵/۱ کیلووات ساعت برق مصرف میکند. در سال ۲۰۱۷، قیمت یک تراشه S9 ASIC تنها ۲۰۰۰ دلار بود.

این تراشه ها و شبکه بیت کوین که برای تبدیل بدون واسطه برق ارزان قیمت موجود به پول طراحی شده اند، یک راه حل فوق العاده برای کمک به کاهش محدودیت VRE میباشند.

در اینجا، محاسبات برای حداقل مقدار “برق تولید نشده” خورشیدی و بادی سال ۲۰۱۷ چین را که میتوانست برای شبکه بیتکوین، توسط تراشه های ASIC، مصرف شود، انجام میگیرد.

مفروضات و اطلاعات اولیه:

  • تمامی “برق تولید نشده” توسط ASIC مصرف میشود، بدین معنی است که در مجاورت هر VRE تعدادی ASIC نصب شده، و ASIC ها تنها برق مازاد تولید را مصرف میکنند.
  • بیت کوین های استخراج شده بلافاصله به دلار تبدیل میشود. هرچند، عدم فروش بیت کوین ها باعث میشود که ارزش دلاری بالاتری داشته باشند.
  • درصدی از بیت کوینهای استخراج شده به بهره بردار دستگاههای استخراج بیت کوین، تعلق میگیرد. این اپراتورها، داده ها را از ASIC خریداری میکنند و یک درصد آنرا برای عملیات خود هزینه می کنند.
  • قیمت خرید ASIC در سال ۲۰۱۷ معادل با ۲۰۰۰ دلار به ازای ۱۴تریلیون هش برثانیه بود.
  • در سال ۲۰۱۷، متوسط میزان تولید بیتکوین برابر با ۴۹۲۷/۸ اگزاهش در ثانیه بود. .(One exahash = 1,000,000,000,000,000,000 hashes)
  • متوسط قیمت بیتکوین در سال ۲۰۱۷ برابر با ۲،۶۶۰ دلار بود. این قیمت، بدون درنظر گرفتن افزایش قیمت بیت کوین، که در سه ماهه انتهایی سال با آن مواجه شد، میباشد که اگر آنرا در نظر بگیریم، قیمت متوسط بیت کوین بالغ بر ۱۰،۰۰۰ دلار خواهد شد. همچنن از سود معاملات بیت کوین نیز صرفنظر میگردد.
  • قیمت برق را صفر میگیریم زیرا برقی هست که تولید نشده و ما فرض می کنیم که شرکت های برق، مالک ASIC هستند. درواقع، آنها برق را مستقیما به شبکه بیتکوین میفروشند.

با فرض اینکه میتوانستیم تمام یازده تریلیون وات ساعت “برق تولید نشده” خورشیدی چین را استفاده کنیم، محاسبات زیر، ارزش دلاری را که می توانست ایجاد شود را تعیین میکند.

ابتدا، عملکرد یک تراشه ASIC را برای یک ساعت محاسبه کنیم. در سال ۲۰۱۷، نرخ تولید بیتکوین، برابر با ۰٫۲ هش در ثانیه بود.

این معادله، عملکرد هر ساعت کار یک تراشه ASIC را حدود ۰٫۳۲ دلار محاسبه میکند. حال، کل مدت زمان مورد نیاز ASIC ها برای مصرف “برق تولید نشده” را حساب میکنیم. بطور کلی، هر ASIC مقدار ۱٫۳۷۵ کیلو وات ساعت برق مصرف میکند.

در نهایت، می توانیم مدت زمان مورد نیاز ASIC و سود حاصل از هر ساعت کار ASIC را در معادله زیر وارد کنیم تا مجموع سود سالیانه محاسبه شود و هزینه خرید ASIC ها را از آن کم میکنیم.

با سرمایه گذاری ۱،۸ میلیارد دلاری در تراشه های ASIC در ژانویه ۲۰۱۷، درآمدهای حاصل از “برق تولید نشده” خورشیدی در چین، در طی سال، بیش از ۷۷۸ میلیون دلار خواهد بود. همچنین، با سرمایه گذاری ۶٫۹ ملیارد دلاری در ASIC ها، سود حاصل از ۴۱٫۸ تریلیون وات ساعت “برق تولید نشده” بادی رقم ۲٫۹۶ میلیارد دلار بدست می آید.

چین در حال برنامه ریزی برای اختصاص۳۶۰ میلیارد دلار در انرژی تجدیدپذیر تا سال ۲۰۲۰ میباشد.

با استفاده از فرمول فوق و استفاده از آن برای شبکه های hashrate امروزی ۴۵٫۶۷ اگزا هش و قیمت بیتکوین ۳۴۳۶٫۸۹ دلار، و استفاده از ASICهای ۲۰۱۷ با قیمت کنونی ۳۰۰ دلار در هر S9 ASIC، سود برآورد شده عبارت خواهد بود از:

  • ۳۵۲ میلیون دلار از ۱۱ تریلیون وات ساعت “برق تولید نشده” خورشیدی
  • ۳۴ میلیارد دلار از ۴۱٫۸ تریلیون وات ساعت “برق تولید نشده” بادی

نتیجه گیری:

بهتر است که در همان ابتدای احداث منابع برق خورشیدی و بادی، تراشه های ASIC را با منابع VRE ترکیب کرد تا از طریق مصرف برق مازاد، بجای محدودیت و عدم تولید، سودآوری بدست آورد.

با پیش بینی حداکثر برق قابل استفاده در VRE، در یک بازه زمانی مشخص، و با استفاده از فرمول بالا، مشخص میشود که چه تعداد تراشه ASIC نیاز میباشد. در حالی که میزان هش بیتکوین افزایش یافته، قیمت آن در سال ۲۰۱۸ کاهش یافته است. قیمت تراشه ۱۴TH/S ASIC به طور قابل توجهی به حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰ دلار افت کرده و قیمت تراشه های  گرانقیمت ASIC  ۲۸TH/S FI  به حدود ۱۰۰۰ دلار رسیده است. با استفاده از ASIC هایی که از VRE تغذیه میشوند، میتوان به جای محدود کردن تولید برق، پول قابل توجهی کسب نمود.

بکمک تراشه های ASIC مناسب یکپارچه، VRE ها میتوانند، در مقایسه با منابع انرژی آلاینده، کارآمدتر و رقابتی ترشوند و سرعت تولید انرژی جهانی به روشهای پاک افزایش یابد. همچنین هزینه برق برای مصرف کنندگان، ارزانتر شده و میزان انتشار CO2 کاهش خواهد یافت.

 

لینک اصلی

 

مطالب مرتبط

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.




ارسال