هیدرو ماینینگ چیست؟ استخراج ارز دیجیتال با انرژی برق آبی

فرآیند استخراج ارزهای دیجیتال معمولاً هنوز هم به‌روش سنتی و با استفاده از حجم وحشتناکی از انرژی برق انجام می‌شود. این شکل از ماینینگ (Mining) ارزهای دیجیتال باعث می‌شود تا صدمات بسیار زیادی به محیط‌زیست وارد شود و دنیای پیرامون ما به ازای رشد دنیای کریپتوکارنسی از بین برود. هیدرو ماینینگ (Hydromining) یک اصطلاح رایج در دنیای صنایع است که به استفاده از انرژی برق آبی در فرآیند استخراج ارز دیجیتال اشاره دارد. هیدرو ماینینگ بهترین و ایده‌آل‎‌ترین جایگزین برای روش‌های استخراج سنتی محسوب می‌شود. بسیاری از کارشناسان، این فرآیند را انرژی سبز (Green Energy) تلقی می‌کنند که در تلاش است از منابع طبیعی انرژی برای استخراج بیت کوین یا ارزهای دیجیتال دیگر استفاده کند.

اگر در مورد فرآیندهای مرسوم استخراج ارز دیجیتال یا همان اثبات اجماع کار (PoW) اطلاع داشته باشید، می‌دانید که سازوکار آن چقدر انرژی‌بر و پرهزینه است. اما آیا هیدرو ماینینگ هم همانقدر کارایی دارد و می‌توان روی قابلیت‌های آن حساب ویژه‌ای باز کرد؟ در ادامه با والکس همراه باشید تا استخراج ارز دیجیتال با انرژی برق آبی را بیشتر مورد بررسی قرار دهیم.

هیدرو ماینینگ چیست؟

استخراج ارز دیجیتال با انرژی برق آبی (Hydromining) روشی خاص است که با تکیه بر سیستم‌های خنک‌کننده برق‌آبی و انرژی آب، درخدمت دنیای کریپتوکارنسی قرار گرفته است. استخراج ارز دیجیتال با استفاده از روش Hydromining، نسبت به سایر روش‌هایی که امروزه به‌کار گرفته می‌شوند، کارآمدتر و سودآورتر است.

در حالت عادی، برای استخراج ارزهای دیجیتال جدید و تایید تراکنش‌های مربوط به آن‌ها نیاز به یک شبکه بلاکچین است. کاربران دنیای کریپتوکارنسی برای معامله ارزهای دیجیتال مثل بیت کوین از طریق شبکه‌های بلاکچین اقدام می‌کنند. برای پیگیری تمام تراکنش‌های داخل یک شبکه بلاکچین، لازم است تا بلاک‌های جدید طی یک دوره زمانی مشخص به‌وجود بیایند. وظیفه ماینر در این میان، تایید تراکنش‌ها و ثبت آن‌ها در یک دفتر کل عمومی است که معمولاً با حل معادلات سخت و پیچیده ریاضی انجام می‌شوند.

حل معادلات پیچیده ریاضی توسط ماینر، نیازمند قدرت محاسباتی بالایی است و باید از طریق مزارع ارز دیجیتال و در محیطی کاملاً تخصصی انجام شود. مزارع ارز دیجیتال (فارمینگ ارز دیجیتال) متشکل از دستگاه‌های تخصصی استخراج است و باعث می‌شود حجم انرژی برق بسیاری مصرف شود.

مروری بر روند تغییر استخراج ارز دیجیتال

روند استخراج ارز دیجیتال هنوز هم مثل سابق است، اما ابعاد این عملیات به‌مراتب بزرگتر و مصرف انرژی آن بیشتر شده است. چند سال پیش، کاربران می‌توانستند استخراج ارزهای دیجیتال را با استفاده از سیستم‌های سخت‌افزاری غیر تخصصی هم انجام دهند. با تکامل بازار ارزهای دیجیتال، ماینرها هم به سیستم‌های تخصصی و کارت‌های گرافیک قدرتمند برای پردازش محاسبات پیچیده ریاضی در بلاکچین‌ها متکی شدند.

سال‌ها پیش اگر شخصی اراده می‌کرد، می‌توانست با استفاده از کامپیوتر یا لپ‌تاپ شخصی خود به ماینینگ ارز دیجیتال مشغول شود. آن روزها خبری از مفهوم هیدرو ماینینگ نبود؛ چرا که هنوز خطرات مربوط به فرآیندهای PoW به‌وجود نیامده بود و آسیب‌های زیست‌محیطی در این ابعاد گسترش پیدا نکرده بود. با گسترده شدن دنیای کریپتوکارنسی، اطاق‌های کوچک خانه‌ها و کامپیوترهای شخصی، جای خودشان را به مزارع وسیع و تخصصی استخراج ارز دیجیتال دادند تا با مصرف انرژی بیشتر، ارزهای دیجیتال در مقیاس بالاتری عرضه شوند.

چرا هیدرو ماینینگ برای استخراج ارزهای دیجیتال اهمیت دارد؟

یکی از عللی که استخراج ارز دیجیتال در بعضی از کشورها مثل ایران ممنوع یا محدود شده، مصرف بیش‌ازاندازه برق است. با وجود هیدرو ماینینگ احتمالاً هیچ مانعی از لحاظ زیست محیطی و افزایش هزینه‌های مربوط به مصرف برق وجود ندارد. در این بازه که همه نسبت به لزوم سلامت محیط‌زیست آگاهی کامل داریم، بزرگترین انتقاد در مورد بازار ارزهای دیجیتال این است که چرا باید این حجم از انرژی برق برای آن مصرف شود؟ انرژی برق مورد نیاز برای استخراج بیت کوین و اتریوم، دو مورد از ارزهای دیجیتال ارزشمند و گران‌قیمت، برابر با مصرف برق کشور مراکش است! (البته که با آپدیت اتریوم شیوه استخراج در آن نیز به اثبات سهام تغییر یافته است) مراکش، ۳۶ میلیون جمعیت دارد و این بدان معناست که هزینه استخراج ارزهای دیجیتال به‌تنهایی به‌اندازه یک کشور آسیایی است.

یک تراکنش مربوط به استخراج یک واحد اتریوم، حدوداً ۵۳ کیلووات‌ساعت برق مصرف می‌کرد. در مقایسه با سایر دستگاه‌های برقی، یک ماشین ظرفشویی به‌طور متوسط، سالانه ۲۸۸ کیلووات‌ساعت برق مصرف می‌کند. با این تفاسیر برای استخراج ۵ تراکنش اتریوم، به مصرف برق یک‌سال یک ماشین ظرفشویی نیاز داشتیم!

حالا تصور کنید که روزانه حدود ۳۰۰ هزار تراکنش (آن هم بدون استفاده از هیدرو ماینینگ) در شبکه اتریوم پردازش می‌شوند؛ به‌نظرتان مصرف برق سالانه چند هزار ماشین ظرفشویی روزانه برای این تراکنش‌ها هدر می‌رود؟

طبق داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط رسانه Digiconomist، یک تراکنش در شبکه اتریوم می‌تواند مصرف برق یک خانواده معمولی آمریکایی را برای ۱/۵ روز تامین کند. هیدرو ماینینگ می‌تواند بخش عظیمی از این مصرف انرژی وحشتناک را کاهش دهد تا استخراج ارزهای دیجیتال در بستری بی‌خطر انجام شوند. نمودار زیر نشان می‌دهد که مصرف انرژی برق در استخراج بیت کوین در یک بازه زمانی یک‌ماهه چقدر افزایش پیدا کرده است.

بزرگترین چالش هیدرو ماینینگ چیست؟

فناوری شبکه‌های بلاکچین بدون بهره‌مندی از فرآیند رمزنگاری، یکی از بزرگترین ویژگی‌های خود یعنی امنیت را از دست می‌دهد. متاسفانه حل معادلات و الگوریتم‌های پیچیده ریاضی برای خلق تراکنش‌های جدید نیازمند مصرف برق زیاد است. اکثر اوقات، برق مورد نیاز برای استخراج ارزهای دیجیتال از منابع انرژی تجدید ناپذیر یا سوخت‌های فسیلی تامین می‌شود.

در این میان، شرکتی مانند HydroMiner با در نظر گرفتن فرآیند هیدروماینینگ، از نیروی آبی برای عملیات استخراج ارز دیجیتال استفاده می‌کرد. این روش یکی از موثرترین و کم‌هزینه‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر در سطح جهان محسوب می‌شود. فرآیند هیدرو ماینینگ که توسط این شرکت انجام می‌شد با محیط‌زیست سازگار  بود و از کربن خنثی و طبیعی بهره می‌برد.

همچنین، استفاده از آب در هیدرو ماینینگ می‌تواند برای خنک کردن تجهیزات استخراج ارز دیجیتال هم استفاده شود و هزینه‌های این بخش را تا ۸۵ درصد کاهش دهد. از لحاظ محیط‌زیستی، فرآیند استخراج ارز دیجیتال با انرژی برق آبی (Hydroelectricity) باعث سازگاری با محیط‌زیست و حفظ منابع سوخت تجدید ناپذیر می‎‌شود.

مزایای استفاده از فرآیند Hydromining

از بحث محیط‌زیست که بگذریم، استخراج ارز دیجیتال با انرژی برق آبی باعث افزایش اطمینان، صرفه‌جویی در هزینه و افزایش کارایی ماینینگ می‌شود. استخراج ارز دیجیتال به تجهیزات کامپیوتری قدرتمند و تخصصی نیاز دارد تا بتوان با آن به‌صورت مداوم و روزانه کار کرد. اگر سیستم‌های کامپیوتری مخصوص استخراج ارز دیجیتال خراب یا بیش‌ از اندازه گرم شوند، روند کار مختل می‌شود. هر روزی هم که روند استخراج ارز دیجیتال متوقف شود، بدان معناست که ماینر در حال از دست دادن حجم زیادی از پول و درآمد است.

استفاده از فرآیند Hydromining به‌دلیل مکانیزم‌های خنک‌‌کننده پیشرفته، همواره از افزایش دما جلوگیری می‌کنند. برای مثال، شرکت HydroMiner تجهیزاتی را برای استخراج ارز دیجیتال فراهم کرده بود که با تکیه بر آن‌ها می‌توان یک ماینینگ قدرتمند و پرسرعت را تجربه کرد.

همچنین، یکی از ارزان‌ترین و طبیعی‌ترین روش‌های تولید برق، استفاده از نیروگاه‌های آبی است. مصرف انرژی این نیروگاه‌ها به‌ مراتب کمتر از مزارع استخراج ارز دیجیتال است. مصرف انرژی کمتر به معنای افزایش صرفه‌جویی در هزینه و ایجاد حاشیه سود بیشتر است که می‌تواند نظر سرمایه‌گذاران را به خود جلب کند.

انرژی سبز و حفظ سیاره زمین

استفاده مجدد از انرژی، بهره‎گیری کارآمد از انواع انرژی‌های تجدید ناپذیر، منابع سبز انرژی و غیره از جمله موضوعات داغ دنیای مدرن ما هستند. بازار ارزهای دیجیتال و دنیای کریپتوکارنسی هرجور که هست باید سازوکار خودشان را با انرژی سبز تطبیق دهند. اگر این اتفاق نیفتد، انتقاداتی که متوجه شبکه‌های بلاکچین است، افزایش می‌یابد و مقررات سخت‌گیرانه‌ای از جانب آژانس‌های حمایت از محیط‌ زیست برای آن‌ها وضع می‌شوند.

هیدرو ماینینگ با استفاده از آب جاری و طبیعی کار می‌کند. به‌عبارت ساده‌تر، در این سیستم سعی می‌شود تا از جریان‌های آبی گرانشی به‌عنوان منابع انرژی الکتریکی ( برای استخراج ارزهای دیجیتال به‌کار گرفته می‌شوند) استفاده شود. جالب است بدانید که گرمای اضافی تولید شده توسط سخت‌افزارهای ماینینگ در Hydromining، برای گرم کردن آب، کشت هیدروپونیک (hydroponic) و سایر عملیات (مثل کنترل دما) مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پروژه‌های موفقی مثل HydroMiner همواره سعی کرده‌اند تا راه‌حل‌های خوبی برای استفاده از انرژی سبز در دنیای ارزهای دیجیتال ارائه دهند. شرکت HydroMiner که حدود ۲/۹ میلیون دلار در مرحله عرضه اولیه ارز دیجیتال (ICO) خود جمع‌آوری کرده بود، قصد داشت تا با نیروگاه‌های برق‌‌آبی همکاری کند تا زیرساخت‌های استخراج ارز دیجیتال فراهم شوند. متاسفانه، پروژه HydroMiner اواخر سال ۲۰۱۸ برای همیشه تعطیل شد تا ایجاد یک پلتفرم دوستدار محیط‌زیست در دنیای کریپتوکارنسی به یک رویا تبدیل شود.

آیا هیدرو ماینینگ، هزینه‌های زیست‌محیطی هم دارد؟

لازم است پیش از راه‌اندازی پروژه‌هایی مثل HydroMiner، همه هزینه‌های زیست‌محیطی آن با دقت ارزیابی شوند. مدیران و سرمایه‌گذاران باید مطمئن شوند که قوانین محیط‌زیست به‌درستی اجرا می‌شوند تا پروژه به‌دلیل نقض این موارد، مشمول تحریم نشود.

در هر پروژه‌ای مثل HydroMiner باید همه مسیرهایی که ماهی‌ها و دیگر حیوانات آبی رفت‌وآمد می‌کنند، باز بمانند؛ مخصوصاً در فصل جفت‌گیری که تمایل شنا برای این حیوانات در رودخانه زیاد است و قصد دارند تا تخم‌های خود را در بالاترین نقاط سیستم‌های آبی قراردهند.

مسئله ریگ ماینینگ (Rig Mining) و استفاده از انرژی برق‌آبی

ریگ ماینینگ، مجموعه‌ای از تجهیزات تخصصی است که برای استخراج ارز دیجیتال استفاده می‌شوند. واژه ریگ (Rig) در اصطلاحات کریپتوکارنسی، پک (مجموعه) سخت‌افزاری معنا می‌شود. برای اینکه بتوان از ریگ ماینینگ کارآمدی استفاده کرد، باید دکل‌های هیدرو ماینینگ به‌خوبی تعبیه شوند. سودآوری در استخراج ارزهای دیجیتال تا حد زیادی به ثبات (Stability) بستگی دارد و نه به سرعت آنی.

ریگ ماینینگ‌ها با هش ریت (Hash rate) زیاد، خیلی زود مستهلک می‌شود و به‌هیچ‌وجه سودآور نیستند. فراهم کردن منبع تغذیه پایدار و ثابت برای استخراج ارزهای دیجیتال ضروری است. به‌عبارت ساده‌تر، منبع برق‌آبی در یک پروژه هیدرو ماینینگ نباید تنها منبع برق باشد. برای سودآوری طرح‌های این‌چنینی باید یک شبکه برق جداگانه برای پشتیبانی از ژنراتورهای آبی طراحی کرد.

برای مثال، UPSهای سوئیچینگ خیلی سریع می‌توانند بدون ایجاد تاخیر در میان ژنراتورهای آبی و شبکه برق، باعث روشن نگه داشته شدن دکل‌ها شوند. یک بانک باتری متصل به یک اینورتر که روی شبکه هیدروماینینگ طراحی می‌شود هم می‌تواند از بروز نوسانات برقی جلوگیری کند. هزینه اضافی بانک‌های باتری در سود استخرهای ارزهای دیجیتال جبران می‌شوند و یک پشتیبان مهم برای عملیات انرژی سبز هستند.

عملیات Hydrostaking و رقابت با الگوریتم PoW

با وجود تمام مزایایی که برای Hydromining ارائه کردیم، چه عاملی می‌تواند از انتخاب انرژی آبی به‌جای استخراج ارزهای دیجیتال با روش‌هایی مثل PoW جلوگیری کند؟ در واقع هیچی! جالب اینکه اجرای عملیات هیدورماینینگ، همان مزایا و سودی را که استخراج ارز دیجیتال با الگوریتم PoW دارد، به ارمغان می‌آورد. البته با این تفاوت که انرژی بسیار کمتری نسبت به ماینرهای معمولی ارز دیجیتال صرف می‌شود.

استخراج ارز دیجیتال با انرژی برق آبی؛ مسیری سبز

وقتی که صحبت از استخراج ارزهای دیجیتال با انرژی برق‌آبی به میان می‌آید، ایده‌های بسیاری پشت آن قرار می‌گیرند. با این اوصاف، پروژه‌هایی مثل HydroMiner هم وجود دارند که علی‌رغم تلاش‌های زیاد، شکست خوردند. در دنیای امروزی ما، زندگی کردن خارج از فناوری‌ها ممکن نیست و نمی‌توان سودآوی بازار ارزهای دیجیتال را نادیده گرفت. از طرفی، شکل کنونی استخراج ارزهای دیجیتال اصلاً به‌نفع محیط‌زیست نیست و هزینه‌های سرسام‌آوری دارد.

بازار ارزهای دیجیتال به‌خودی‌خود، تازه و جدید هستند و این امکان وجود دارد که پروژه‌های هیدروماینینگ به ثمر بنشینند. در این مقاله از بلاگ صرافی والکس به تمامی نکات این فرآیند اشاره کردیم. حالا نوبت شماست که برای ما بنویسید؛ نظرتان در مورد این نوع از روش‌های استخراج ارزهای دیجیتال چیست؟ آیا هیدروماینینگ و پروژه‌های منسوب به آن می‌توانند جایی در میان دنیای کریپتوکارنرسی داشته باشند یا خیر؟