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Landfill Gas Mining

使用垃圾填埋气发电进行挖矿

垃圾车驶离填埋场,并不代表垃圾就消失了。有机物仍在分解,并不断产生气体。运营方如果把气体收集起来,就可以用它发电,再为 Bitcoin 矿机供电。这就是 Landfill Gas Mining。矿机并不处理垃圾,而是处在整条链的末端,作为电力用户。要理解项目带来了什么,不妨沿着垃圾分解、气体收集、发电,最后到矿机运行的路线看一遍。

Landfill Gas Mining 利用收集并适当处理过的填埋气发电,为 Bitcoin 挖矿供电。垃圾不是在矿机内燃烧。仅仅与填埋场相连,既不能证明盈利,也不能证明从大气中移除的温室气体多于排放量;需要看完整运营过程及其真实替代方案。

美国环境保护署 U.S. EPA 使用 LFG 表示 landfill gas,即填埋气。它来自有机物分解,甲烷主要在缺氧条件下形成。气体大致一半是甲烷,化学式 CH4,另一半是二氧化碳 CO2,并含有其他成分。这是按体积计算的近似组成,不是所有填埋场都固定采用的“配方”。因此,报告中的填埋气体积,并不自动等于同体积的纯甲烷。评估燃料供应时,这个区别很重要。甲烷也是一种温室气体:如果逸入大气,就会使更多热量留在大气中。因此,气体泄漏不只是损失可利用的燃料。 [1]

气井或水平收集设施与管道负责收集气体,但不会全部捕获。因此,U.S. EPA 区分气体产生量的估计与可回收量的估计。LandGEM 是预测气体产生的模型,不是发电设备入口的流量计。模型结果还要结合假定的收集效率。收集设施覆盖多少区域、设备状况如何、测量是否可靠,都会影响估计是否符合实际。模型中的数字,不是自动交付给发动机的气量。 [2]

含水、带杂质的气体,不能不加考虑地送进任意发动机。U.S. EPA 介绍了除水,以及按需去除硅氧烷这类含硅化合物、含硫化合物和其他杂质的过程。处理程度取决于气体和设备。用于发电的处理,不一定等同于生产 RNG:这种可再生天然气经过提纯,达到可替代天然气使用的质量,例如用于管网。美国能源信息署 EIA 也解释了这一区别。把挖矿集装箱运到现场,并不能替代这些环节。 [1] [6]

用我们自己的简化例子:填埋场产生 100 kg 甲烷,即 CH4,其中收集到 75 kg。燃烧设备破坏进入其中的 98 %,也就是 73.5 kg。出口还剩 1.5 kg 未燃甲烷;另有 25 kg 未被收集。因此,设备破坏输入甲烷的 98 %,并不等于破坏整个填埋场所产甲烷的相同比例。U.S. EPA 对这两种效率作了区分。这个例子不是完整排放清单:覆盖层中的氧化会转化一部分甲烷,其他泄漏和气体储量变化也需要分别评估。燃烧会把甲烷转化为二氧化碳和水。因此,“破坏甲烷”并不意味着设备不排出任何气体。 [3] [4]

Methane Mitigation 指减少甲烷排放。不过,收集甲烷的好处并不证明当地零排放。U.S. EPA 提醒注意 NOx,即燃烧产生的氮氧化物,它们会促进烟雾污染形成。视所比较的技术而定,填埋气发电设备的氮氧化物排放可能高于被替代的电源。因此,应分别考察甲烷收集、燃烧和矿机用电。新增一个电力用户,并不能把原本已运行的气体收集系统的全部好处都归给它。 [4]

挖矿不赚钱时,垃圾并不会停止分解。U.S. EPA 介绍,即使发电项目结束,也可以继续收集气体,并送到专门燃烧气体的火炬装置。因此,新挖矿项目可能替代的是既有火炬或其他用户,而不一定是把所有气体直接排入空气的情况。矿机暂停时,要看实际气流去向,以及抽取气体的鼓风机是否继续工作。链条末端的机器停了,这些设备的用电和维护需求并不会随之消失。 [3]

Uptime 是所观察设备实际工作或可用的时间比例,首先要说明统计什么。U.S. EPA 根据垃圾填埋历史、垃圾组成和当地条件预测产气量。如果高估未来垃圾输入,或忽略收集不完整,就可能高估可用燃料。应把模型与实测回收量及运行记录对照。垃圾持续分解,不代表发电设备、气体处理和矿机都能不停运行。长期预测与某台设备的可用时间,回答的是不同问题。 [2]

U.S. EPA 区分初步经济估算与针对具体填埋场的详细评估。挖矿项目应计入的不只有矿机,还有气体收集、处理、发电设备、辅助用电和维护。再比较实际可选方案:把电卖给其他用户、直接利用气体供能,或提纯成 RNG。之后,投资回收结论才有意义。盈利和额外减排效果需要分别证明。缺少这种比较,“从垃圾中挖出 Bitcoin”仍只是有吸引力的想法,而不是项目评估。 [5]

要获得更完整的理解,请将本词条与以下词条结合阅读: Flare Gas Mining, Methane Mitigation, Energy Arbitrage, Uptime. 反向关联还来自: Flare Gas Mining, Methane Mitigation.

DOC · 001U.S. EPA — Basic Information about Landfill Gas文档 DOC · 002U.S. EPA — Landfill Gas Modeling文档 DOC · 003U.S. EPA — Continue to Operate Gas Collection System and Flare文档 DOC · 004U.S. EPA — Benefits of Landfill Gas Energy Projects文档 DOC · 005U.S. EPA — LFG Project Economics and Financing文档 DOC · 006EIA — Landfill Gas and Biogas文档
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