A kriptovalutákkal kapcsolatban jelenleg az egyik legnagyobb beszédtéma az energiahatékonyság, ami nem is csoda: a legismertebb Bitcoin éves villamosenergia-fogyasztása több, mint amennyit például Argentína, az Egyesült Arab Emírségek vagy Hollandia fogyaszt, írta az alternativenergia.hu.

Erre megoldást hozhat egy másik valuta, az Ethereum 2.0, ami 99,95 százalékkal kevesebb energiafelhasználással járhat, mint az elődje. Az Ethereum jelenleg a legnagyobb altcoin, vagyis a Bitcoinhoz hasonló kriptovaluta. Szakértők szerint hamarosan népszerűbb lehet, mint a piacon először megjelenő társa, mivel már most több szempontból jobb: az Ethereum ugyanis egy olyan számítástechnikai platform is, ahol a fejlesztők új alkalmazásokat hozhatnak létre, ezen kívül támogatja az intelligens szerződéseket, és megvan benne a lehetőség, hogy megbízható információk nagy piacává váljon decentralizált működése jóvoltából. Ez persze csak a jéghegy csúcsa, elemzők millió szempontból hasonlították már össze a Bitcoint az Ethereummal, és leginkább a jövő zenéje lesz, hogy melyik milyen téren lesz népszerűbb – az viszont biztos, hogy utóbbi energiahatékonysági területen nagyot lép előre azzal, ha megjelenik és elterjed az Ethereum 2.0. A kriptovaluták ugyanis jelenleg nagyon alacsony energiahatékonysággal működnek, a Bitcoin éves villamosenergia-fogyasztása például több, mint amennyit Argentína, az Egyesült Arab Emírségek, vagy éppen Hollandia elhasznál.

A kriptovaluta előállítása energiaigényes folyamat, nagy teljesítményű számítógépek szükségesek hozzá. 2021-es adatok szerint a Bitcoin működése éves szinten 121,36 terrawattórát (TWh) tesz ki, amit érdekes összevetni a magyar lakossági villamosenergia-felhasználással, amely ugyanekkora időintervallum mellett 11,7 terawattóra.
Kérdés, hogy hol lehet ezen faragni – az Ethereum, úgy tűnik, megtalálta a megoldást. A valuta és platform jelenleg a Proof of Work (PoW) protokoll alapján működik, ugyanúgy, mint a Bitcoin: ez tulajdonképpen egy algoritmust takar, amelynek segítségével a decentralizált rendszer felügyelői biztosíthatják, hogy a konszenzus megszületik olyan nagyon fontos témákban, mint a számlaegyenlegek, vagy a tranzakciók sorrendje. Ez gyakorlatilag lefekteti a szabályokat, amelyek alapján a bányászok dolgoznak.

Az algoritmus biztosítja, hogy mindig annyi Ethereum mozogjon a tranzakciókban, amennyi ténylegesen létezik, és azt is, hogy az Ethereum láncát nagyon nehéz legyen feltörni vagy átírni. Az Ethereum erről áll át az úgynevezett Proof of Stake (PoS) protokollra, amely szintén egy konszenzusos mechanizmus, és lehetővé teszi, hogy a decentralizált blokklánc-hálózatok jól tudjanak együttműködni. A Proof of Stake előnye, hogy drámaian növeli a rendszer energiahatékonyságát, mivel a bányászokat nem a kapacitásuk, hanem az általuk birtokolt Ethereum-állományok mennyisége alapján jutalmazza, ami véget vet a bányászok jutalmáért folytatott áramégető versenynek. Ez az oka annak, hogy az ETH2.0 annyival energiahatékonyabb lehet: Carl Beekhuizen, az Ethereum Alapítvány egyik kutatója szerint a legkonzervatívabb becslések szerint is 99,95 százalékos energiamegtakarítással jár majd.

Jelenleg az Ethereum is annyi energiát fogyaszt évente, mint egy közepes méretű ország, ez a 2.0-val drámaian lecsökken majd, Beekhuizen számításai szerint 2,62 megawattra. Ez már nem országos szint, hanem 2100 amerikai háztartás energiafogyasztása. A kutató szerint egy ETH2.0 tranzakció 20 percnyi tévénézés során elhasznált energiával ér fel, míg a mostani Ethereum-tranzakciók 2,8 napig tudnának árammal ellátni egy átlagos háztartást. Ehhez képest egy darab Bitcoin-tranzakció 38 napnyi áramfelhasználását fedezhetné egy háztartásnak.

A PoW protokollal alapvetően az volt a probléma, hogy a rendszer biztonságosságát az garantálta, ha a bányászó hardver hatékonyságát növelték, vagy ha több hardvert használtak. Ha egy sikeres támadást akartak megakadályozni, a bányászoknak többet kellett dolgozniuk, mint a támadóknak, és mivel a támadók valószínűleg hasonló teljesítményű eszközökkel rendelkeznek, mint a bányászok, ez egyértelműen több hardver használatát jelentette, ami több energiát is fogyasztott. A PoS azonban ezt a látszólag véget nem érő fokozást értelmetlenné teszi, és úgy növeli a biztonságot, hogy az energiafelhasználás nem növekszik vele együtt.
Hátránya is van azonban a megoldásnak: a PoS protokollok biztonsági aggályokat vetnek fel, mivel az ellenőrzési folyamatban megbízható felügyelőkre van szükség.

Bár az ETH2.0 még kezdeti stádiumban van, a felhasználók már most 4 millió tokent szereztek. Az Ethereum egyébként nem is időzíthette volna jobbkor az energiahatékonysági bejelentését: Elon Musk nemrég bejelentette ugyanis, hogy a Tesla nem fogad el többet Bitcoint az autóiért, méghozzá leginkább azért nem, mert a bányászat ennyire környezetszennyező. Bár a Tesla-guru a februárban bevásárolt 1,5 milliárd dollárnyi Bitcoinját nem adta el, a kriptovaluta a bejelentésre így is elkezdett drámaian visszaesni a piacon. Az Ethereum tehát tökéletesen használta ki a piaci helyzetet, és adott alternatívát a most éppen gazdaságilag nem a legjobb helyzetben lévő, környezetszennyező, energiaigényes Bitcoinra egy olyan valutával, aminek bányászata már teljesen elfogadható energiafelhasználással jár.

Hundertwasser szellemiségét viszi tovább Bécs új Power-to-Heat létesítménye, amely az ikonikus spittelaui szemétégető szomszédságában épül. A leginkább két átfolyós vízmelegítőhöz hasonlítható berendezés lényege, hogy a felesleges zöldáramot hővé alakítja, így nem hagyja kárba veszni. Ráadásul az áramellátás is stabilabbá válik. Nemcsak építészetileg, de minden szempontból a híres osztrák művész, Friedensreich Hundertwasser szellemiségéhez igazodik a bécsi energiaszolgáltató, a Wien Energie legújabb létesítménye, amely a Bécs egyik jelképének is számító spittelaui szemétégető mellett kap helyet. A felesleges zöldáramot távhővé alakító berendezés két hatalmas olajtartály helyén épül. Színes mozaikmintázatával és lekerekített formáival nemcsak a külsejével idézi Hundertwasser stílusát, hanem számos egyéb momentumában is a festő környezetvédelem és közösség iránti elkötelezettségét tükrözi.

A megépítéséhez például zöldbetont is felhasználnak, amelyhez a környezetvédelem jegyében épülettörmeléket is adagolnak. Az épület tetején pedig közösségi kertet létesítenek, ahol a Wien Energie dolgozói paradicsomot, paprikát és fűszernövényeket termeszthetnek, vagy árnyékba vonulhatnak a nyári hőség elől. Az új Power-to-Heat létesítmény leginkább két óriási, egymástól függetlenül működő, öt megawattos átfolyós vízmelegítőhöz hasonlítható. Akkor jutnak szerephez, amikor – például erős szél esetén – a szélerőművek több áramot termelnek, mint amennyire pillanatnyilag szükség van. Ilyenkor néhány percen belül aktiválni lehet őket, felveszik a plusz energiát és 155 Celsius-fokos vízzé alakítják.

A forró vizet a bécsi távhőhálózatba táplálják, így a környező háztartások közvetlenül, veszteség nélkül használhatják fel. Az új létesítménynek köszönhetően nemcsak azt előzik meg, hogy veszendőbe menjen az a zöldáram, amit az áramhálózat aktuálisan nem tud felvenni, de elejét veszik a feszültségingadozásoknak is. A spittelaui Power-to-Heat létesítmény a Wien Energie második ilyen berendezése lesz. Az elsőt 2017-ben állították szolgálatba Leopoldauban. Az elektródákkal működő elektromos vízmelegítő eddig 25 ezer megawattórányi hőt állított elő a keletkezett áramfeleslegből. Az új, spittelaui létesítmény várhatóan 2022 tavaszára készül el.

Kép:  Wien Energie/Merlin Bartholomäus

Cementalapú, tölthető akkumulátort fejlesztettek svéd kutatók, ennek segítségével a jövőben húszemeletes betonépítmények tárolhatják az energiát.

A svéd Chalmers Műszaki Egyetem tudósai mutatták be vizsgálataik eredményét. Emma Zhang és Luping Tang munkatársaikkal a jövő építőanyagait kutatták. Közösen dolgozták ki a világ első tölthető, cementalapú akkumulátorának koncepcióját. A cementalapú keverék kis mennyiségű, rövid karbonszálakat tartalmaz a vezetőképesség és a hajlítószilárdság növelése érdekében. Fémbevonatú, karbonszálas hálót is elhelyeztek a keverékben, melyben a vas az anód, a nikkel pedig a katód – írja a TechExplore.com tudományos portál.
A tudósok hosszas kísérletezés után alkották meg a prototípust. Ennek átlagos energiasűrűsége 7 wattóra négyzetméterenként, ami a korábbi cementalapú akkumulátorokra tett kísérletek eredményének 10-szerese.

Ez az energiasűrűség azonban még mindig alacsony a kereskedelmi forgalomban lévő elemekhez képest, az anyag azonban épületek esetében nagy mennyiségben használható. A technológia alternatív megoldásokat nyújthat az energiakrízis idején a nagy mennyiségű energia tárolásának lehetővé tételével. Az ötlet kidolgozása még korai fázisban van, számos technológiai kérdés vár még megoldásra.

“Mivel a betonalapú infrastruktúra általában 50-100 évre készül, az akkumulátorokat is ehhez kellene igazítani, vagy könnyen cserélhetővé és újrahasznosíthatóvá kell tenni. Ez egyelőre nagy kihívást jelent” – fogalmazott Emma Zhang.