Passt Volcano Energy wirklich am besten zu Bitcoin City in El Salvador?

Die Schaffung eines Bitcoin-Stadt angetrieben durch „Vulkanenergie“ vorgeschlagen von El Salvadors Präsident Nayib Bukele ist für viele Bitcoiner auf emotionaler, ästhetischer Ebene ansprechend.

Vorgestellt in Form eines perfekten Kreises, wie eine Münze, mit a bitcoin-symbolförmiger öffentlicher platz in der Mitte und einer Vielzahl von urbanen Knoten, die in alle Richtungen ausstrahlen, zielt die Ästhetik der vorgeschlagenen Stadt darauf ab, symbolisch mit Bitcoinern in Resonanz zu treten.

Diese Vision ist aufgrund der Kommunikations- und Marketingkompetenz von Bukele sinnvoll. Es könnte auch eine großartige Gelegenheit für sein Kostenlos, das von Fernando Romero gegründete Büro für Architektur und Industriedesign, as Bitcoin City ist eine Neuauflage von Romeros FR-EE City, einem „urbanen Prototyp für den Bau neuer Städte in den Schwellenländern des 2012. Jahrhunderts“ aus dem Jahr 21 die Webseite beschreibt es.

Die emotionalen, ästhetischen Grundlagen von Bitcoin City können unter Bitcoinern als durchaus solide angesehen werden. Aber seine Energiegrundlagen passen möglicherweise nicht optimal zu dem Bitcoin-Gebäude, das Bukele vorantreiben will – zumindest in Bezug auf Kosten und Geschwindigkeit.

Die Vorlaufzeit für Geothermie

Die „Vulkanenergie“, die Bitcoin City anzapfen soll, ist allgemein bekannt als „geothermische Energie.“ Es „Vulkanenergie“ zu nennen, klingt natürlich spannender und demonstriert einmal mehr Bukeles Marketing- und Markengeschick.

Der Grund, warum Geothermie möglicherweise nicht die beste und schnellste Lösung für Bitcoin City ist, hat mit der Entwicklungszeit und den Kosten zu tun. Es kann dauern fünf bis sieben Jahre gemäß einigen geothermischen Projektzeitplänen alle beteiligten Phasen zu durchlaufen.

Im Falle der Colchagua-Vulkan, in dessen Nähe Bitcoin City gebaut werden soll, sind die ersten Phasen im Gange oder wurden bereits durchgeführt, wie im vergangenen Juni Bukele twitterte dass Ingenieure am Standort bereits einen Brunnen mit 95 Megawatt (MW) geothermischer Leistung gegraben hatten.

Trotzdem wird es wahrscheinlich noch mindestens zwei bis drei Jahre dauern, bis die Anlage mit der Stromerzeugung beginnen kann, die für einen Bitcoin-Mining-Hub um sie herum genutzt werden soll.

Dies weist auf einen wichtigen Grund hin, warum die geothermische Energie in den letzten Jahrzehnten weder in El Salvador noch auf der ganzen Welt wesentlich entwickelt wurde, obwohl sie die Nachteile der Unterbrechungen vermeidet, unter denen Solar- und Windenergie leiden. Obwohl sie günstig im Betrieb ist und nahezu unbegrenzte Betriebsstunden bietet, hat Geothermie sehr lange Vorlaufzeiten und bis alle technischen „i“ und die wirtschaftlichen „t“ überschritten sind, sind die Ergebnisse ungewiss. Projekte können buchstäblich Löcher im Boden bleiben.

Die Entwicklung von Solar- und Windkraftwerken kann ebenfalls einige Zeit in Anspruch nehmen, aber das liegt normalerweise an Genehmigungsverfahren, nicht an technischen Schwierigkeiten oder Unsicherheiten über Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeiten, und ihre Vorlaufzeit ist im Allgemeinen kürzer, etwa ein bis zwei Jahre für den Versorgungsmaßstab Brancheninterviews zufolge weniger für kleinere Systeme.

Zeit- und Kostenfragen sind bei den Entscheidungen öffentlicher und privater Investoren nicht zu unterschätzen. Lassen Sie uns versuchen, ein einfaches, aber umfassendes Bild mit breiten Daten zu zeichnen, die für verschiedene erneuerbare Energietechnologien auf der ganzen Welt repräsentativ sind.

Die relativen Kosten der Geothermie

Im Jahr 2020 wurden die durchschnittlichen installierten Gesamtkosten von acht neuen geothermischen Anlagen von der überwacht Internationale Agentur für erneuerbare Energien (IRENA) betrug 4,486 $ pro Kilowatt (kW) und reichte von einem Tiefstwert von 2,140 $ pro kW bis zu einem Höchstwert von 6,248 $ pro kW.

Fokussierung auf El Salvador, eine neue Studie die auf dem letzten World Geothermal Congress von salvadorianischen, isländischen und iranischen Forschern vorgestellt wurde, nennt Gesamtkosten von 480 Millionen Dollar für eine 50-MW-Geothermieanlage in dem zentralamerikanischen Land (Tabelle 9,600) oder XNUMX Dollar pro kW.

Zum Vergleich die durchschnittlichen installierten Gesamtkosten von Photovoltaik (PV)-Projekten, die 2020 in Auftrag gegeben und im Jahr XNUMX überwacht wurden IRENA-Datenbank betrug 883 $ pro kW – etwa ein Fünftel der Kosten pro kW von IRENA-überwachter geothermischer Energie oder etwa ein Zehntel der Kosten für geothermische Energie gemäß der Studie des World Geothermal Congress. Wenn wir es mit vergleichen Offshore-Windenergielagen die durchschnittlichen Gesamtinstallationskosten im Jahr 1,355 bei 2020 USD pro kW – etwa eineinhalb Mal billiger als Vulkanenergie.

Neben den Entwicklungs- und Installationskosten sind die Kosten für die Energieerzeugung nach dem Produktionsstart einer Anlage ein weiterer wichtiger Faktor. Schauen wir uns dazu die an Stromgestehungskosten (LCOE), der die durchschnittlichen gegenwärtigen Nettokosten der Stromerzeugung eines Kraftwerks über seine Lebensdauer misst. Es ist eine Kennzahl, die verwendet wird, um Investitionen zu planen und verschiedene Methoden der Stromerzeugung konsistent zu vergleichen.

Die durchschnittlichen Stromgestehungskosten der im Jahr 2020 in Auftrag gegebenen Geothermieprojekte betrugen 0.071 $ pro Kilowattstunde (kWh), weitgehend im Einklang mit den Werten der letzten vier Jahre. Dass im Vergleich zu einem LCOE für Solar- und Onshore-Wind das ist in den letzten 10 Jahren rapide gesunken und lag 2020 bei 0.057 $ pro kWh bzw. 0.039 $ pro kWh.

Das bedeutet, dass Geothermie in der Produktion etwa 25 % teurer ist als Solarenergie und etwa 82 % teurer als Onshore-Windenergie.

In Bezug auf Kosten und Vorlaufzeiten sind Solar- und Windkraft die klaren Gewinner gegenüber Geothermie, wie diese IRENA-Grafik zeigt.

Die relative Effektivität der Erdwärme

Wie bereits erwähnt, ist geothermische Energie nicht intermittierend und Anlagen können länger produzieren als Solar- oder Windsysteme. Das Maß dafür, wie viel Strom eine bestimmte Anlage im Vergleich zu ihrer theoretisch maximal möglichen Leistung produziert, wird als „Kapazitätsfaktor“ bezeichnet. Sie ist eine wichtige Kennzahl, weil sie angibt, wie voll ein Kraftwerk ausgelastet werden kann.

Lassen Sie uns die Kapazitätsfaktoren verschiedener Energiequellen vergleichen, wiederum unter Verwendung der Daten von IRENA.

Im Jahr 2020 betrug der globale durchschnittliche Kapazitätsfaktor für neue Geothermieanlagen 83 % und reichte von einem Tiefstwert von 75 % bis zu einem Höchstwert von 91 %, während der durchschnittliche Kapazitätsfaktor für neue Solar-PV-Anlagen im Versorgungsmaßstab bei 16.1 % lag Onshore-Windparks lag bei 36 %, pro IRENA.

Damit war der Kapazitätsfaktor, also die effektiv zur Verfügung stehenden Betriebsstunden, bei Geothermie-Anlagen fünfmal höher als bei Solar und 2.3-mal höher als bei Onshore-Wind.

Die relative Effizienz der Geothermie

Die Menge an nutzbarer Energie, die eine Stromerzeugungstechnologie im Vergleich zu ihrem Energieeinsatz produziert, wird als „Effizienz der Energieumwandlung."

Der höchste gemeldete Umwandlungswirkungsgrad liegt bei einer indonesischen Geothermieanlage bei etwa 21 %, mit einem globalen Wirkungsgraddurchschnitt von etwa 12 %, laut einer weltweiten Studie aus dem Jahr 2014 Überprüfen von 94 geothermischen Anlagen, die in der Zeitschrift „Geothermics“ veröffentlicht wurden.

Die Energieumwandlungseffizienz neuer, im Handel erhältlicher Photovoltaikmodule ist jetzt zwischen 21% und 23%, mit Forschern, die bereits Solarzellen mit Wirkungsgraden entwickelt haben nähert sich 50%. Windkraftanlagen entziehen im Durchschnitt etwa 40 % der Energie aus dem Wind, der durch sie hindurchströmt.

Fazit

Grundsätzlich ist die Entwicklung und Installation von Geothermie fünfmal teurer als Solarenergie und etwa zwei- bis dreimal zeitaufwändiger, aber sie kann pro MW fünfmal so viel Energie wie Solarenergie und mehr als doppelt so viel wie Windenergie erzeugen. wie es Tag und Nacht, Winter und Sommer, Flaute und Sturm funktionieren kann – im Gegensatz zu Sonne und Wind (es sei denn, man verwendet Batteriesysteme, deren Entwicklung schnell voranschreitet, die aber derzeit nur wenige Stunden Verbrauch pro Tag decken können, wie z ist in der Branche bekannt).

Aber Geothermie ist auch ein Viertel teurer in der Produktion als Solarenergie, fast doppelt so teuer wie Onshore-Windenergie, und ihre Energieumwandlungseffizienz ist etwa 10 Prozentpunkte niedriger als die von Solar-PV und etwa drei- bis viermal niedriger als die von Windkraft.

Die Kombination dieser unterschiedlichen Faktoren lässt sich anhand der doppelten Effizienzbewertung für erneuerbare Energien erfassen. Je höher die Punktzahl, desto besser schneidet eine Technologie bei einer Vielzahl von Kriterien ab.

Diese Punktzahl fasst wirtschaftliche Dimensionen als Inputs auf der einen Seite und Energie, Umwelt und soziale Dimensionen als Outputs auf der anderen Seite zusammen, basierend auf Daten von IRENA, der Weltbank und dem Yale Center for Environmental Law and Policy, wie in einer kürzlich erschienenen Studie dargestellt Studie mit Fokus auf die Länder der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) und veröffentlicht in der Zeitschrift „Sustainability“.

Die Autoren warnen davor, dass „2014 nur für drei Länder, Chile, Mexiko und die Türkei, zuverlässige Daten für Geothermie mit einem Effizienzwert von 77.9 %, 72.8 % bzw. 86.4 % verfügbar waren“. Diese Daten stehen im Vergleich zu durchschnittlich 92.98 % für Wind- und Solarenergie im Jahr 2016 laut Studie.

Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass in den fünf bis sieben Jahren seit Erhebung dieser Daten die Kosten für Sonne und Wind erheblich gesunken sind, während ihre Energieeffizienz gestiegen ist, im Gegensatz zur Geothermie, deren Kosten gestiegen sind und deren Energieeffizienz stabil geblieben ist .

Trotzdem wird die Geothermie in dem in der Studie betrachteten mittelamerikanischen Land (Mexiko) berücksichtigt und teilt einige der gleichen tektonischen Platten und geologische Formationen B. El Salvador, hat einen doppelten Wirkungsgrad von weniger als 73 % – mehr als 20 Prozentpunkte unter dem doppelten Wirkungsgrad von Sonne oder Wind.

Ist Solar eine bessere Ausgangssituation für Bitcoin City?

Auch wenn in El Salvador von Mai bis Oktober Regenzeit herrscht, ist das Gebiet des Vulkans Colchagua im Südosten von El Salvador mit sehr hoher Sonne gesegnet Bestrahlung, wie die folgende Abbildung des Photovoltaikpotenzials von El Salvador zeigt.

Als Beispiel braucht man sich nur den PV-plus-Speicher von Capella Solar anzusehen, der Dezember 2020 offiziell eröffnet, die das Stromnetz von El Salvador mit Strom und Energiereserven versorgt.

Der Betrieb von Capella Solar befindet sich im Departement Usulután im Südosten von El Salvador – in der gleichen Gegend wie die Bitcoin City, etwa 100 Kilometer westlich des Vulkans Colchagua.

Die Solaranlage ist jetzt die größte des Landes. Es hat einen 20-jährigen Stromabnahmevertrag mit lokalen Stromverteilern zu einem Durchschnittspreis von 0.049 $ pro kWh (49.55 $ pro Megawattstunde [MWh]), was jetzt die billigste Energie auf dem salvadorianischen Markt ist. Daran angeschlossen ist ein Lithium-Ionen-Batteriespeichersystem mit 3.2 MW und 2.2 MWh, das die Netzfrequenzregelung unterstützt und das bisher größte System seiner Art in Mittelamerika ist.

Vulkananleihen

Präsident Bukele beabsichtigt, den Bau von Bitcoin City zu finanzieren, indem er eine Reihe sogenannter „Vulkanbindungen.“ im Wert von jeweils 1 Milliarde US-Dollar mit einem Kupon von 6.5 %. Der Name bezieht sich auf die Idee, dass diese 10-jährigen Anleihen durch Bitcoin gedeckt werden, die sowohl mit „Vulkanenergie“ abgebaut als auch auf dem Markt gekauft werden. Die Hälfte der Summe würde für den Kauf von Bitcoin auf dem Markt verwendet, und die andere Hälfte würde für die Infrastruktur der Stadt wie die Entwicklung von Bitcoin-Mining-Einrichtungen aufkommen, sagte Bukele. Die erste 10-jährige Anleihe soll noch in diesem Jahr emittiert werden, weitere werden folgen.

Da der Bau durch Vulkananleihen finanziert werden soll, die mit Bitcoin hinterlegt werden sollen, die zumindest teilweise mit Erdwärme abgebaut werden sollen, sind Timing und Kosten der Energieinfrastruktur ein Schlüsselfaktor sowohl für die langfristige Nachhaltigkeit von die Stadt und die Vorabfinanzierbarkeit des Projekts selbst.

Der größte Knall für El Salvadors Geld würde kommen, wenn es so schnell wie möglich seinen eigenen Bitcoin mit seiner eigenen erneuerbaren Energie abbauen würde, im Gegensatz zum Kauf von Bitcoin auf dem Markt. Wie jeder Bergmann bestätigen würde, ist der Zugang zu möglichst billiger Energie der wichtigste Faktor bei der Bestimmung der Rentabilität eines Bergbauprojekts.

Wenn Zeit und Kosten für das Bitcoin-Mining und Bitcoin City von entscheidender Bedeutung sind, dann ist Geothermie vielleicht nicht die bestmögliche Option.

Die Entwicklung eines Geothermieprojekts stellt eine einzigartige Reihe von Herausforderungen dar, wenn es darum geht, die Ressource zu bewerten und wie das unterirdische Reservoir reagieren wird, sobald die Produktion beginnt. Unterirdische Ressourcenbewertungen sind teuer und müssen durch Testbohrungen bestätigt werden. Laut Bukele haben Ingenieure zumindest einen Teil dieser Arbeit bereits erledigt.

„Vieles wird jedoch unbekannt bleiben, wie sich die Lagerstätte verhalten wird und wie sie während der Betriebsdauer des Projekts am besten verwaltet werden kann“, IRENA hat erklärt. „Zusätzlich zu steigenden Entwicklungskosten bedeuten diese Probleme, dass Geothermieprojekte im Vergleich zu anderen erneuerbaren Stromerzeugungstechnologien sehr unterschiedliche Risikoprofile aufweisen, sowohl in Bezug auf die Projektentwicklung als auch auf den Betrieb.“

Mischen Sie es oben

Forschungen zu den Zusammenhängen zwischen Energieflüssen und Stadtentwicklung haben gezeigt, dass „intensive und diversifizierte Energiequellen die Struktur aufbauen und den Stoffwechsel in städtischen Gebieten verbessern“, so a Studie veröffentlicht in „Ökologische Modellierung“.

Da geothermische Energie in El Salvador selbst angebaut wird, weniger umweltschädlich ist, besser verfügbar ist als viele andere Quellen und sowohl für die thermische als auch für die elektrische Energieerzeugung direkt nutzbar ist, lohnt es sich sicherlich, sie zu verfolgen, aber nicht unbedingt als erste Wahl. Als Bestandteil eines breiteren Mix aus erneuerbaren Energien würde es wahrscheinlich besser funktionieren.

Man sollte in der Lage sein, in etwa einem Jahr ein Solar-PV-Feld in Versorgungsgröße zu installieren und viel früher mit dem Abbau von Bitcoin zu beginnen als in den zwei bis drei Jahren, die ein Geothermieprojekt mindestens dauern würde. Dieser Vorsprung könnte einen großen Unterschied machen, wenn es darum geht, die finanziellen Grundlagen von Vulkananleihen solider und Bitcoin City erfolgreicher zu machen.

Dies ist ein Gastbeitrag von Lorenzo Vallecchi. Die geäußerten Meinungen sind ausschließlich ihre eigenen und spiegeln nicht unbedingt die von BTC Inc oder wider Bitcoin Magazin.

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• Quelle: https://bitcoinmagazine.com/technical/el-salvador-bitcoin-city-and-volcano-energy