L'énergie volcanique est-elle vraiment la meilleure solution pour la ville Bitcoin d'El Salvador ?

La création d'un Ville de Bitcoin alimenté par "l'énergie du volcan" proposé par le président salvadorien Nayib Bukele est attrayant pour de nombreux bitcoiners à un niveau émotionnel et esthétique.

Imaginé sous la forme d'un cercle parfait, comme une pièce de monnaie, avec une place publique en forme de symbole bitcoin au milieu et une multitude de nœuds urbains rayonnant dans toutes les directions, l'esthétique de la ville proposée vise à faire résonner symboliquement les bitcoiners.

Cette vision prend tout son sens sur la base du sens de la communication et du marketing de Bukele. Cela pourrait aussi être une belle opportunité pour Libérer, le cabinet d'architecture et de design industriel fondé par Fernando Romero, car Bitcoin City est une refonte de FR-EE City de Romero, un « prototype urbain de 2012 pour la construction de nouvelles villes dans les économies émergentes du 21e siècle », comme le site Internet le décrit.

Les fondements émotionnels et esthétiques de Bitcoin City peuvent être considérés comme assez solides parmi les Bitcoiners. Mais ses fondations énergétiques ne sont peut-être pas la meilleure solution possible pour l'édifice Bitcoin que Bukele veut stimuler - du moins en termes de coût et de rapidité.

Le délai de livraison de l'énergie géothermique

L'"énergie volcanique" que Bitcoin City est censée exploiter est plus communément appelée "l'énergie géothermique.” L'appeler "l'énergie du volcan" semble, bien sûr, plus excitant et cela démontre une fois de plus le sens aigu du marketing et de l'image de marque de Bukele.

La raison pour laquelle l'énergie géothermique n'est peut-être pas la meilleure et la plus rapide solution pour Bitcoin City est liée à son temps et à ses coûts de développement. Cela peut prendre cinq à sept ans passer par toutes les phases impliquées, selon certains échéanciers de projets géothermiques.

Dans le cas de la Volcan Colchagua, qui est celui près duquel Bitcoin City serait construit, les premières phases sont en cours ou ont déjà été réalisées, comme en juin dernier, Bukele tweeté que les ingénieurs avaient déjà creusé un puits avec 95 mégawatts (MW) de capacité géothermique sur le site.

Même ainsi, il faudra probablement encore au moins deux à trois ans avant que la centrale puisse commencer à produire de l'électricité, qui sera utilisée pour un centre minier de bitcoins autour d'elle.

Cela laisse entrevoir une grande raison pour laquelle l'énergie géothermique ne s'est pas développée de manière significative au cours des dernières décennies, que ce soit au Salvador ou dans le monde en général, même si elle évite les inconvénients de l'intermittence dont souffrent l'énergie solaire et éolienne. Bien qu'elle soit bon marché à exploiter et offre des heures de fonctionnement presque illimitées, l'énergie géothermique a des délais de livraison très longs et, tant que tous les « i » techniques n'ont pas été mis en point et que les « t » économiques n'ont pas été franchis, les résultats sont incertains. Les projets peuvent rester, littéralement, des trous dans le sol.

Les centrales solaires et éoliennes peuvent également prendre du temps à se développer, mais cela est généralement dû aux procédures d'autorisation, et non aux difficultés techniques ou aux incertitudes concernant l'irradiation solaire et la vitesse du vent, et leur délai de réalisation est généralement plus court, environ un à deux ans pour les installations à grande échelle. systèmes, et moins pour les plus petits, selon des entretiens avec l'industrie.

Les questions de temps et de coûts ne peuvent être sous-estimées dans les décisions des investisseurs publics et privés. Essayons de brosser un tableau simple mais complet avec des données générales représentatives des différentes technologies d'énergie renouvelable à travers le monde.

Les coûts relatifs de l'énergie géothermique

En 2020, le coût total moyen installé de huit nouvelles centrales géothermiques suivies par le Agence internationale des énergies renouvelables (IRENA) était de 4,486 2,140 $ par kilowatt (kW), allant d'un minimum de 6,248 XNUMX $ par kW à un maximum de XNUMX XNUMX $ par kW.

En se concentrant sur El Salvador, un récent étude présenté au dernier Congrès mondial de la géothermie par des chercheurs salvadoriens, islandais et iraniens cite un coût total de 480 millions de dollars pour une centrale géothermique de 50 MW dans le pays d'Amérique centrale (tableau 9,600), soit XNUMX XNUMX dollars par kW.

A titre de comparaison, le coût total moyen installé des projets solaires photovoltaïques (PV) mis en service en 2020 et suivis dans le Base de données IRENA était de 883 $ par kW - environ un cinquième du coût par kW de l'énergie géothermique surveillée par l'IRENA, ou environ un dixième du coût de l'énergie géothermique selon l'étude du Congrès géothermique mondial. Si on le compare avec l'énergie éolienne offshore, son coût total moyen installé s'élevait à 1,355 2020 $ par kW en XNUMX, soit environ une fois et demie moins cher que l'énergie volcanique.

Outre les dépenses de développement et d'installation, un autre facteur important est le coût de production d'énergie une fois qu'une usine a commencé à produire. Pour ce faire, regardons le coût actualisé de l'énergie (LCOE), qui mesure le coût actuel net moyen de la production d'électricité d'une centrale électrique tout au long de sa durée de vie. C'est un chiffre clé utilisé pour planifier les investissements et comparer les différentes méthodes de production d'électricité de manière cohérente.

Le LCOE moyen des projets géothermiques mis en service en 2020 était 0.071 $ par kilowattheure (kWh), globalement en ligne avec les valeurs observées au cours des quatre années précédentes. Cette se compare à un LCOE pour le solaire et l'éolien terrestre qui a chuté rapidement au cours des 10 dernières années et qui en 2020 était de 0.057 $ par kWh et 0.039 $ par kWh, respectivement.

Cela signifie que l'énergie géothermique est environ 25 % plus chère à produire que l'énergie solaire et environ 82 % plus chère que l'éolien terrestre.

En ce qui concerne les coûts et les délais, l'énergie solaire et éolienne sont les grands gagnants de l'énergie géothermique, comme le montre ce graphique IRENA.

L'efficacité relative de l'énergie géothermique

Comme mentionné, l'énergie géothermique n'est pas intermittente et les centrales peuvent produire pendant plus d'heures que les systèmes solaires ou éoliens. La mesure de la quantité d'électricité produite par une centrale donnée par rapport à sa production théorique maximale possible est appelée le « facteur de capacité ». C'est une mesure importante car elle indique dans quelle mesure une centrale électrique peut être utilisée.

Comparons les facteurs de capacité de différentes sources d'énergie, en utilisant à nouveau les données de l'IRENA.

En 2020, le facteur de capacité moyen mondial pour les nouvelles centrales géothermiques était de 83 %, allant d'un minimum de 75 % à un maximum de 91 %, tandis que le facteur de capacité moyen pour les nouvelles centrales solaires photovoltaïques à grande échelle était de 16.1 % et celui pour parcs éoliens terrestres était de 36 %, par IRENA.

Cela signifie que le facteur de capacité, c'est-à-dire les heures de fonctionnement effectivement disponibles, pour les centrales géothermiques était cinq fois plus élevé que pour le solaire et 2.3 fois plus grand que pour l'éolien terrestre.

L'efficacité relative de l'énergie géothermique

La quantité d'énergie utilisable produite par toute technologie de production d'électricité par rapport à son apport énergétique est appelée "efficacité de la conversion énergétique. »

L'efficacité de conversion la plus élevée signalée est d'environ 21 % dans une centrale géothermique indonésienne, avec une moyenne d'efficacité mondiale d'environ 12 %, selon une enquête mondiale de 2014 Avis de 94 centrales géothermiques publiées dans la revue « Geothermics ».

L'efficacité de conversion d'énergie des nouveaux panneaux photovoltaïques disponibles dans le commerce est désormais entre 21% et 23%, avec des chercheurs qui ont déjà développé des cellules solaires avec des rendements près de 50 %. Les éoliennes extraient en moyenne environ 40% de l'énergie du vent qui les traverse.

Lignes de fond

Fondamentalement, l'énergie géothermique est cinq fois plus chère à développer et à installer que l'énergie solaire, et prend environ deux à trois fois plus de temps, mais elle peut produire cinq fois l'énergie solaire et plus de deux fois celle de l'énergie éolienne par MW, car il peut fonctionner jour et nuit, hiver comme été, marasme et coup de vent — contrairement au solaire et à l'éolien (à moins d'utiliser des systèmes de batterie, dont le développement progresse rapidement, mais qui ne peuvent actuellement couvrir que quelques heures de consommation quotidienne, car est bien connu dans l'industrie).

Mais l'énergie géothermique est également un quart plus chère à produire que l'énergie solaire, presque deux fois plus chère que l'éolien terrestre et son efficacité de conversion d'énergie est d'environ 10 points de pourcentage inférieure à celle de l'énergie solaire photovoltaïque et environ trois à quatre fois inférieure à l'énergie éolienne.

On peut appréhender la combinaison de ces différents facteurs en regardant le double score d'efficacité des énergies renouvelables. Plus le score est élevé, meilleures sont les performances d'une technologie sur une large série de critères.

Ce score résume les dimensions économiques comme intrants d'un côté, et la dimension énergétique, environnementale et sociale comme extrants de l'autre, sur la base des données de l'IRENA, de la Banque mondiale et du Yale Center for Environmental Law and Policy, comme illustré dans un récent étude axé sur les pays de l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) et publié dans la revue "Sustainability".

Les auteurs avertissent que "des données fiables sur l'énergie géothermique n'étaient disponibles que pour trois pays, le Chili, le Mexique et la Turquie [en] 2014, avec un score d'efficacité de 77.9 %, 72.8 % et 86.4 %, respectivement". Ces données se comparent à une moyenne de 92.98 % pour l'énergie éolienne et solaire en 2016, selon l'étude.

Il convient de rappeler qu'au cours des cinq à sept années écoulées depuis la collecte de ces données, les coûts du solaire et de l'éolien ont considérablement diminué, tandis que leurs efficacités énergétiques ont augmenté, contrairement à l'énergie géothermique, dont les coûts ont augmenté et dont l'efficacité énergétique est restée stable .

Même ainsi, l'énergie géothermique dans le pays d'Amérique centrale considéré dans l'étude (Mexique) et partageant certaines des mêmes plaques tectoniques et formations géologiques comme El Salvador, a une double efficacité de moins de 73% - plus de 20 points de pourcentage en dessous de la double efficacité solaire ou éolienne.

Le solaire est-il un meilleur choix initial pour Bitcoin City ?

Même si le Salvador a une saison des pluies de mai à octobre, la région du volcan Colchagua, au sud-est du Salvador, bénéficie d'un ensoleillement très élevé. irradiation, comme le montre l'illustration ci-dessous du potentiel photovoltaïque d'El Salvador.

A titre d'exemple, il suffit de regarder l'installation de stockage Capella Solar PV-plus qui officiellement ouvert en décembre 2020, fournissant de l'électricité et une réserve de puissance au réseau salvadorien.

L'opération Capella Solar est située dans le département d'Usulután, au sud-est du Salvador, dans la même zone que Bitcoin City, à environ 100 kilomètres à l'ouest du volcan Colchagua.

La centrale solaire est aujourd'hui la plus grande du pays. Il a un contrat d'achat d'électricité de 20 ans avec des distributeurs d'électricité locaux à un prix moyen de 0.049 $ par kWh (49.55 $ par mégawattheure [MWh]), qui est désormais l'énergie la moins chère du marché salvadorien. Un système de stockage de batteries lithium-ion de 3.2 MW et 2.2 MWh y est attaché, qui fournit un support de régulation de fréquence au réseau et est le plus grand système de ce type à ce jour en Amérique centrale.

Obligations volcaniques

Le président Bukele a l'intention de financer la construction de Bitcoin City en émettant une série de soi-disant "liaisons volcaniques.” d'une valeur de 1 milliard de dollars chacun, portant un coupon de 6.5 %. Le nom fait référence à l'idée que ces obligations à 10 ans seront adossées à du bitcoin, à la fois extrait avec «l'énergie du volcan» et acheté sur le marché. La moitié de la somme irait à l'achat de bitcoins sur le marché et l'autre moitié paierait les infrastructures de la ville, telles que le développement des installations d'extraction de bitcoins, a déclaré Bukele. La première obligation à 10 ans devrait être émise cette année et d'autres suivront.

Étant donné que la construction doit être financée par des obligations volcaniques, qui doivent être adossées à du bitcoin, qui doivent au moins en partie être exploitées avec de l'énergie géothermique, le calendrier et les coûts de l'infrastructure énergétique sont un facteur clé à la fois pour la durabilité à long terme de la ville et la viabilité financière initiale du projet lui-même.

Le meilleur rapport qualité-prix d'El Salvador proviendrait de l'exploitation de son propre bitcoin avec sa propre énergie renouvelable dès que possible, au lieu d'acheter du bitcoin sur le marché. Comme tout mineur en attesterait, l'accès à l'énergie la moins chère possible est le facteur le plus important pour déterminer la viabilité d'un projet minier.

Si le temps et le coût sont essentiels pour l'extraction de bitcoins et Bitcoin City, alors peut-être que l'énergie géothermique n'est pas la meilleure option possible.

Le développement d'un projet géothermique présente un ensemble unique de défis lorsqu'il s'agit d'évaluer la ressource et la réaction du réservoir souterrain une fois la production démarrée. Les évaluations des ressources souterraines sont coûteuses et doivent être confirmées par des puits d'essai. Bukele a déclaré que les ingénieurs ont déjà fait au moins une partie de ce travail.

"Beaucoup, cependant, resteront inconnus sur la façon dont le réservoir fonctionnera et sur la meilleure façon de le gérer pendant la durée de vie opérationnelle du projet", L'IRENA a déclaré. "En plus d'augmenter les coûts de développement, ces problèmes signifient que les projets géothermiques ont des profils de risque très différents par rapport aux autres technologies de production d'énergie renouvelable, tant en termes de développement de projet que d'exploitation."

Mélanger

Des recherches portant sur les relations entre les flux d'énergie et le développement urbain ont montré que "des sources d'énergie intensives et diversifiées construisent la structure et améliorent le métabolisme dans les zones urbaines", selon un étude publié dans « Modélisation écologique ».

Comme l'énergie géothermique est cultivée localement au Salvador, moins polluante, plus disponible que de nombreuses autres sources et directement utilisable à la fois pour la production d'énergie thermique et électrique, cela vaut certainement la peine d'être poursuivi, mais pas nécessairement comme premier choix. Cela fonctionnerait probablement mieux en tant que composante d'un bouquet d'énergies renouvelables plus large.

On devrait être en mesure d'installer un champ solaire photovoltaïque de taille utilitaire en environ un an et de commencer à exploiter le bitcoin beaucoup plus tôt que dans les deux à trois ans minimum qu'un projet géothermique prendrait. Cette longueur d'avance pourrait faire une grande différence en rendant les fondations financières des obligations volcaniques plus solides et Bitcoin City plus susceptible de réussir.

Ceci est un article invité de Lorenzo Vallecchi. Les opinions exprimées sont entièrement les leurs et ne reflètent pas nécessairement celles de BTC Inc ou Magazine Bitcoin.

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