Volcano Energy è davvero la soluzione migliore per Bitcoin City in El Salvador?

La creazione di a Città Bitcoin alimentato da "energia vulcanica" proposto dal presidente di El Salvador Nayib Bukele è attraente per molti bitcoiner a livello emotivo ed estetico.

Immaginato a forma di cerchio perfetto, come una moneta, con a piazza pubblica a forma di simbolo bitcoin nel mezzo e una moltitudine di nodi urbani che si irradiano in ogni direzione, l'estetica della città proposta mira a risuonare simbolicamente con i bitcoiner.

Questa visione ha senso sulla base della comunicazione e dell'abilità di marketing di Bukele. Potrebbe anche essere una grande opportunità per Libero, lo studio di architettura e design industriale fondato da Fernando Romero, poiché Bitcoin City è un rimaneggiamento della FR-EE City di Romero, un "prototipo urbano del 2012 per la costruzione di nuove città nelle economie emergenti del 21° secolo", come il sitoweb lo descrive.

Le basi emotive ed estetiche di Bitcoin City possono essere viste come abbastanza solide tra i Bitcoiners. Ma le sue basi energetiche potrebbero non essere la soluzione migliore per l'edificio Bitcoin che Bukele vuole stimolare, almeno in termini di costo e velocità.

Il lead time per l'energia geotermica

L '"energia vulcanica" a cui dovrebbe attingere Bitcoin City è più comunemente nota come "energia geotermica.” Chiamarla "energia vulcanica" suona, ovviamente, più eccitante e dimostra ancora una volta l'acume di marketing e branding di Bukele.

Il motivo per cui l'energia geotermica potrebbe non essere la soluzione migliore e più rapida per Bitcoin City ha a che fare con i suoi tempi e costi di sviluppo. Può volerci da cinque a sette anni di ripercorrere tutte le fasi coinvolte, secondo alcune tempistiche di progetti geotermici.

Nel caso della Vulcano Colchagua, che è quella nei pressi della quale verrebbe costruita Bitcoin City, le prime fasi sono in corso o sono già state svolte, come lo scorso giugno Bukele tweeted che gli ingegneri avevano già scavato un pozzo con 95 megawatt (MW) di capacità geotermica nel sito.

Anche così, probabilmente ci vorranno almeno altri due o tre anni prima che l'impianto possa iniziare a generare elettricità, da utilizzare per un hub di mining di bitcoin attorno ad esso.

Ciò suggerisce un grande motivo per cui l'energia geotermica non è stata sviluppata in modo significativo negli ultimi decenni, né in El Salvador né nel mondo in generale, anche se evita gli inconvenienti dell'intermittenza di cui soffrono l'energia solare ed eolica. Sebbene sia economico da utilizzare e fornisca ore di funzionamento quasi illimitate, l'energia geotermica ha tempi di consegna molto lunghi e, fino a quando tutte le "i" tecniche non sono state tratteggiate e le "t" economiche non sono state incrociate, i risultati sono incerti. I progetti possono rimanere, letteralmente, buchi nel terreno.

Anche gli impianti solari ed eolici possono richiedere tempo per essere sviluppati, ma ciò è solitamente dovuto a procedure di autorizzazione, non a difficoltà tecniche o incertezze sull'irradiazione solare e sulla velocità del vento, e il loro tempo di consegna è generalmente più breve, circa uno o due anni per la scala di utilità sistemi e meno per quelli più piccoli, secondo le interviste del settore.

Questioni di tempi e costi non possono essere sottovalutate nelle decisioni degli investitori pubblici e privati. Proviamo a dipingere un quadro semplice ma completo con dati ampi che sono rappresentativi di diverse tecnologie di energia rinnovabile in tutto il mondo.

I costi relativi dell'energia geotermica

Nel 2020 il costo medio totale installato di otto nuovi impianti geotermici monitorati dal Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA) era di $ 4,486 per kilowatt (kW), che andava da un minimo di $ 2,140 per kW a un massimo di $ 6,248 per kW.

Concentrandosi su El Salvador, un recente studio presentato all'ultimo Congresso mondiale della geotermia da ricercatori salvadoregni, islandesi e iraniani cita un costo totale di 480 milioni di dollari per un impianto geotermico da 50 MW nel paese centroamericano (tabella due), o 9,600 dollari per kW.

A titolo di confronto, il costo medio totale installato dei progetti solari fotovoltaici (PV) commissionati nel 2020 e monitorati nel banca dati IRENA era di $ 883 per kW, circa un quinto del costo per kW dell'energia geotermica monitorata da IRENA, o circa un decimo del costo dell'energia geotermica secondo lo studio del World Geothermal Congress. Se lo confrontiamo con energia eolica offshore, il suo costo medio totale di installazione è stato di $ 1,355 per kW nel 2020, circa una volta e mezza in meno rispetto all'energia del vulcano.

Oltre alle spese di sviluppo e installazione, un altro fattore importante è il costo della generazione di energia una volta che l'impianto ha iniziato la produzione. Per farlo, diamo un'occhiata al costo dell'energia livellato (LCOE), che misura il costo attuale netto medio di generazione di elettricità per una centrale elettrica nel corso della sua vita. È un numero chiave utilizzato per pianificare gli investimenti e confrontare in modo coerente diversi metodi di generazione di energia.

Il LCOE medio dei progetti geotermici commissionati nel 2020 era $ 0.071 per kilowattora (kWh), sostanzialmente in linea con i valori dei quattro anni precedenti. Quella confronta con un LCOE per l'eolico solare e onshore che è diminuito rapidamente negli ultimi 10 anni e che nel 2020 era rispettivamente di $ 0.057 per kWh e $ 0.039 per kWh.

Ciò significa che l'energia geotermica è circa il 25% più costosa da produrre rispetto al solare e circa l'82% in più rispetto all'eolico onshore.

Per quanto riguarda costi e tempi di consegna, l'energia solare ed eolica sono i chiari vincitori rispetto all'energia geotermica, come mostra questo grafico IRENA.

L'efficacia relativa dell'energia geotermica

Come accennato, la geotermia non è intermittente e gli impianti possono produrre per più ore rispetto agli impianti solari o eolici. La misura di quanta elettricità produce un dato impianto rispetto alla sua massima potenza teorica possibile è chiamata "fattore di capacità". È una misura importante perché indica quanto completamente può essere utilizzata una centrale elettrica.

Confrontiamo i fattori di capacità delle diverse fonti energetiche, sempre utilizzando i dati di IRENA.

Nel 2020, il fattore di capacità medio globale per i nuovi impianti geotermici è stato dell’83%, da un minimo del 75% a un massimo del 91%, mentre il fattore di capacità medio per i nuovi impianti solari fotovoltaici su scala industriale è stato del 16.1% e quello per i parchi eolici onshore sono stati del 36%, per IRENA.

Ciò significa che il fattore di capacità, ovvero le ore di funzionamento effettivamente disponibili, per gli impianti geotermici era cinque volte superiore a quello solare e 2.3 volte superiore a quello eolico onshore.

L'efficienza relativa dell'energia geotermica

La quantità di energia utilizzabile che qualsiasi tecnologia di generazione di energia produce rispetto al suo apporto energetico è chiamata "efficienza di conversione energetica."

L'efficienza di conversione più alta riportata è di circa il 21% in un impianto geotermico indonesiano, con un'efficienza media globale di circa il 12%, secondo un sondaggio mondiale del 2014 recensioni di 94 impianti geotermici pubblicati sulla rivista “Geothermics”.

L'efficienza di conversione energetica dei nuovi pannelli fotovoltaici disponibili in commercio è ora tra il 21% e il 23%, con ricercatori che hanno già sviluppato celle solari con efficienze avvicinandosi al 50%. Le turbine eoliche estraggono in media circa il 40% dell'energia dal vento che le attraversa.

Linee di fondo

Fondamentalmente, l'energia geotermica è cinque volte più costosa da sviluppare e installare rispetto al solare e richiede da due a tre volte più tempo, ma può produrre cinque volte l'energia del solare e più del doppio di quella eolica per MW, poiché può funzionare giorno e notte, inverno ed estate, stasi e burrasca — a differenza di solare ed eolico (a meno che non si utilizzino sistemi a batteria, il cui sviluppo è in rapido progresso, ma che attualmente possono coprire solo poche ore di consumo ogni giorno, poiché è ben noto nel settore).

Ma l'energia geotermica è anche un quarto più costosa da produrre rispetto al solare, quasi due volte più costosa dell'eolico onshore e la sua efficienza di conversione energetica è di circa 10 punti percentuali inferiore rispetto al solare fotovoltaico e da tre a quattro volte inferiore a quella eolica.

Si può cogliere la combinazione di questi diversi fattori osservando il punteggio di doppia efficienza per le energie rinnovabili. Più alto è il punteggio, migliori saranno le prestazioni di una tecnologia in base a un'ampia serie di criteri.

Questo punteggio riassume le dimensioni economiche come input da un lato e la dimensione energetica, ambientale e sociale come output dall'altro, sulla base dei dati di IRENA, Banca Mondiale e Yale Center for Environmental Law and Policy, come illustrato in un recente studio incentrato sui paesi dell'Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico (OCSE) e pubblicato sulla rivista "Sustainability".

Gli autori avvertono che "dati affidabili per l'energia geotermica erano disponibili solo per tre paesi, Cile, Messico e Turchia [nel] 2014, con un punteggio di efficienza del 77.9%, 72.8% e 86.4%, rispettivamente". Secondo lo studio, questi dati si confrontano con una media del 92.98% per l'energia eolica e solare nel 2016.

Va ribadito che nei cinque-sette anni dalla raccolta di questi dati, i costi per solare ed eolico sono notevolmente diminuiti, mentre sono aumentate le loro efficienze energetiche, a differenza della geotermia, i cui costi sono aumentati e la cui efficienza energetica è rimasta stabile .

Anche così, l'energia geotermica nel paese centroamericano considerato nello studio (Messico) e condividendo alcune delle stesse placche tettoniche e formazioni geologiche come El Salvador, ha una doppia efficienza inferiore al 73%, più di 20 punti percentuali in meno rispetto alla doppia efficienza solare o eolica.

Solar è una soluzione iniziale migliore per Bitcoin City?

Anche se El Salvador ha una stagione delle piogge da maggio a ottobre, l'area del vulcano Colchagua, nel sud-est di El Salvador, è benedetta da un sole molto alto irradiazione, come mostra l'illustrazione qui sotto del potenziale di energia fotovoltaica di El Salvador.

A titolo di esempio, basta guardare l'impianto di accumulo Capella Solar PV-plus che inaugurato ufficialmente a dicembre 2020, fornendo elettricità e riserva di carica alla rete di El Salvador.

L'operazione Capella Solar si trova nel dipartimento di Usulután, nel sud-est di El Salvador, nella stessa area di Bitcoin City, a circa 100 chilometri a ovest del vulcano Colchagua.

L’impianto solare è ora il più grande del paese. Ha un accordo ventennale per l’acquisto di energia con i distributori locali di energia a un prezzo medio di 20 dollari per kWh (0.049 dollari per megawattora [MWh]), che ora è l’energia più economica nel mercato salvadoregno. Ad esso è collegato un sistema di accumulo di batterie agli ioni di litio da 49.55 MW e 3.2 MWh, che fornisce supporto alla regolazione della frequenza alla rete ed è il più grande sistema di questo tipo fino ad oggi in America Centrale.

Legami vulcanici

Il presidente Bukele intende finanziare la costruzione di Bitcoin City emettendo una serie di cosiddetti “legami vulcanici.” del valore di $ 1 miliardo ciascuno, con una cedola del 6.5%. Il nome si riferisce all'idea che queste obbligazioni a 10 anni saranno garantite da bitcoin, entrambi estratti con "energia vulcanica" e acquistati sul mercato. Metà della somma andrebbe all'acquisto di bitcoin sul mercato e l'altra metà pagherebbe le infrastrutture della città, come lo sviluppo di strutture per l'estrazione di bitcoin, ha affermato Bukele. La prima obbligazione di 10 anni dovrebbe essere emessa quest'anno e altre seguiranno.

Poiché la costruzione deve essere finanziata da obbligazioni vulcaniche, che devono essere sostenute da bitcoin, che almeno in parte devono essere estratte con energia geotermica, tempi e costi dell'infrastruttura energetica sono un fattore chiave sia per la sostenibilità a lungo termine di la città e la fattibilità finanziaria anticipata del progetto stesso.

Il più grande successo per il dollaro di El Salvador verrebbe dall'estrazione del proprio bitcoin con la propria energia rinnovabile il prima possibile, invece di acquistare bitcoin sul mercato. Come attesterebbe qualsiasi minatore, l'accesso all'energia più economica possibile è il fattore più importante nel determinare la fattibilità di un progetto minerario.

Se il tempo e il costo sono essenziali per il mining di bitcoin e Bitcoin City, allora forse l'energia geotermica non è la migliore opzione possibile.

Lo sviluppo di un progetto geotermico presenta una serie unica di sfide quando si tratta di valutare la risorsa e come reagirà il bacino sotterraneo una volta avviata la produzione. Le valutazioni delle risorse sotterranee sono costose e devono essere confermate da pozzi di prova. Bukele ha affermato che gli ingegneri hanno già svolto almeno una parte di questo lavoro.

"Molto, tuttavia, rimarrà sconosciuto su come funzionerà il giacimento e su come gestirlo al meglio durante la vita operativa del progetto", ha dichiarato l'IRENA. "Oltre all'aumento dei costi di sviluppo, questi problemi significano che i progetti geotermici hanno profili di rischio molto diversi rispetto ad altre tecnologie di generazione di energia rinnovabile, in termini sia di sviluppo del progetto che di funzionamento".

Mescolalo

La ricerca incentrata sulle relazioni tra flussi energetici e sviluppo urbano ha mostrato che "fonti energetiche intensive e diversificate costruiscono la struttura e migliorano il metabolismo nelle aree urbane", secondo un studio pubblicato in “Modellazione ecologica”.

Poiché l'energia geotermica è coltivata in casa in El Salvador, oltre che meno inquinante, più disponibile di molte altre fonti e direttamente utilizzabile sia per la generazione di energia termica che elettrica, vale sicuramente la pena perseguire, ma non necessariamente come prima scelta. Probabilmente funzionerebbe meglio come componente di un più ampio mix di energie rinnovabili.

Si dovrebbe essere in grado di installare un campo solare fotovoltaico di dimensioni utilitarie in circa un anno e iniziare a estrarre bitcoin molto prima rispetto ai due o tre anni minimi necessari per un progetto geotermico. Quel vantaggio potrebbe fare una grande differenza nel rendere più solide le fondamenta finanziarie delle obbligazioni vulcaniche e aumentare le probabilità che Bitcoin City abbia successo.

Questo è un guest post di Lorenzo Vallecchi. Le opinioni espresse sono interamente proprie e non riflettono necessariamente quelle di BTC Inc o Bitcoin Magazine.

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• Fonte: https://bitcoinmagazine.com/technical/el-salvador-bitcoin-city-and-vulcano-energy