Past Volcano Energy echt het beste bij de Bitcoin-stad van El Salvador?

De oprichting van een Bitcoin Stad aangedreven door "vulkaanenergie" voorgesteld door de president van El Salvador, Nayib Bukele is aantrekkelijk voor veel bitcoiners op een emotioneel, esthetisch niveau.

Voorgesteld in de vorm van een perfecte cirkel, zoals een munt, met een openbaar plein in de vorm van een bitcoin-symbool in het midden en een groot aantal stedelijke knooppunten die in elke richting uitstralen, streeft de esthetiek van de voorgestelde stad ernaar symbolisch te resoneren met bitcoiners.

Deze visie is logisch op basis van Bukele's communicatie- en marketingkennis. Het kan ook een geweldige kans zijn voor Vrij, het architectuur- en industrieel ontwerpbureau opgericht door Fernando Romero, aangezien Bitcoin City een herhaling is van Romero's FR-EE City, een 2012 "stedelijk prototype voor het bouwen van nieuwe steden in de opkomende economieën van de 21e eeuw", zoals de website beschrijft het.

De emotionele, esthetische fundamenten van Bitcoin City kunnen onder Bitcoiners als behoorlijk solide worden beschouwd. Maar de energiefundamenten zijn misschien niet de best mogelijke pasvorm voor het Bitcoin-gebouw dat Bukele wil aansporen - althans wat betreft hun kosten en snelheid.

De doorlooptijd voor geothermische energie

De "vulkaan-energie" die Bitcoin City zou moeten aanboren, is beter bekend als "Geothermische energie.” Het "vulkaanenergie" noemen klinkt natuurlijk spannender en het demonstreert eens te meer Bukele's marketing- en merkinzicht.

De reden waarom geothermische energie misschien niet de beste en snelste oplossing is voor Bitcoin City, heeft te maken met de ontwikkelingstijd en -kosten. Het kan duren vijf tot zeven jaar om alle betrokken fasen te doorlopen, volgens de tijdlijnen van sommige geothermische projecten.

Bij de Colchagua vulkaan, dat is degene in de buurt waar Bitcoin City zou worden gebouwd, de eerste fasen zijn aan de gang of zijn al uitgevoerd, zoals afgelopen juni, Bukele tweeted dat ingenieurs op de locatie al een put hadden gegraven met 95 megawatt (MW) aan aardwarmte.

Toch zal het waarschijnlijk nog minstens twee tot drie jaar duren voordat de fabriek elektriciteit kan gaan opwekken, om te worden gebruikt voor een bitcoin-mining-hub eromheen.

Dit duidt op een belangrijke reden waarom geothermische energie de afgelopen decennia niet significant is ontwikkeld, noch in El Salvador, noch in de wereld in het algemeen, ook al vermijdt het de nadelen van intermitterende energie die zonne- en windenergie hebben. Hoewel het goedkoop is in gebruik en bijna onbeperkte bedrijfsuren biedt, heeft geothermische energie zeer lange doorlooptijden en, totdat alle technische "i's" zijn gestippeld en de economische "t's" zijn overschreden, zijn de resultaten onzeker. Projecten kunnen letterlijk gaten in de grond blijven.

Zonne- en windenergiecentrales kunnen ook enige tijd nodig hebben om te worden ontwikkeld, maar dat is meestal te wijten aan vergunningsprocedures, niet aan technische problemen of onzekerheden over zonnestraling en windsnelheden, en hun doorlooptijd is over het algemeen korter, ongeveer één tot twee jaar voor nutsbedrijven systemen, en minder voor kleinere, volgens interviews met de industrie.

Kwesties van tijd en kosten mogen niet worden onderschat in de beslissingen van publieke en private investeerders. Laten we proberen een eenvoudig maar alomvattend beeld te schetsen met brede gegevens die representatief zijn voor verschillende hernieuwbare energietechnologieën over de hele wereld.

De relatieve kosten van geothermische energie

In 2020 werden de gemiddelde totale geïnstalleerde kosten van acht nieuwe geothermische centrales gecontroleerd door de Internationaal Agentschap voor hernieuwbare energie (IRENA) was $ 4,486 per kilowatt (kW), variërend van een dieptepunt van $ 2,140 per kW tot een maximum van $ 6,248 per kW.

Focussen op El Salvador, een recente studies gepresenteerd op het laatste World Geothermal Congress door Salvadoraanse, IJslandse en Iraanse onderzoekers, noemen een totale kostprijs van $ 480 miljoen voor een 50 MW geothermische centrale in het Midden-Amerikaanse land (tabel twee), of $ 9,600 per kW.

Ter vergelijking: de gemiddelde totale geïnstalleerde kosten van fotovoltaïsche zonne-energieprojecten (PV) die in 2020 in gebruik zijn genomen en worden gecontroleerd in de IRENA-database was $ 883 per kW - ongeveer een vijfde van de kosten per kW van door IRENA gecontroleerde geothermische energie, of ongeveer een tiende van de kosten van geothermische energie volgens de studie van het World Geothermal Congress. Als we het vergelijken met windkracht op zee, bedroegen de gemiddelde totale geïnstalleerde kosten $ 1,355 per kW in 2020 - ongeveer anderhalf keer goedkoper dan vulkaanenergie.

Naast de ontwikkelings- en installatiekosten zijn de kosten voor het opwekken van energie zodra een fabriek in productie is genomen een andere belangrijke factor. Om dat te doen, laten we eens kijken naar de genivelleerde energiekosten (LCOE), die de gemiddelde netto-huidige kosten meet van elektriciteitsopwekking voor een elektriciteitscentrale gedurende haar levensduur. Het is een sleutelgetal dat wordt gebruikt om investeringen te plannen en verschillende methoden van stroomopwekking op een consistente manier te vergelijken.

De gemiddelde LCOE van de geothermische projecten die in 2020 in gebruik zijn genomen, was $ 0.071 per kilowattuur (kWh), grotendeels in lijn met de waarden van de afgelopen vier jaar. Dat vergelijkt met een LCOE voor zon en wind op land dat is de afgelopen 10 jaar snel gedaald en was in 2020 respectievelijk $ 0.057 per kWh en $ 0.039 per kWh.

Dat betekent dat aardwarmte ongeveer 25% duurder is om te produceren dan zonne-energie en ongeveer 82% duurder dan wind op land.

Wat kosten en doorlooptijden betreft, zijn zonne- en windenergie de duidelijke winnaars van aardwarmte, zoals deze IRENA-grafiek laat zien.

De relatieve effectiviteit van geothermische energie

Zoals gezegd, is geothermische energie niet intermitterend en kunnen planten meer uren produceren dan zonne- of windsystemen. De maatstaf voor hoeveel elektriciteit een bepaalde fabriek produceert in vergelijking met de theoretische maximaal mogelijke output, wordt de "capaciteitsfactor" genoemd. Het is een belangrijke maatstaf omdat het aangeeft hoe volledig een elektriciteitscentrale kan worden benut.

Laten we de capaciteitsfactoren van verschillende energiebronnen vergelijken, opnieuw met behulp van de gegevens van IRENA.

In 2020 was de wereldwijde gemiddelde capaciteitsfactor voor nieuwe geothermische centrales 83%, variërend van een dieptepunt van 75% tot een maximum van 91%, terwijl de gemiddelde capaciteitsfactor voor nieuwe, grootschalige zonne-PV-installaties 16.1% was en die voor onshore windparken was 36%, per IRENA.

Dat betekent dat de capaciteitsfactor, oftewel de effectief beschikbare bedrijfsuren, voor aardwarmtecentrales vijf keer hoger was dan voor zon en 2.3 keer groter dan voor wind op land.

De relatieve efficiëntie van geothermische energie

De hoeveelheid bruikbare energie die een energieopwekkingstechnologie produceert in vergelijking met de energie-input, wordt "energie conversie efficiëntie."

De hoogst gerapporteerde conversie-efficiëntie is ongeveer 21% in een Indonesische geothermische centrale, met een wereldwijd efficiëntiegemiddelde van ongeveer 12%, volgens een wereldwijde beoordelen van 94 geothermische installaties gepubliceerd in het tijdschrift "Geothermics".

De energieconversie-efficiëntie van nieuwe, in de handel verkrijgbare fotovoltaïsche panelen is nu tussen de 21% en 23%, met onderzoekers die al zonnecellen hebben ontwikkeld met efficiëntie bijna 50%. Windturbines halen gemiddeld zo'n 40% van de energie uit de wind die er doorheen gaat.

Onderste regels

In principe is geothermische energie vijf keer duurder om te ontwikkelen en te installeren dan zonne-energie, en ongeveer twee tot drie keer zo tijdrovend, maar het kan vijf keer zoveel energie produceren als zonne-energie en meer dan twee keer zoveel als windenergie per MW. aangezien het dag en nacht kan werken, winter en zomer, doldrums en storm - in tegenstelling tot zonne- en wind (tenzij men batterijsystemen gebruikt, waarvan de ontwikkeling snel vordert, maar die momenteel slechts een paar uur verbruik per dag kunnen dekken, zoals is bekend in de branche).

Maar geothermische energie is ook een kwart duurder om te produceren dan zonne-energie, bijna twee keer zo duur als wind op land en de energieconversie-efficiëntie is ongeveer 10 procentpunten lager dan die van zonne-PV, en ongeveer drie tot vier keer lager dan windenergie.

Men kan de combinatie van deze verschillende factoren vastleggen door te kijken naar de dubbele efficiëntiescore voor hernieuwbare energiebronnen. Hoe hoger de score, hoe beter een technologie presteert op een groot aantal criteria.

Deze score vat economische dimensies samen als input aan de ene kant, en energie, ecologische en sociale dimensie als output aan de andere kant, gebaseerd op gegevens van IRENA, de Wereldbank en het Yale Center for Environmental Law and Policy, zoals geïllustreerd in een recent studies gericht op de landen van de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO) en gepubliceerd in het tijdschrift "Sustainability".

De auteurs waarschuwen dat "betrouwbare gegevens voor geothermische energie beschikbaar waren voor slechts drie landen, Chili, Mexico en Turkije [in] 2014, met een efficiëntiescore van respectievelijk 77.9%, 72.8% en 86.4%." Deze gegevens komen overeen met een gemiddelde van 92.98% voor wind- en zonne-energie in 2016, volgens het onderzoek.

Er zij nogmaals op gewezen dat in de vijf tot zeven jaar sinds deze gegevens werden verzameld, de kosten voor zonne- en windenergie aanzienlijk zijn gedaald, terwijl hun energie-efficiëntie is toegenomen, in tegenstelling tot geothermische energie, waarvan de kosten zijn gestegen en waarvan de energie-efficiëntie stabiel is gebleven .

Toch werd de geothermische energie in het Midden-Amerikaanse land beschouwd in de studie (Mexico) en delen enkele van dezelfde tektonische platen en geologische formaties zoals El Salvador, heeft een dubbele efficiëntie van minder dan 73% - meer dan 20 procentpunten onder de dubbele efficiëntie van zon of wind.

Is zonne-energie een betere initiële pasvorm voor Bitcoin City?

Zelfs als El Salvador een regenseizoen heeft van mei tot oktober, is het gebied van de Colchagua-vulkaan, in het zuidoosten van El Salvador, gezegend met zeer hoge zon bestraling, zoals de onderstaande illustratie van het fotovoltaïsche energiepotentieel van El Salvador laat zien.

Als voorbeeld hoeft men alleen maar te kijken naar de Capella Solar PV-plus opslagfaciliteit die: officieel geopend in december 2020, die elektriciteit en gangreserve levert aan het elektriciteitsnet van El Salvador.

De Capella Solar-operatie bevindt zich in het departement Usulután in het zuidoosten van El Salvador - in hetzelfde gebied als de Bitcoin City zou zijn, ongeveer 100 kilometer ten westen van de vulkaan Colchagua.

De zonnecentrale is nu de grootste van het land. Het heeft een 20-jarige stroomafnameovereenkomst met lokale stroomdistributeurs tegen een gemiddelde prijs van $ 0.049 per kWh ($ 49.55 per megawattuur [MWh]), wat nu de goedkoopste energie is op de Salvadoraanse markt. Daaraan gekoppeld is er een opslagsysteem voor lithium-ionbatterijen van 3.2 MW en 2.2 MWh, dat ondersteuning biedt voor frequentieregeling aan het net en het grootste systeem in zijn soort tot nu toe in Midden-Amerika is.

Vulkaanobligaties

President Bukele is van plan de bouw van Bitcoin City te financieren door een reeks zogenaamde "vulkaan obligaties.” elk met een waarde van $ 1 miljard, met een coupon van 6.5%. De naam verwijst naar het idee dat deze 10-jarige obligaties worden ondersteund door bitcoin, zowel gedolven met "vulkaanenergie" als op de markt gekocht. De helft van het bedrag zou gaan naar het kopen van bitcoin op de markt en de andere helft zou betalen voor de infrastructuur van de stad, zoals de ontwikkeling van bitcoin-mijnfaciliteiten, zei Bukele. De eerste 10-jarige obligatie moet dit jaar worden uitgegeven en andere zullen volgen.

Aangezien de bouw moet worden gefinancierd door vulkaanobligaties, die moeten worden ondersteund door bitcoin, die ten minste gedeeltelijk moeten worden gewonnen met geothermische energie, zijn timing en kosten van de energie-infrastructuur een sleutelfactor voor zowel de duurzaamheid op lange termijn van de stad en de financiële haalbaarheid van het project zelf.

De grootste klap voor het geld van El Salvador zou komen van het zo snel mogelijk ontginnen van zijn eigen bitcoin met zijn eigen hernieuwbare energie, in tegenstelling tot het kopen van bitcoin op de markt. Zoals elke mijnwerker zou bevestigen, is toegang tot de goedkoopst mogelijke energie de allerbelangrijkste factor bij het bepalen van de levensvatbaarheid van een mijnbouwproject.

Als tijd en kosten van essentieel belang zijn voor bitcoin-mining en Bitcoin City, dan is geothermische energie misschien niet de best mogelijke optie.

Het ontwikkelen van een geothermisch project biedt een unieke reeks uitdagingen als het gaat om het beoordelen van de hulpbron en hoe het ondergrondse reservoir zal reageren zodra de productie begint. Beoordelingen van ondergrondse hulpbronnen zijn duur en moeten worden bevestigd door testputten. Bukele heeft gezegd dat ingenieurs al ten minste een deel van dit werk hebben gedaan.

"Er zal echter veel onbekend blijven over hoe het reservoir zal presteren en hoe het het beste kan worden beheerd gedurende de operationele levensduur van het project", IRENA heeft verklaard:. "Naast stijgende ontwikkelingskosten, betekenen deze problemen dat geothermische projecten zeer verschillende risicoprofielen hebben in vergelijking met andere hernieuwbare energieopwekkingstechnologieën, zowel wat betreft projectontwikkeling als exploitatie."

Meng het

Onderzoek gericht op de relaties tussen energiestromen en stedelijke ontwikkeling heeft aangetoond dat "intensieve en gediversifieerde energiebronnen de structuur opbouwen en het metabolisme in stedelijke gebieden verbeteren", aldus een studies gepubliceerd in "Ecologische modellering".

Aangezien geothermische energie in El Salvador zelf wordt verbouwd, maar ook minder vervuilend, meer beschikbaar dan veel andere bronnen en direct bruikbaar voor zowel thermische als elektrische energieopwekking, is het zeker de moeite waard om na te streven, maar niet noodzakelijk als eerste keuze. Het zou waarschijnlijk beter werken als onderdeel van een bredere mix van hernieuwbare energie.

Men zou in staat moeten zijn om binnen ongeveer een jaar een zonne-PV-veld ter grootte van een nutsbedrijf te installeren en veel eerder bitcoin te gaan delven dan in het minimum van twee tot drie jaar dat een geothermisch project zou kosten. Die voorsprong zou een groot verschil kunnen maken om de financiële basis van vulkaanobligaties steviger te maken en Bitcoin City meer kans van slagen te geven.

Dit is een gastpost van Lorenzo Vallecchi. De geuite meningen zijn geheel van henzelf en komen niet noodzakelijk overeen met die van BTC Inc of Bitcoin Magazine.

• Coinsmart. Europa's beste Bitcoin- en crypto-uitwisseling.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. GRATIS TOEGANG.
• CryptoHawk. Altcoin-radar. Gratis proefversie.
• Bron: https://bitcoinmagazine.com/technical/el-salvador-bitcoin-city-and-volcano-energy