Är Volcano Energy verkligen den bästa passformen för El Salvadors Bitcoin City?

Skapandet av en bitcoin stad drivs av "vulkanenergi" föreslagen av El Salvadors president Nayib Bukele är tilltalande för många bitcoiners på en känslomässig, estetisk nivå.

Tänkt i form av en perfekt cirkel, som ett mynt, med en bitcoin-symbolformad offentlig torg i mitten och en mängd urbana noder som strålar i alla riktningar, syftar den föreslagna stadens estetik till att ge symboliskt resonans hos bitcoiners.

Denna vision är vettig baserat på Bukeles kommunikations- och marknadsföringskunnighet. Det kan också vara ett bra tillfälle för Fri, arkitekt- och industridesignföretaget som grundades av Fernando Romero, eftersom Bitcoin City är en nyhet av Romeros FR-EE City, en 2012 "urban prototyp för att bygga nya städer i 21-talets framväxande ekonomier", som hemsidan beskriver det.

De känslomässiga, estetiska grunderna för Bitcoin City kan ses som ganska bra bland Bitcoiners. Men dess energigrunder kanske inte är den bästa möjliga passformen för Bitcoin-byggnaden Bukele vill stimulera - åtminstone när det gäller deras kostnad och hastighet.

Ledtiden för geotermisk kraft

"Vulkanenergin" som Bitcoin City ska utnyttja är mer känd som "geotermisk energi.” Att kalla det "vulkanenergi" låter förstås mer spännande och det visar ännu en gång Bukeles förmåga att marknadsföra och skapa varumärke.

Anledningen till att geotermisk energi kanske inte är den bästa och snabbaste passformen för Bitcoin City har att göra med dess utvecklingstid och kostnader. Det kan ta fem till sju år att gå igenom alla inblandade faser, enligt vissa geotermiska projekt tidslinjer.

I fallet med Colchagua vulkan, som är den nära vilken Bitcoin City skulle byggas, de första faserna är på gång eller har redan genomförts, som i juni förra året, Bukele Tweeted att ingenjörer redan hade grävt en brunn med 95 megawatt (MW) geotermisk kapacitet på platsen.

Trots det kommer det sannolikt att ta minst två till tre år till innan anläggningen kan börja generera elektricitet, för att användas för ett bitcoin-gruvnav runt den.

Detta antyder en stor anledning till varför geotermisk energi inte har utvecklats nämnvärt under de senaste decennierna, varken i El Salvador eller i världen i allmänhet, även om det undviker nackdelarna med intermittens som sol- och vindkraft lider av. Även om det är billigt i drift och ger nästan obegränsade drifttimmar, har geotermisk energi mycket långa ledtider och tills alla tekniska "i:n" har prickats och de ekonomiska "t:n" har korsats är resultaten osäkra. Projekt kan förbli, bokstavligen, hål i marken.

Sol- och vindkraftverk kan också ta tid att utveckla, men det beror vanligtvis på tillståndsförfaranden, inte tekniska svårigheter eller osäkerheter om solinstrålning och vindhastigheter, och deras ledtid är i allmänhet kortare, cirka ett till två år för bruksskala system, och mindre för mindre, enligt industriintervjuer.

Frågor om tid och kostnader kan inte underskattas i offentliga och privata investerares beslut. Låt oss försöka måla upp en enkel men heltäckande bild med breda data som är representativa för olika förnybar energiteknik över hela världen.

De relativa kostnaderna för geotermisk kraft

År 2020, den genomsnittliga totala installerade kostnaden för åtta nya geotermiska anläggningar övervakas av Internationella byrån för förnybar energi (IRENA) var 4,486 2,140 $ per kilowatt (kW), från ett lågt värde på 6,248 XNUMX $ per kW till det högsta på XNUMX XNUMX $ per kW.

Med fokus på El Salvador, en ny studera som presenterades vid den senaste geotermiska världskongressen av salvadoranska, isländska och iranska forskare citerar en total kostnad på 480 miljoner dollar för en 50 MW geotermisk anläggning i det centralamerikanska landet (tabell två), eller 9,600 XNUMX dollar per kW.

Som jämförelse, den genomsnittliga totala installerade kostnaden för solcellsprojekt (PV) som togs i drift 2020 och övervakades i IRENA databas var $883 per kW — ungefär en femtedel av kostnaden per kW för IRENA-övervakad geotermisk kraft, eller ungefär en tiondel av kostnaden för geotermisk kraft enligt World Geothermal Congress-studien. Om vi ​​jämför med offshore vindkraft, den genomsnittliga totala installationskostnaden uppgick till 1,355 2020 USD per kW XNUMX - ungefär en och en halv gånger billigare än vulkanenergi.

Förutom utvecklings- och installationskostnader är en annan viktig faktor kostnaden för att generera energi när en anläggning har startat sin produktion. För att göra det, låt oss titta på utjämnad energikostnad (LCOE), som mäter den genomsnittliga nettokostnaden för elproduktion för ett kraftverk under dess livstid. Det är ett nyckeltal som används för att planera investeringar och jämföra olika metoder för elproduktion på ett konsekvent sätt.

Den genomsnittliga LCOE för de geotermiska projekten som beställdes 2020 var 0.071 USD per kilowattimme (kWh), i stort sett i linje med värden under de senaste fyra åren. Den där jämför med en LCOE för sol- och landvind som har fallit snabbt under de senaste 10 åren och som 2020 var $0.057 per kWh respektive $0.039 per kWh.

Det betyder att geotermisk energi är cirka 25 % dyrare att producera än solenergi och cirka 82 % dyrare än vindkraft på land.

När det gäller kostnader och ledtider är sol- och vindkraft de klara vinnarna över geotermisk energi, vilket denna IRENA-graf visar.

Den relativa effektiviteten av geotermisk kraft

Som nämnts är geotermisk kraft inte intermittent och anläggningar kan producera i fler timmar än sol- eller vindsystem. Måttet på hur mycket el en given anläggning producerar jämfört med dess teoretiskt maximalt möjliga effekt kallas "kapacitetsfaktorn". Det är ett viktigt mått eftersom det indikerar hur fullt ett kraftverk kan användas.

Låt oss jämföra kapacitetsfaktorerna för olika energikällor, återigen med hjälp av IRENAs data.

År 2020 var den globala genomsnittliga kapacitetsfaktorn för nya geotermiska anläggningar 83 %, från lägsta 75 % till högsta 91 %, medan den genomsnittliga kapacitetsfaktorn för nya solcellsanläggningar i bruksskala var 16.1 % och för vindkraftsparker på land var 36 %, per IRENA.

Det innebär att kapacitetsfaktorn, det vill säga de effektivt tillgängliga drifttimmarna, för geotermiska anläggningar var fem gånger högre än för solenergi och 2.3 gånger större än för landbaserad vind.

Den relativa effektiviteten hos geotermisk kraft

Mängden användbar energi som någon kraftgenereringsteknik producerar jämfört med dess energitillförsel kallas "energiomvandlingseffektivitet."

Den högsta rapporterade omvandlingseffektiviteten är cirka 21 % vid en indonesisk geotermisk anläggning, med ett globalt effektivitetsmedelvärde på cirka 12 %, enligt en 2014 års världsomspännande översyn av 94 geotermiska anläggningar publicerade i tidskriften "Geothermics".

Energiomvandlingseffektiviteten för nya, kommersiellt tillgängliga solcellspaneler är nu mellan 21% och 23%, med forskare som redan har utvecklat solceller med effektivitet närmar sig 50%. Vindkraftverk utvinner i genomsnitt cirka 40 % av energin från vinden som passerar genom dem.

Nedersta raderna

I grund och botten är geotermisk energi fem gånger dyrare att utveckla och installera än solenergi, och cirka två till tre gånger mer tidskrävande, men den kan producera fem gånger så mycket energi som solenergi och mer än dubbelt så mycket som vindkraft per MW, eftersom det kan fungera dag och natt, vinter och sommar, sval och kuling - till skillnad från sol och vind (såvida man inte använder batterisystem, vars utveckling går snabbt framåt, men som för närvarande bara kan täcka några timmars förbrukning varje dag, som är välkänt i branschen).

Men geotermisk energi är också en fjärdedel dyrare att producera än solenergi, nästan dubbelt så dyrt som vindkraft på land och dess energiomvandlingseffektivitet är cirka 10 procentenheter lägre än solceller och cirka tre till fyra gånger lägre än vindkraft.

Man kan fånga kombinationen av dessa olika faktorer genom att titta på den dubbla effektivitetspoängen för förnybar energi. Ju högre poäng desto bättre presterar en teknik på en lång rad kriterier.

Den här poängen sammanfattar ekonomiska dimensioner som input på ena sidan och energi, miljömässig och social dimension som output å den andra, baserat på data från IRENA, Världsbanken och Yale Center for Environmental Law and Policy, som illustreras i en nyligen genomförd studera med fokus på OECD-länder (Organisation for Economic Cooperation And Development) och publicerad i tidskriften "Sustainability".

Författarna varnar för att "tillförlitliga data för geotermisk energi var tillgängliga för endast tre länder, Chile, Mexiko och Turkiet [i] 2014, med en effektivitetspoäng på 77.9%, 72.8% respektive 86.4%." Dessa data kan jämföras med ett genomsnitt på 92.98 % för vind- och solenergi 2016, enligt studien.

Det bör upprepas att under de fem till sju åren sedan dessa data samlades in har kostnaderna för sol och vind sjunkit avsevärt, samtidigt som deras energieffektivitet har ökat, till skillnad från geotermisk energi, vars kostnader har ökat och vars energieffektivitet har förblivit stabil. .

Trots det, den geotermiska energin i det centralamerikanska landet som beaktades i studien (Mexiko) och delar några av samma tektoniska plattor och geologiska formationer som El Salvador, har en dubbel verkningsgrad på mindre än 73 % — mer än 20 procentenheter under sol- eller vindkraftens dubbelverkningsgrad.

Är Solar en bättre initial passform för Bitcoin City?

Även om El Salvador har en regnperiod från maj till oktober, är området med vulkanen Colchagua, i sydöstra El Salvador, välsignat med mycket hög sol bestrålning, som illustrationen nedan av El Salvadors fotovoltaiska kraftpotential visar.

Som ett exempel behöver man bara titta på Capella Solar PV-plus lagringsanläggning som öppnade officiellt i december 2020, tillhandahåller el och kraftreserver till El Salvadors elnät.

Capella Solar-verksamheten är belägen i Usulután-avdelningen i El Salvadors sydost — i samma område som Bitcoin City skulle vara, cirka 100 kilometer väster om Colchagua-vulkanen.

Solcellsanläggningen är nu landets största. Den har ett 20-årigt avtal om köp av kraft med lokala kraftdistributörer till ett genomsnittligt pris av 0.049 USD per kWh (49.55 USD per megawattimme [MWh]), vilket nu är den billigaste energin på den Salvadoranska marknaden. Kopplat till den finns ett 3.2 MW och 2.2 MWh litiumjonbatterilagringssystem, som ger stöd för frekvensreglering till nätet och är det största systemet i sitt slag hittills i Centralamerika.

Vulkanobligationer

President Bukele har för avsikt att finansiera byggandet av Bitcoin City genom att utfärda en serie så kallade "vulkanbindningar.” värd 1 miljard dollar vardera, med en kupong på 6.5 %. Namnet syftar på idén att dessa 10-åriga obligationer kommer att backas upp av bitcoin, både utvunna med "vulkanenergi" och köpta på marknaden. Hälften av summan skulle gå till att köpa bitcoin på marknaden och den andra hälften skulle betala för stadens infrastruktur, såsom utvecklingen av bitcoin-gruvanläggningar, har Bukele sagt. Den första 10-åriga obligationen bör emitteras i år och andra kommer att följa.

Eftersom byggandet ska finansieras av vulkanobligationer, som ska backas upp av bitcoin, som åtminstone delvis ska brytas med geotermisk energi, är timing och kostnader för energiinfrastrukturen en nyckelfaktor både för den långsiktiga hållbarheten av staden och själva projektets ekonomiska bärkraft i förväg.

Den största valutan för El Salvadors pengar skulle komma från att bryta sin egen bitcoin med egen förnybar energi så snart som möjligt, i motsats till att köpa bitcoin på marknaden. Som alla gruvarbetare skulle intyga är tillgång till billigast möjliga energi den enskilt viktigaste faktorn för att avgöra ett gruvprojekts lönsamhet.

Om tid och kostnad är avgörande för bitcoin-gruvdrift och Bitcoin City, så kanske geotermisk energi inte är det bästa möjliga alternativet.

Att utveckla ett geotermiskt projekt innebär en unik uppsättning utmaningar när det gäller att bedöma resursen och hur den underjordiska reservoaren kommer att reagera när produktionen startar. Underjordiska resursbedömningar är dyra och måste bekräftas av testbrunnar. Bukele har sagt att ingenjörer redan har gjort åtminstone en del av det här jobbet.

"Mycket kommer dock att förbli okänt om hur reservoaren kommer att fungera och hur man bäst hanterar den under projektets operativa livslängd," IRENA har uppgett. "Förutom de ökade utvecklingskostnaderna innebär dessa frågor att geotermiska projekt har mycket olika riskprofiler jämfört med andra förnybara kraftgenereringstekniker, både vad gäller projektutveckling och drift."

Blanda det

Forskning som fokuserar på sambanden mellan energiflöden och stadsutveckling har visat att "intensiva och diversifierade energikällor bygger upp strukturen och förbättrar ämnesomsättningen i stadsområden", enligt en studera publicerad i "Ecological Modelling".

Eftersom geotermisk energi är hemmaodlad i El Salvador, liksom mindre förorenande, mer tillgänglig än många andra källor och direkt användbar både för termisk och elektrisk energiproduktion, är det verkligen värt att fortsätta, men inte nödvändigtvis som ett förstahandsval. Det skulle förmodligen fungera bättre som en del av en bredare förnybar energimix.

Man borde kunna installera ett solcellsfält av stor nytta om ungefär ett år och börja bryta bitcoin mycket tidigare än under de minst två till tre år som ett geotermiskt projekt skulle ta. Det försprånget kan göra stor skillnad för att göra de ekonomiska grunderna för vulkanobligationer sundare och Bitcoin City mer sannolikt att lyckas.

Detta är ett gästinlägg av Lorenzo Vallecchi. Åsikter som uttrycks är helt deras egna och återspeglar inte nödvändigtvis de från BTC Inc Bitcoin Magazine.

• Myntsmart. Europas bästa bitcoin- och kryptobörs.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. FRI TILLGÅNG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis provperiod.
• Källa: https://bitcoinmagazine.com/technical/el-salvador-bitcoin-city-and-volcano-energy