Fermata #172 - Ambiente e reti, i paper a sostegno del mining

Riduzione delle emissioni inquinanti e stabilizzazione delle reti elettriche. Sono due dei casi di applicazione del mining di Bitcoin che in questa newsletter ho affrontato più volte, raccontando i primi passi delle aziende e dei gestori di reti che ne vogliono sfruttare la potenzialità.

Ora a supportare l’efficacia di tali casi d’uso ci sono anche due paper scritti da esperti del settore energetico e del mining, che esploriamo di seguito.

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Integrazione tra il gas generato dalle discariche e il mining di Bitcoin

Il documento, pubblicato lo scorso 30 aprile, presenta un'analisi approfondita dell'integrazione del mining di Bitcoin con i progetti di trasformazione del gas proveniente dalle discariche in energia (landfill-gas-to-energy) per la mitigazione del metano. Un tema affrontato più volte in questa newsletter, a partire dalla fermata #66.

Lo studio, realizzato da Murray Rudd, Matthew Jones, Daniel Sechrest, Daniel Batten e Dennis Porter, impiega una cosiddetta simulazione di Monte Carlo per valutare la fattibilità economica di tali integrazioni.

La simulazione Monte Carlo è una tecnica matematica utilizzata per comprendere l'impatto del rischio e dell'incertezza nei modelli di previsione e di predizione. Il metodo utilizza il campionamento casuale e la statistica per stimare funzioni matematiche e imitare il funzionamento di sistemi complessi. Il nome è stato ispirato dal Casinò di Monaco, per riflettere l'elemento di casualità coinvolto nelle simulazioni.

Risultati chiave

I risultati della simulazione possono essere suddivisi in tre categorie:

• Fattibilità economica: la redditività dell'integrazione del mining con la cattura del metano nei siti di discarica dipende fortemente dai costi dell'elettricità e dalle fluttuazioni del prezzo di bitcoin. Lo studio stima che un impianto da 1,14 MW potrebbe mitigare circa 2.187 tonnellate di metri cubi di metano (CH4), generando un ricavo di $7,6 milioni e fornendo contemporaneamente significative riduzioni di CO2e.

• Variabilità delle prestazioni: il modello rivela una notevole variabilità nelle prestazioni finanziarie, con entrate nette per i miner che variano da perdite fino a quasi $500.000 a guadagni fino a oltre $15 milioni all'anno, a seconda della condivisione dei ricavi e dei costi di produzione dell'energia.

• Scalabilità e applicazioni più ampie: la scalabilità di questo modello suggerisce la possibilità di esportarlo per iniziative di mitigazione del metano che vanno oltre le discariche, estendendosi ai settori dell'agricoltura e del trattamento delle acque reflue.

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Sfruttare i miner come risorse di carico flessibili per la stabilità della rete elettrica

Il paper scritto da Nic Carter, Shaun Connell, Brad Jones, Dennis Porter e Murray A. Rudd esplora il potenziale del mining di Bitcoin per contribuire alla transizione energetica globale, in particolare in termini di miglioramento della gestione della rete elettrica.

Il documento esamina come la flessibilità del sistema energetico e la gestione della domanda (Demand-Response) siano essenziali per l'integrazione efficace delle energie rinnovabili e per la stabilità delle reti elettriche moderne.

Ruolo della flessibilità del sistema energetico

La prima, nello specifico, è fondamentale per gestire l'intermittenza e la variabilità delle fonti di energia rinnovabile come l’eolico e il solare. Questa flessibilità può derivare da diversi modelli, tra cui:

• Generazione convenzionale: come le centrali termiche e idroelettriche che possono essere regolate rapidamente per rispondere alle fluttuazioni della domanda e dell'offerta.

• Immagazzinamento di energia: come l'accumulo idroelettrico e le batterie che possono immagazzinare energia durante i periodi di sovrapproduzione e rilasciarla quando necessario.

• Gestione della domanda: che implica modificare i modelli di consumo di energia elettrica per adattarsi meglio alla disponibilità delle risorse energetiche rinnovabili.

Ruolo della gestione della domanda

Il Demand-Response program, come spiegato nella fermata #91, permette di aumentare o ridurre il consumo di energia in risposta ai segnali del mercato o alle esigenze della rete, contribuendo alla stabilità del sistema. Questo approccio include due metodi:

• Programmi di risposta alla domanda al dettaglio: incentivano i consumatori residenziali e commerciali a modificare i loro modelli di consumo per adattarsi ai prezzi dell'energia e alle condizioni della rete.

• Programmi di risposta alla domanda all'ingrosso: coinvolgono i consumatori industriali in programmi che li compensano per ridurre o spostare il loro consumo durante i picchi di domanda.

Il mining di Bitcoin è stato identificato come un carico particolarmente flessibile, in grado di rispondere rapidamente ai bisogni della rete attraverso la modulazione del consumo energetico. Questa capacità di risposta rapida non solo aiuta a stabilizzare la rete durante le fluttuazioni improvvise, ma offre anche un modello per altre tecnologie e industrie per partecipare attivamente nella gestione della flessibilità del sistema energetico.