Cos'è l'Energia Inutilizzata? Perchè è Importante per Bitcoin

Author: NRG Bloom | Original Date: 20/11/23 | Translated by: Piertoshi | Link: What is Stranded Energy? Why it Matters to Bitcoin

L'energia è una parte fondamentale della nostra vita quotidiana, ci guida in qualsiasi cosa, dal tragitto giornaliero al funzionamento delle industrie, sino a quello delle nostre case. Tuttavia, un aspetto spesso trascurato è quello dell'energia inutilizzata (stranded), un termine che rappresenta energia disponibile ma che rimane inutilizzata o sottoutilizzata. Dall'isolamento geografico alle reti elettriche inefficienti, questo articolo esplora le diverse situazioni in cui si trova energia inutilizzata e propone un nuovo modo di sfruttarla attraverso il mining di Bitcoin, trasformando un potenziale spreco in una importante risorsa.

Indice

• Energia inutilizzata
• Sfruttare le fonti di energia inutilizzata in Africa
• Perchè usare l'energia inutilizzata per il mining di Bitcoin
• I benefici dell'energia inutilizzata nell'industra del mining di Bitcoin
• Energia inutilizzata e hash rate, esempi di applicazioni reali
• Mining di Bitcoin come fonte di energia non utilizzata
• Sfide nell'uso dell'energia inutilizzata per minare bitcoin
• Conclusione

Energia inutilizzata

Il concetto di energia inutilizzata è comunemente impiegato nel settore energetico, ma, per capire meglio cosa si intende, si potrebbe generalmente definire come un'energia disponibile ma non sfruttata al massimo delle sue potenzialità (1). Questo sottoutilizzo può essere causato da numerosi fattori, alcuni dei quali sono descritti in dettaglio di seguito.

Domanda dell'energia fluttuante

Prendiamo ad esempio il caso dell'energia idroelettrica: l'energia generata da un impianto idroelettrico è strettamente legata alla velocità e al volume di acqua che vi scorre attraverso. Pertanto, durante periodi di bassa domanda, gli impianti idroelettrici possono spesso produrre un surplus energetico non richiesto, ciò risulta in quello che abbiamo definito come energia inutilizzata, la quale è effettivamente energia sprecata.

Infrastrutture insufficienti

Uno scenario comune in cui si presenta l'energia inutilizzata è quello delle piattaforme petrolifere, dove sono frequenti le perdite di gas naturale. Queste fughe di gas potrebbero essere raccolte e trasformate in una preziosa fonte di energia; tuttavia, a causa di una mancanza significativa delle infrastrutture necessarie per catturare e utilizzare questi gas, essi vengono spesso semplicemente bruciati (flaring) e di conseguenza rilasciati in atmosfera, contribuendo così all'energia inutilizzata complessiva.

Isolamento geografico

Esistono circostanze in cui regioni remote ed isolate hanno la capacità di generare una quantità considerevole di energia rinnovabile, specialmente da fonti come quella eolica o solare, ma, a causa degli alti costi di trasporto dell'energia verso le regioni popolate, queste aree isolate risultano inefficaci per la produzione pratica di energia, portando così ad un aumento dell'energia inutilizzata.

Reti elettriche inefficienti

L'infrastruttura energetica, includendo linee elettriche e sottostazioni, obsoleta o trascurata, spesso porta a sostanziose perdite di energia durante la trasmissione. Queste perdite, a loro volta, contribuiscono al volume di energia inutilizzata.

Calore sprecato

Grandi quantità di calore, spesso ottenute come sottoprodotto di processi industriali, sono spesso considerate scarti e rilasciate in atmosfera. Questa non è altro che un'altra forma di energia inutilizzata, dato che questo calore potrebbe essere riutilizzato in modo produttivo.

Energia geotermica

Nonostante le vaste riserve di energia geotermica disponibili, risulta difficile utilizzarle a pieno a causa di inefficienze delle attuali centrali geotermiche e della tecnologia di perforazione, con conseguente aumento dell'energia inutilizzata.

Biomasse e biocombustibili

Ogni paese genera rifiuti - da piante, animali, ed esseri umani. Questi rifiuti potrebbero essere convertiti in biocombustibili, un processo che coinvolge simultaneamente lo smaltimento dei rifiuti e la produzione di energia. Tuttavia, a causa di complicazioni logistiche, mancanza di infrastrutture e limitazioni economiche, questa potenziale fonte di energia viene spesso trascurata, portando ad una ulteriore accumulo di energia inutilizzata.

Generazione di corrente off-grid

Popolazioni isolate e che non sono connesse ad una rete elettrica centrale di solito si affidano a fonti di energia locali, come generatori diesel o sistemi di energia rinnovabile su piccola scala come piccoli impianti idroelettrici. In questi casi, l'energia in esubero non può essere immessa in una rete più grande diventando quindi energia inutilizzata.

Sfruttare le fonti di energia inutilizzata in Africa

L'Africa possiede un'impressionante gamma di fonti energetiche non utilizzate, soprattutto gas naturale. Recenti esplorazioni in mare aperto in nazioni come Mozambico, Tanzania, Senegal, e Mauritania hanno scoperto vaste riserve di gas. Tuttavia, queste ricchezze rimangono in gran parte intatte a causa di deficit infrastrutturali e costi proibitivi. Sorprendentemente, si pensa che più di 3 trilioni di metri cubi di gas naturale, individuati in Africa, siano ancora inutilizzati (2).

Inoltre, sebbene l'Africa risplenda per il potenziale delle sue fonti energetiche rinnovabili, come quella solare, eolica ed idroelettrica, queste rimangono meno utilizzate rispetto ad altri continenti. La promessa di abbondanti energie rinnovabili del continente si trova a fronteggiare sfide finanziarie, tecniche e burocratiche. Per mettere le cose in prospettiva, solo il 5% delle risorse idroelettriche dell'Africa sono state sfruttate sino ad oggi (3).

In un contesto più ampio, si pensa che l'Africa possieda approssimativamente 125.000 MW di energia inutilizzata, questo rappresenta circa il 68% della capacità complessiva del continente di generazione di energia, comprendendo sia i combustibili fossili sia le fonti rinnovabili (5).

Diverse e impegnative sono le sfide al centro del contesto delle energie inutilizzate in Africa:

Lacuna infrastrutturale

Una delle sfide principali per sfruttare le riserve energetiche africane è l'evidente assenza delle essenziali infrastrutture elettriche - che comprendono reti elettriche, oleodotti e raffinerie. Per esempio, vaste riserve di gas naturale sono state identificate in tutto il continente, ma il loro sviluppo è impedito dalla mancanza degli oleodotti necessari.

Limiti economici

Imbarcarsi in progetti infrastrutturali come centrali o estese reti elettriche richiede un capitale ingente, e in un contesto dove gli investimenti sono scarsi, molti progetti energetici promettenti rimangono solo concettuali.

Blocchi regolatori

Molte nazioni africane sono intrappolate in complessi labirinti burocratici, rendendo difficili le approvazioni e lo sviluppo dei progetti energetici. Semplificare questi processi regolatori potrebbe attirare più investitori.

Carenza di competenze tecniche

Il settore energetico africano soffre della mancanza di competenze tecniche e di professionisti qualificati, questo ostacola la gestione efficiente delle strutture esistenti e la creazione di nuove. Potenziare il talento locale può portare ad invertire questa tendenza.

Instabilità politica

In regioni segnate da incertezza ed instabilità politica, è difficile attrarre investimenti energetici a lungo termine, portando ad una quantità maggiore di risorse che rimangono inutilizzate.

Per illustrare quanto detto sopra, ecco alcuni scenari che evidenziano il sottoutilizzo dell'energia in Africa.

Energia solare in zone desertiche

Il Deserto del Sahara possiede abbondante e disponibile energia solare, vantando livelli di irradiazione diretta vicino ai 2600 kWh/m2 all'anno. Tuttavia, questa energia rimane largamente inutilizzata. Mentre la struttura marocchina Noor Ouarzazate, si presenta come un importante impianto per l'energia solare nel Sahara, vaste zone in Egitto, Libia e Chad hanno visto investimenti minimi in questo settore (6),(7).

Prospettive eoliche lungo la costa

Regioni costiere di paesi come Kenya, Tanzania, Mozambico, Mauritania, e Madagascar offrono velocità del vento ideali e promettenti per l'installazione di impianti eolici. Tuttavia, queste regioni rimangono per lo più inesplorate. Un esempio è rappresentato dall'atteso progetto Ras Ngomeni di 500MW in Kenya, ma che affronta ritardi dovuti a complicazioni finanziarie (8a,b,c,d,e),(9).

Spreco di energia idroelettrica

Paesi come la Repubblica Democratica del Congo e l'Etiopia sono dotati di abbondante energia idroelettrica, tuttavia, l'assenza di strutture di stoccaggio porta a sprecarla durante le ore con bassa domanda; infatti, l'Etiopia subisce perdite energetiche notturne che superano i 400 MW a causa della mancanza di sistemi di immagazzinamento efficienti (10)(11).

Perchè usare l'energia inutilizzata per il mining di Bitcoin

Ad ogni modo, queste non rappresentano tutte le potenziali soluzioni per mitigare l'impronta di carbonio associata al mining di Bitcoin. Altre strategie, come l'utilizzo di energia verde e rinnovabile o lo sfruttamento dell'energia inutilizzata, dovrebbero essere prese in considerazione. Come abbiamo già discusso in precedenza, con il termine energia inutilizzata ci si riferisce all'energia che rimane non utilizzata o sprecata. Integrare tali fonti di energia nel mining di Bitcoin può servire a diversi scopi vantaggiosi:

1) fornire un mezzo per monetizzare un'energia altrimenti sprecata
2) contribuire a stabilizzare la rete elettrica
3) supportare la sostenibilità e la manutenzione della rete Bitcoin

Affrontando questi problemi energetici, non solo affrontiamo la critica comunemente sollevata riguardo le emissioni di gas serra associate a Bitcoin e al mining di Bitcoin, ma ci occupiamo anche di un altro punto critico spesso evidenziato: lo sforzo esercitato sull'infrastruttura energetica e il presunto utilizzo sbagliato delle risorse. Pertanto, il recupero delle fonti di energia sprecata e il loro reindirizzamento verso le attività di mining di Bitcoin rappresenta un percorso promettente per migliorare l'efficienza energetica e l'impatto ambientale del mining di Bitcoin.

I critici di questo processo ad alto consumo energetico spesso propongono una soluzione, suggerendo una transizione del mining di Bitcoin dall'esistente approccio Proof of Work a un modello Proof of Stake più efficiente dal punto di vista energetico. Un tale cambiamento significativo ridurrebbe notevolmente le richieste energetiche dell'industria del mining di Bitcoin. Tuttavia, è importante notare che questa transizione influirebbe anche sugli elementi unici di Bitcoin e del mining di Bitcoin che lo rendono un bene così prezioso ed equo. Il meccanismo Proof of Work ha il vantaggio di promuovere la decentralizzazione, consentendo a chiunque abbia la potenza computazionale necessaria di contribuire alla rete tramite il mining. Ciò garantisce anche una imparziale opportunità per ogni partecipante di scoprire il nuovo blocco, mantenendo l'etica democratica di Bitcoin.

Le critiche rivolte a Bitcoin e alle sue associate attività di mining sono principalmente basate sui livelli elevati di consumo energetico che tali processi richiedono. Il cuore del mining di Bitcoin è rappresentato dalla risoluzione di problemi matematici, che servono a convalidare le transazioni e, di conseguenza, ad aggiungerle alla blockchain. Questa procedura, nota come Proof of Work, richiede le capacità di computer ad alte prestazioni, i quali a loro volta consumano una quantità considerevole di elettricità, generando preoccupazioni riguardo all'energia sprecata e alla necessità di recuperare fonti di energia inutilizzate.

I benefici dell'energia inutilizzata nell'industra del mining di Bitcoin

Come già accennato, ci sono numerosi vantaggi nell'utilizzare l'energia che normalmente rimarrebbe inutilizzata o andrebbe sprecata, specialmente quando si considera il suo utilizzo nel fornire energia all'industria del mining di Bitcoin. Questo approccio al recupero dell'energia sprecata si rivela una strategia innovativa e redditizia per i minatori di Bitcoin.

Aumentare la redditività del mining di Bitcoin e la sicurezza della rete Bitcoin

In primo luogo, l'interrelazione tra la redditività del mining di Bitcoin e i costi energetici diventa evidente quando si considera l'energia inutilizzata. Sfruttare questo tipo di energia, che è spesso più conveniente, fornisce un'opportunità per disporre di energia per il mining di Bitcoin a prezzi più competitivi. Questa efficienza non solo aumenta la redditività, ma democratizza anche la partecipazione al processo di mining di Bitcoin. Un pool di partecipanti più ampio e decentralizzato rafforza ulteriormente la rete Bitcoin contro potenziali attacchi del 51%.

Superare i limiti economici e sostenere lo sviluppo economico

In secondo luogo, come evidenziato in precedenza, la sfida delle limitazioni economiche ostacola la riduzione dell'energia inutilizzata, in particolare nel settore delle energie rinnovabili, con l'Africa che ne è un esempio lampante. La domanda costante proveniente dal mining di Bitcoin fornisce un'opportunità per monetizzare l'altrimenti sprecata energia inutilizzata, introducendo una nuova fonte di ricavi per i produttori di energia. Ciò non solo apre le porte per regioni come quella dell'Africa subsahariana per rafforzare la propria infrastruttura energetica rinnovabile, ma si armonizza anche con i loro ambiziosi obiettivi di energia rinnovabile. A titolo di esempio, il Kenya mira al 100% di energia rinnovabile entro il 2030, il Mozambico ha fissato un obiettivo del 62%, e il Ruanda punta al 60% (12). In questo contesto, le operazioni di mining di Bitcoin potrebbero svolgere un ruolo cruciale nel realizzare queste aspirazioni.

Questo impulso finanziario porta benefici non solo ai fornitori di energia, consentendo più progetti di sviluppo grazie ad un aumento degli investimenti, ma anche alla popolazione in generale: l'energia diventa più accessibile poiché i costi non devono più tener conto dell'energia inutilizzata. Con la diminuzione dei prezzi dell'energia, le industrie diventano più competitive, aprendo la strada alla crescita dei settori ad alta intensità energetica. I costi ridotti consentono alle imprese di canalizzare fondi verso espansione e innovazione. Per le famiglie, le bollette energetiche ridotte si traducono in un aumento del reddito disponibile, che, se circolato, può stimolare l'economia locale. Questi benefici collettivi possono guidare significativamente la progressione economica e migliorare la qualità della vita per molti.

Riduzione delle emissioni di gas serra

In terzo luogo, questo approccio riduce significativamente lo spreco di risorse, il che è particolarmente importante in contesti come il flaring di gas naturale. Come discusso in precedenza, le perdite di gas naturale sono un fenomeno comune sulle piattaforme petrolifere. Tuttavia, l'assenza di infrastrutture efficaci per sfruttare questa risorsa spesso porta allo spreco di energia, spreco che comporta un costo in termini di emissioni di carbonio poiché il gas fuoriuscito, quando bruciato, viene rilasciato nell'atmosfera sotto forma di CO2, metano e altri inquinanti.

Utilizzando generatori alimentati a gas, i minatori di Bitcoin possono trasformare questo gas naturale, altrimenti sprecato, in una preziosa fonte di energia. Sebbene questo non elimini completamente le emissioni di carbonio, poiché il funzionamento dei generatori a gas comporta comunque il rilascio di CO2, ma riduce il footprint complessivo di carbonio diminuendo le emissioni di metano e altri inquinanti. Questa strategia, inoltre, trasforma un sottoprodotto in una risorsa utile, allineandosi al principio del recupero dei rifiuti in energia.

Stabilizzare le reti elettriche

Inoltre, questo approccio offre il considerevole vantaggio di stabilizzare le reti elettriche. La domanda di energia non è costante, fluttua nel corso della giornata, e queste fluttuazioni possono rappresentare delle sfide per i fornitori di energia, che spesso si trovano di fronte a limitazioni nella loro capacità di adattarsi flessibilmente ai cambiamenti dei livelli di domanda. L'incapacità di tenere il passo con l'aumento della domanda può portare a interruzioni del servizio o addirittura a blackout diffusi. Al contrario, un eccesso di offerta quando la domanda diminuisce può causare problemi di sovracorrente, con il potenziale danneggiamento di generatori e altri apparecchiature elettriche. Poiché le operazioni di mining di Bitcoin possono essere facilmente ridimensionate per adattarsi ai periodi di bassa o alta domanda, offrono una soluzione valida per il bilanciamento del carico e la stabilizzazione della rete, sottolineando così l'importanza del recupero strategico dell'energia sprecata.

Energia inutilizzata e hash rate, esempi di reali applicazioni

Caso studio 1: Soluna Technologies — Dakhla, Morocco

Soluna Technologies, un'azienda americana, sta intraprendendo un ambizioso progetto in Marocco. L'obiettivo dell'azienda è capitalizzare sulle abbondanti risorse eoliche nella regione di Dakhla, tra i luoghi più ventosi al mondo. Costruendo un parco eolico, Soluna prevede di produrre abbastanza elettricità per alimentare una Bitcoin farm da 900 MW situata nelle vicinanze. Con l'obiettivo di essere la prima infrastruttura blockchain a uso pubblico al mondo alimentata interamente dalle sue energie rinnovabili, Soluna sta tracciando una strada verso un futuro del mining di Bitcoin più sostenibile e rispettoso dell'ambiente. L'azienda si è già assicurata la locazione delle terre a Dakhla e, con la raccolta fondi in corso, prevede la realizzazione del progetto entro il 2025 (15)(16)(17).

Caso studio 2: Crusoe Energy Systems - Denver, Colorado

Fondata nel 2018, la Crusoe Energy Systems, con sede a Denver, gestisce centri dati mobili e modulari per estrarre bitcoin, alimentati da gas naturale altrimenti sprecato proveniente da pozzi petroliferi e discariche, fornendo domanda di base ed evitando il flaring. Agendo alla fonte e adattando dinamicamente il consumo al flusso di gas, Crusoe ha monetizzato con successo oltre 1 milione di metri cubi di gas naturale inutilizzato in vari stati degli Stati Uniti, generando oltre $2 milioni in bitcoin ed espandendosi di recente in Argentina. Attraverso partnership con operatori, il servizio di mitigazione del flaring di Crusoe paga per il gas sprecato riducendo le emissioni, dimostrando un grande potenziale nell'utilizzo delle riserve di gas, altrimenti bruciato, dell'Africa per l'estrazione produttiva di bitcoin. L'azienda mira a ridurre l'impronta di carbonio del mining sfruttando fonti di energia sottoutilizzate come il gas da flaring (14)(18).

Caso studio 3: Gridless Compute - Africa subsahariana

Gridless Compute è un'azienda keniota che collabora con operatori di mini-griglie elettriche rinnovabili in tutta l'Africa subsahariana per installare sistemi di mining di bitcoin. Questi sistemi assorbono l'eccesso di capacità solare e eolica, fornendo alle griglie un costante flusso di reddito grazie alla loro energia inutilizzata, accelerando nel contempo la transizione energetica dell'Africa. Attraverso progetti pilota con operatori locali di mini-griglie, Gridless fornisce l'hardware e si occupa della gestione del mining per dimostrare la possibilità di alimentare i data center con le energie rinnovabili inutilizzate. L'obiettivo dell'azienda è sfruttare i vasti terawatt di energia rinnovabile dell'Africa per espandere rapidamente il mining di Bitcoin in tutto il continente in modo sostenibile, utilizzando solo energia pulita in eccesso che verrebbe altrimenti sprecata. Installando le sue unità modulari per il mining direttamente alla fonte, Gridless sblocca le energie rinnovabili inutilizzate del continente per consentire un mining di Bitcoin più green e più redditizio (19).

Mining di Bitcoin come fonte di energia non utilizzata

Mentre abbiamo appena discusso approfonditamente la miriade di benefici dell'utilizzo del mining di Bitcoin come metodo per ridurre l'energia inutilizzata, vale la pena notare che il mining di Bitcoin stesso può contribuire involontariamente all'energia inutilizzata, specialmente sotto forma di calore di scarto. Chiunque abbia avuto l'opportunità di visitare un sito di mining di Bitcoin può confermare le significative quantità di calore che gli ASIC miners generano.

Spesso, questo calore è considerato un sottoprodotto o un fastidio associato al mining di Bitcoin che deve essere gestito efficacemente per evitare possibili danni all'hardware ASIC. Tuttavia, mentre è cruciale assicurarsi che il calore venga dissipato in modo efficace dai dispositivi di mining di Bitcoin per mantenere la loro funzione ottimale, c'è anche l'opportunità di riutilizzare questo sottoprodotto come risorsa stessa.

Considera, ad esempio, i piccoli miner di Bitcoin domestici. Il calore generato dai loro ASIC miners potrebbe essere sfruttato per scopi pratici, come il riscaldamento delle abitazioni o addirittura delle piscine, naturalmente a seconda del clima locale. Su scala più grande, questo eccesso di calore può essere utilizzato in ambienti come le serre che richiedono calore per agevolare la crescita di frutta e verdura.

Riutilizzare il calore generato dalle operazioni di mining di Bitcoin non solo riduce gli sprechi sotto forma di calore in eccesso, ma presenta anche un'opportunità per un ulteriore conservazione energetica. Riutilizzando il calore di scarto, possiamo potenzialmente ridurre l'energia normalmente impiegata per generare calore per queste diverse applicazioni. Pertanto, questa forma di recupero di energia sprecata potrebbe dimostrarsi una soluzione pratica e rispettosa dell'ambiente che estrae valore aggiunto dal processo di mining di Bitcoin.

Sfide nell'uso dell'energia inutilizzata per minare bitcoin

Ci sono diverse sfide tecnologiche e logistiche rilevanti associate all'avvio di operazioni di mining di Bitcoin in luoghi remoti dove l'energia inutilizzata è facilmente disponibile. Ciò potrebbe comportare il trasporto e l'installazione di hardware informatico complesso in ambienti che sono o rigidi o di difficile accesso. Per affrontare tali sfide, alcune aziende innovative, come Upstream Data ed EZ Blockchain, hanno iniziato a muoversi per creare unità mobili di mining di Bitcoin. Queste unità sono progettate con la mobilità in mente, consentendo un trasporto e un'installazione semplici in varie località. La capacità di spostare queste unità secondo necessità rende più fattibile lo sfruttamento delle fonti di energia inutilizzate, semplificando così il processo di recupero dell'energia sprecata.

Un altro ostacolo significativo è l'attuale clima di incertezza normativa. Il panorama legale e regolatorio attorno al mining di Bitcoin rimane in uno stato di cambiamento e può spesso essere imprevedibile. Questo potrebbe includere potenziali restrizioni sull'uso di certi tipi di energia inutilizzata, o cambiamenti imprevisti nello status legale di Bitcoin stesso. Alla luce di queste incertezze, diventa imperativo per i minatori di Bitcoin, e per gli altri stakeholders, impegnarsi attivamente con regolatori e legislatori. Questo impegno dovrebbe mirare a informare e influenzare lo sviluppo di un quadro legale che favorisca e faciliti l'uso responsabile e sostenibile dell'energia inutilizzata. Questa partecipazione attiva alla definizione della regolamentazione può contribuire a mitigare i rischi associati alle incertezze legali nell'industria del mining di Bitcoin.

Conclusione

In conclusione, l'utilizzo dell'energia bloccata per il mining di Bitcoin si è rivelato una soluzione innovativa che può trasformare il modo in cui percepiamo e utilizziamo l'energia sprecata. Oltre a offrire un'opportunità redditizia per i minatori di Bitcoin e i produttori di energia, l'utilizzo dell'energia inutilizzata propone anche un percorso sostenibile per l'industria del Bitcoin. Trasforma gli sprechi in risorse, riduce le emissioni di gas serra e funge da meccanismo per stabilizzare le reti elettriche. È evidente l'enorme potenziale dell'energia inutilizzata nel mining di Bitcoin. Mentre procediamo, sarà interessante vedere come questa integrazione ridefinisce il discorso sull'impatto ambientale di Bitcoin e offre nuove vie per un uso dell'energia redditizio e sostenibile. Pur rimanendo consapevoli delle complessità e delle sfide coinvolte, la prospettiva di sfruttare l'energia bloccata offre certamente una speranza per un futuro più efficiente e sostenibile.

Nota del traduttore: nei giorni in cui ho tradotto questo articolo mi è capitato di ascoltare la puntata del Bitcoin Italia Podcast dove Rikki, uno dei due conduttori, racconta proprio la sua visita agli impianti di Gridless.