Enhancing Profitability of Wind and Solar Through Bitcoin Mining
비트코인은 이것을 고칩니다.
이 이야기는 파운드리가 후원하는 코인데스크의 2023년 광산 주간의 일부입니다. Adolfo Contreras는 Blockstream의 수석 비즈니스 개발 고문입니다. 그는 위성 통신, 에너지 및 운송 시장을 위한 기상 정보, 비트코인 등에서 20년간 경험을 쌓았습니다.
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비트코인 채굴 수익은 수익성 있는 재생 인프라를 촉진하여 프로젝트 자금 조달을 돕고 지속 가능한 미래를 위해 에너지 그리드를 확장합니다. 이것은 운송 수단을 전기화하고 화석 연료를 단계적으로 폐기하는 데 매우 중요합니다. 대규모 전력 저장 및 로드 밸런싱이 필요한 상황을 고려할 때 비트코인은 특히 현재의 경제 및 지정학적 환경을 고려할 때 유용한 도구입니다.
유연한 운영으로 비트코인 채굴기는 이러한 에너지 공급 변동을 탐색할 수 있는 독특한 장비를 갖추고 있습니다. 재생 가능 에너지 생산이 많고 수요가 적은 시기에 전략적으로 활동을 조정함으로써 에너지 사용량을 최적화하고 잠재적으로 그리드에 대한 압력을 완화할 수 있습니다.
이 기사는 비트코인 채굴자들이 오리 곡선을 관리하는 데 어떻게 도움을 주고 있는지, 수요의 균형을 맞추고 에너지 소비를 최적화하기 위해 그들이 사용하고 있는 전략에 대해 살펴볼 것입니다.
재생 에너지의 힘겨운 싸움
많은 국가에서 재생 용량의 양은 지난 10년 동안 극적으로 증가했습니다(대부분의 발전 용량이 사용되지 않거나 “낭비”되어 일반적으로 많이 활용되지는 않았지만), 유럽의 사례를 볼 수 있습니다.
하지만 이것은 세계의 화석 연료 소비에 거의 영향을 미치지 않습니다. 지난 20년 동안 수 조에 달하는 투자에도 불구하고 화석 연료 소비는 여전히 세계 에너지 소비의 82% 이상입니다.
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2022년에만 266GW의 재생 가능 용량이 증가했는데, 이는 MW당 평균 비용이 500,000달러라고 가정할 때 2022년에만 1,300억달러 이상의 투자를 의미합니다. 참고로, 거의 5천만 명의 인구를 가진 스페인과 같은 나라는 45GW 이상의 전력 소비에서 정점을 찍은 적이 없습니다.
논쟁의 핵심은 다음과 같습니다:
1. 경기 침체와 기기 효율성 증가로 소매 전력 수요가 크게 증가하지 않는 등 공급의 전기화가 수요를 앞지르고 있습니다.
2. 전기차 채택은 기대에 미치지 못하고 있으며, 전기차 충전 습관은 종종 밤에 낮 시간 동안 최대 태양광 공급과 일치하지 않습니다.
3. 화석 전력 사용의 상당한 이동으로 인해 전기 수요로 이동하는 산업은 제조 공정을 전기에 적응시켜야 하며, 이는 경쟁력 문제로 인해 많은 사람들이 원치 않는 비용이 많이 드는 노력입니다.
자세히 보기: 제프 윌서 – 텍사스가 비트코인 채굴의 글로벌 메카가 된 방법
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따라서 우리는 예측 가능하고 유연하며 광범위한 운송 수단을 필요로 하지 않는 경제적으로 실행 가능한 전기 집약적인 활동이 필요합니다. 여기서 비트코인 채굴이 이루어집니다.
아래는 캘리포니아에서만 수요 대 발전 용량 부족으로 인해 사용되지 않거나 낭비되는 막대한 양의 전기를 보여줍니다:
또한 풍력 및 태양광 발전소의 전력 밀도가 현저히 낮다는 점에서 추가적인 병목 현상을 무시할 수 없습니다. 즉, 동일한 양의 전기를 생산하기 위해 훨씬 더 많은 지표면이 필요합니다.
이러한 이유로, 전력에 대한 배전 네트워크는 산업 및 소매 수요가 있는 인구 지역에 발전소 위치를 연결하기 위해 규모와 송전을 확장하기 위해 상당한 업그레이드가 필요할 것입니다.
이러한 투자가 이루어질 때까지 추가 설치 용량이 전기 혼합물의 재생 가능한 추가 발전으로 이어지지 않는 상황에 직면할 수 있습니다. 미사용 용량, 확실히 혼합물이 아닙니다.
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에너지 수급 균형
이 모든 문제의 결과는 하루 중 특정 시간(태양이 가장 많이 비치는 시간)에 전기 도매 시장의 가격이 오리 곡선이라고 불리는 것 때문에 폭락한다는 것입니다:
오리 곡선은 태양열 발전량이 가장 높은 경향이 있는 한낮에 가변 재생 발전량을 뺀 후 남은 수요를 나타냅니다.
오리 곡선의 문제는 도매 전기 시장에서 돈을 벌기 위해 계획된 태양광 설치는 이 시나리오에서는 성공하지 못할 것이라는 것입니다. 많은 설비들이 전력 생산자와 공급자, 즉 대규모 전력 소비자 사이의 양자 협정인 전력 구매 계약인 PPA를 찾아야 할 것입니다.
계약을 체결한 사람은 수익성을 크게 낮추는 대신 프로젝트를 저장할 수 있지만 그렇지 않은 사람은 파산과 설치 포기에 직면할 수 있습니다.
물론 배터리 또는 PSH의 전기 저장 – 양수식 저장 수력 – 수력 발전 댐으로 물을 백업하는 것은 문제를 줄이는 데 도움이 될 수 있지만, 필요한 양을 설치하는 비용은 천문학적일 것이며 이러한 시스템이 규모에 맞게 작동할 수 있는지는 아직 알 수 없습니다.
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Bitcoin 채굴을 입력하십시오.
광산 하드웨어는 풍력 및 태양광 발전소에 직접 연결되어 태양광 설비가 과도한 전기를 생산하고 도매 시장에서 낭비되는 에너지를 흡수하는 최대 일조 시간 동안 생산되는 초과 에너지를 소비할 수 있습니다.
이렇게 함으로써, 이 발전소들은 전력 시장에서 수요와 공급의 균형을 유지하는 데 도움이 되며, 에너지의 과잉 공급 시 발생하는 급격한 가격 하락을 방지합니다.
이는 특히 낮은 시장 가격 때문에 피크 시간에 에너지를 판매하기 어려운 태양광 설비에 도움이 됩니다.
더보기: 안나 바이다코바 – 집에서 비트코인을 채굴하고 싶습니까? DIY 비트코인 사용자들은 공유할 이야기가 있습니다
한 가지 예를 들어보겠습니다.
캘리포니아에 하루 동안 잉여 에너지를 생산하는 태양열 발전소가 있다고 가정해 보겠습니다.
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농장은 이 에너지를 도매 시장에서 낮은 가격에 판매하는 대신 이 초과 에너지를 비트코인 채굴 작업으로 유도할 수 있으며, 이는 이 잉여 에너지를 소비할 것입니다.
이렇게 하면 도매 시장에서 잉여 에너지를 효과적으로 제거하여 전기 가격을 안정시키고 태양광 발전소의 운영을 더 수익성 있게 만들 수 있습니다.
이는 재생 가능 에너지 설치 장소에 직접 위치하거나 근처에 위치할 수 있어 광범위한 에너지 전송 네트워크의 필요성을 줄일 수 있음을 의미합니다. 또한 재생 가능한 에너지의 가용성을 기반으로 에너지 소비를 조정하여 잉여가 있을 때 더 많이 소비하고 부족할 때 더 적게 소비할 수 있습니다.
예를 들어 풍력이 풍부한 텍사스의 비트코인 채굴 작업은 풍력 발전이 정점이고 다른 소비자들의 수요가 적은 밤에 에너지 소비를 늘릴 수 있습니다.
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결론적으로, “덕곡선” 현상은 재생에너지 분야에서 독특한 도전을 제시하지만, 혁신적인 해결의 기회도 열어줍니다. 비트코인 채굴은 재생 가능한 발전량이 많고 수요가 적은 시기에 잉여 에너지를 흡수함으로써 에너지 시장의 균형을 맞추고 전기 가격을 안정시키고 재생 가능한 에너지 설비의 수익성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.
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The “duck curve” – a challenge specific to the renewable energy landscape – has found an unexpected solution in Bitcoin mining. This curve reflects the conflict between peak demand periods and peak renewable energy production times, a discrepancy that grows as we increasingly embrace renewable energy sources, complicating grid management.
Bitcoin fixes this.
This story is part of CoinDesk’s 2023 Mining Week, sponsored by Foundry. Adolfo Contreras is a Senior Business Development Advisor at Blockstream. He has 20 years experience in satellite communications, weather intelligence for energy and transportation markets and Bitcoin.
Bitcoin mining revenue promotes profitable renewable infrastructure, aiding project financing and scaling the energy grid for a sustainable future. This is crucial for electrifying transportation and phasing out fossil fuels. Given the massive power storage and load balancing required, Bitcoin is a useful tool, especially considering the current economic and geopolitical climate.
Bitcoin miners, with their flexible operations, are uniquely well-equipped to navigate these energy supply fluctuations. By strategically aligning their activities with periods of high renewable energy production and low demand, they can optimize their energy usage and potentially alleviate the pressure on the grid.
This article will explore how Bitcoin miners are helping to manage the duck curve, and the strategies they are employing to balance demand and optimize energy consumption.
Renewable energy’s uphill battle
In many countries, the amount of renewable capacity (though typically heavily under-utilized with the majority of power generation capacity unused or “wasted”) has increased dramatically over the last decade, exemplified by Europe.
But this is hardly making a dent in the world’s fossil fuel consumption. Despite the many trillions of investment in the last couple of decades, fossil fuel consumption is still more than 82% of the world’s energy consumption.
In 2022 alone, there was an increase in renewable capacity of 266GW, which, assuming a (very low) average cost of $500k per MW, represents an investment of more than $130 billion in 2022 alone. For reference, a country like Spain with nearly 50 million people has never peaked in electricity consumption above 45GW.
The crux of the argument is this:
1. The electrification of supply is outpacing demand, with retail electricity demand not significantly growing due to economic stagnation and increased device efficiency.
2. Electric vehicle adoption isn’t meeting expectations and EV charging habits, often at night, do not align with peak solar supply during daylight hours.
3. Significant displacement of fossil power use moving to electrical demand would require industries to adapt their manufacturing processes to electricity, a costly endeavor many are unwilling to undertake due to competitiveness issues.
Read more: Jeff Wilser – How Texas Became a Global Mecca for Bitcoin Mining
Therefore, we need an economically viable, electricity-intensive activity that is predictable, flexible, and doesn’t require extensive transportation – and that’s where Bitcoin mining comes in.
Below is a glimpse of the gigantic amounts of unused or wasted electricity due to insufficient demand vs generation capacity in California alone:
Additionally, we can’t ignore an additional bottleneck, which is the fact that wind and solar farms have significantly lower power density. That is, they need way more land surface to generate the same amount of electricity.
For these reasons, the distribution network for power will need a significant upgrade to scale and transmission expanded to connect generation plant locations to population areas where industrial and retail demand is.
Until these investments are made, we may encounter situations where additional installed capacity does not translate to additional renewable used generation in the electricity mix – unused capacity, definitionally not being in the mix.
Balancing energy supply and demand
The consequence of all these problems is that at particular times of the day (when the sun shines the most) the price in electricity wholesale markets crashes due to what’s called the duck curve:
The duck curve represents the demand remaining after subtracting variable renewable generation in the middle of the day when solar generation tends to be highest.
The problem of the duck curve is that photovoltaic installations planned to make money on the wholesale electricity market will not be making it in this scenario. Many installations will have to seek PPAs – power purchase agreements – which are bilateral agreements between electricity producers and offtakers, i.e. large electricity consumers.
Those who manage to sign them may save their projects at the expense of significantly lower profitability while those that do not, may be facing bankruptcy and outright abandonment of the installations.
Of course electricity storage in batteries or PSH – Pumped Storage Hydro – pumping water backup into hydro-elecric dams could help reduce the problem, but the cost of installing the amount needed would be astronomical and it is still to be seen if these systems can work at scale.
Enter Bitcoin mining
Mining hardware can be directly connected to wind and solar generation plants, consuming the excess energy produced during peak sunlight hours when solar installations generate an excess of electricity and absorb the wasted energy from the wholesale market.
By doing so, these plants help to balance the supply and demand in the electricity market, preventing the drastic price drops that occur when there is an oversupply of energy.
This is particularly beneficial for solar installations that struggle to sell their energy during these peak hours due to the low market prices.
Read more: Anna Baydakova – Want to Mine Bitcoin at Home? DIY Bitcoiners Have Stories to Share
Let’s consider an example.
Suppose there’s a solar farm in California that’s producing a surplus of energy during the day.
Instead of selling this energy on the wholesale market at a low price, the farm could direct this excess energy to a Bitcoin mining operation, which would consume this surplus energy.
This would effectively remove the excess energy from the wholesale market, helping to stabilize electricity prices and making the solar farm’s operation more profitable.
This means they can be located directly at or near the site of renewable energy installations, reducing the need for extensive energy transmission networks. They can also adjust their energy consumption based on the availability of renewable energy, consuming more when there is a surplus and less when there is a shortage.
For instance, a Bitcoin mining operation in Texas, where wind power is abundant, can ramp up its energy consumption during the night when wind power generation is at its peak and the demand from other consumers is low.
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This helps to balance the energy supply and demand, preventing potential waste of the excess wind power.
Conclusion
In conclusion, the “Duck Curve” phenomenon presents a unique challenge in the renewable energy sector, but it also opens up an opportunity for innovative solutions. By absorbing the excess energy during periods of high renewable generation and low demand, Bitcoin mining can help balance the energy market, stabilize electricity prices, and enhance the profitability of renewable energy installations.
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