Esperança ou empolgação — uma avaliação sobre a mineração de Bitcoin e energia renovável!

Em 2008, Satoshi Nakamoto (nome web) surgiu com uma ideia genial - a primeira criptomoeda na história humana, o Bitcoin. A fim de aumentar o custo para os atacantes e melhorar a segurança do sistema Bitcoin, Satoshi propôs o mecanismo de consenso Prova de Trabalho (PoW). No entanto, à medida que a indústria bitcoin crescia, o mecanismo PoW criou um enorme problema de consumo de energia que levantou preocupações em todo o mundo.

Em 13 de maio, Musk tuitou que deixaria de aceitar Bitcoin como pagamento, citando a grave carga energética e o consumo de combustíveis fósseis causados pela mineração de Bitcoin. O tweet desencadeou uma queda acentuada no Bitcoin e provocou controvérsia sobre o consumo de energia do Bitcoin.

De um lado da controvérsia estão os opositores das criptomoedas de indústrias tradicionais, como o Financial Times. Em 20 de maio, o Financial Times publicou um artigo criticando o crescente consumo de energia do Bitcoin, chamando-o de "moeda suja". O artigo cita um estudo da Universidade de Cambridge, que estima que a mineração de Bitcoin consome 133,68 TWh de eletricidade por ano, ocupando a 27ª posição em termos de consumo de eletricidade nos países, superando até mesmo o consumo de eletricidade da Suécia.

Do outro lado da controvérsia estão os apoiadores de criptomoedas, como Musk, Ark Investment e a empresa de pagamentos de Dorsey Square. Em 20 de maio, Musk disse que as auditorias poderiam resolver as preocupações energéticas do Bitcoin. Em 25 de maio, Musk tuitou que havia se reunido com várias empresas de mineração norte-americanas para pedir aos mineradores globais que usassem energia limpa para mineração e ajudassem a tornar o Bitcoin sustentável. A reunião foi organizada pelo CEO da Microstrategy, Michael Saylor, durante o qual as mineradoras disseram que formariam um Conselho de Mineração de Bitcoin para promover a divulgação do consumo de energia do setor, a fim de alcançar as metas de Governança Ambiental, Social e Corporativa (ESG).

Com toda a controvérsia, o verdadeiro impacto ambiental do Bitcoin tornou-se confuso. Então, a indústria bitcoin é "suja" ou "limpa"?

"Sujo" ou "Limpo"

A mineração de Bitcoin é feita pela máquina de mineração, e o ato em si não produz poluição ou emissões de carbono. Atualmente, máquinas de mineração menos poderosas no mercado consomem quase a mesma quantidade de energia que um ar condicionado em casa (a máquina de mineração Ant s9 consome 1400w). Portanto, se a mineração de Bitcoin é "suja" ou "limpa" depende de como a eletricidade é gerada. Quando falamos de mineração, eles pensam em chaminés, chamas e poeira, mas a mineração de Bitcoin pode ser mais limpa do que pensamos.

Em 2019, o gestor de ativos digitais CoinShares lançou um estudo sobre a mineração de Bitcoin (The Bitcoin Mining Network), relatando que 73% da eletricidade consumida pela indústria de mineração de Bitcoin é fornecida por fontes de energia limpa, como eólica, solar e hidrelétrica. Especialmente na província chinesa de Sichuan, devido à abundante energia hidrelétrica, a penetração de renováveis chegou a 90%. Somente em Sichuan, a energia renovável fornecida atende a 48% das necessidades da indústria global de mineração de Bitcoin. Em contrapartida, a proporção de combustíveis fósseis e energia nuclear na mineração é de apenas 27%. As emissões de carbono de energia renovável são muito menores do que as da energia térmica tradicional. A pegada de carbono da energia eólica é de cerca de 7-38 gCO2eq/kWh, hidrelétrica cerca de 2-13 gCO2eq/kWh, e para o carvão, o número é tão alto, chegando a 846. gCO2eq/kWh.

A razão pela qual a mineração de Bitcoin fica tão "verde" é devido às considerações econômicas dos mineradores. Com o desenvolvimento de novas tecnologias energéticas, o custo de construção de energia renovável, como energia solar e eólica, tornou-se menor. De acordo com os dados divulgados pela EIA, o Custo Nivelado de Energia (LCOE) da energia térmica tradicional é de cerca de US$ 73/MWh, o custo da energia hidrelétrica é de US$ 55,26/MWh, e o custo da energia eólica onshore é de US$ 37/MWh. O custo da energia solar é de US$ 48/MWh. Em áreas ricas em energia leve como Califórnia, Portugal e Oriente Médio, há até cotações para energia solar de US$ 22/MWh ou até mesmo menor. A eletricidade é um dos custos mais importantes da mineração de Bitcoin. Impulsionados por isso, os mineradores naturalmente se reunirão em áreas onde os preços da eletricidade são relativamente baratos, especialmente colinas ou montanhas onde a água é abundante, pouco povoada, e a demanda de eletricidade é baixa.

Na China, devido ao baixo custo do projeto, a energia hidrelétrica é geralmente considerada como a energia com o menor custo, e seu preço é geralmente 0,1 a 0,2 yuan menor do que o da energia térmica. Em agosto de 2019, o site oficial do Governo Provincial de Sichuan anunciou o "Plano de Implementação da Zona de Construção da Zona de Demonstração da Indústria de Consumo Hidrelétrico da Província de Sichuan", que realizará manifestações da indústria de consumo de energia hidrelétrica na prefeitura de Ganzi, cidade de Panzhihua, cidade de Ya'an, cidade de Leshan, prefeitura de Liangshan e Área da Prefeitura de Aba. Desde maio do ano passado, Ganzi, Ya'an, Liangshan e outras cidades e prefeituras emitiram políticas para atrair mineradores de Bitcoin. É relatado que o preço da eletricidade do mercado de energia hidrelétrica durante o período de água elevada é de apenas 0,075 yuan/kWh. Mesmo que os custos de transmissão e distribuição e outras despesas relacionadas sejam adicionados, o preço da eletricidade doméstica é apenas entre 0,135-0,162 yuan/kWh.

A indústria de mineração de Bitcoin desenvolveu uma preferência por fontes de energia renovável porque são objetivamente mais baratas e, portanto, ficam "mais limpas".

Comendo todas as "barrigas de pato" da indústria de energia renovável

Em nosso artigo anterior discutindo o uso de energia nuclear para apoiar a mineração de bitcoin, mencionei um artigo de coautoria da Square and Ark Investments (Bitcoin é a chave para um futuro abundante e de energia limpa), que chamou a mineração de Bitcoin de "compradora de energia de último recurso". Isso é por causa das propriedades especiais da mineração Bitcoin. Uma vez construída a usina, o maior custo de mineração é a eletricidade. Quanto mais barato você puder usar, mais poder aritmético você pode obter, colhendo assim mais bitcoins. Enquanto o preço do Bitcoin permanecer alto, e a mineração for lucrativa, os mineradores serão o "comprador de último recurso" para eletricidade renovável barata.

Para a energia renovável, um grande desafio está no equilíbrio de energia e cargas. Ao contrário da energia térmica e da energia nuclear, que podem produzir continuamente energia estável, a energia de produção de fontes renováveis de energia, como eólica, hidrelétrica e energia solar, são frequentemente afetadas por condições naturais. Do ponto de vista temporal, esse desequilíbrio entre oferta e demanda existe dentro de um dia e entre os trimestres.

1. Desequilíbrio dentro de um dia

O fornecimento de energia eólica e solar é desigual ao longo do dia. A energia solar é abundante durante o dia, mas desaparece à noite. A energia eólica flutua principalmente com as condições climáticas, mas é maior à noite na maioria das regiões. E do lado da demanda, a demanda de eletricidade na maioria dos países atingirá o pico à tarde ou à noite todos os dias e por volta da meia-noite. O gráfico abaixo mostra a curva de consumo de eletricidade para um dia de outono na Califórnia, EUA, em 2016. A linha azul é a demanda de eletricidade da rede, que atinge o pico às 19:00, e a linha cinza é a geração de energia solar, que vai zero às 19:00. Subtrair os dois nos dá a linha laranja, que se refere à carga total de outras fontes de energia na rede (como a carvão) após a dedução da geração solar. A forma da curva se assemelha a um pato, daí o nome "curva do pato". À medida que a proporção de energia renovável (como a solar) no mundo se torna maior, a "barriga de pato" se tornará cada vez maior, criando sérios problemas de agendamento.

Tome a Califórnia como exemplo. Com o rápido desenvolvimento da indústria fotovoltaica local, a geração de energia fotovoltaica também alcançou um crescimento explosivo. Uma vez que cargas base, como usinas a gás e a carvão, são projetadas para operar 24 horas por dia, o agendamento frequente de desligamentos reduzirá a eficiência operacional. Isso leva à necessidade de abandonar a carga ou restringir a integração da energia solar na rede quando o fornecimento de energia renovável for excedente, gerando assim "resíduos de eletricidade".

Embora o desenvolvimento de tecnologias de armazenamento de energia renovável seja a solução ideal para o problema do excesso de energia, ou "barriga de pato", causada pelo descompasso entre o fornecimento de energia renovável e a demanda de eletricidade, a mineração de Bitcoin também pode ajudar a aliviar esse problema em um nível econômico até que tecnologias de armazenamento como baterias recicláveis sejam totalmente desenvolvidas. Durante períodos de excesso de energia, as empresas de energia renovável podem usar o excesso de energia para minerar Bitcoin, o que pode trazer receita adicional para as empresas de energia e, assim, melhorar a competitividade econômica da indústria de energia renovável. Com a receita da mineração de Bitcoin "apoiando" as empresas de energia, projetos de energia renovável poderiam receber mais investimentos e poderiam ser construídos mais cedo e em uma escala maior, acelerando o ritmo de desenvolvimento.

2. Desequilíbrio entre trimestres

O desequilíbrio sazonal das energias renováveis é determinado pela distribuição de recursos renováveis em cada região e pelas características da demanda de energia elétrica. Para o Reino Unido, os recursos eólicos são a fonte de energia renovável mais abundante, mas esse recurso é muito mais abundante do que a demanda no inverno. No que diz respeito à China, uma vez que a maioria das usinas hidrelétricas domésticas são de execução do rio, a geração de energia está diretamente relacionada com a vazão do rio, que tem mudanças sazonais significativas. Na região sudoeste, a diferença média anual de escoamento entre os quatro meses com a água mais abundante e os três meses mais secos é de mais de 50%. Especialmente no verão, devido à capacidade limitada de transmissão da linha de transmissão, a energia elétrica excedente não pode ser transportada para fora, resultando no abandono da eletricidade.

Os mineradores de Bitcoin, por outro lado, são capazes de viajar periodicamente para áreas com um excedente de energia, como aves migratórias. Em maio de cada ano, Sichuan entrará em um período de excesso de energia hídrica, quando um grande número de mineradores de Bitcoin "migrarão" para Sichuan e Yunnan para assinar acordos de fornecimento de energia com usinas hidrelétricas locais e usar eletricidade barata para minerar. Nesse modelo, há uma situação de ganha-ganha para todas as partes: as mineradoras recebem a receita da mineração, as empresas de energia consomem o poder de desperdício e ganham renda extra, e o governo local obtém mais renda e empregos.

A mineração de Bitcoin ligada à rede também poderia desempenhar um papel regulatório um pouco mais profundo. Por um lado, o poder tomado pela mineração poderia ser usado como uma "reserva de energia" em tempos de crise, um efeito que já era visto na crise de energia do Texas no início de 2021 (embora o efeito real seja atualmente limitado).

No artigo acima mencionado, os pesquisadores usam dados reais para estudar o impacto da mineração de Bitcoin na nova indústria de energia (o papel usa uma rede solar que leva em conta o armazenamento de baterias). O modelo pressupõe que os geradores fotovoltaicos (PV) também participem da mineração e vendam sua própria produção de energia elétrica "em excesso". Então, à medida que a indústria global de PV e a indústria de mineração crescem, a participação do PV na rede pode aumentar gradualmente. Estudos mostraram que, idealmente, a consolidação da indústria de mineração poderia aumentar a participação de energia limpa na rede de 40% para 99%.

Depois que as "botas regulatórias" desembarcaram

Embora a mineração de Bitcoin possa contribuir para o desenvolvimento da indústria de energia limpa, a mineração ainda consome uma quantidade significativa de eletricidade. Além do comitê de mineração promover o uso de energia limpa na indústria de mineração de Bitcoin, os governos também se envolvem. Em 2021, durante as duas sessões da China, os conceitos de pico de carbono e neutralidade de carbono foram escritos no relatório de trabalho do governo pela primeira vez, com o governo chinês afirmando que desenvolverá planos de ação para se esforçar para alcançar o pico do carbono até 2030 e a neutralidade de carbono até 2060. Sob a estratégia de neutralidade de carbono, a mineração de Bitcoin, como um grande consumidor de energia, naturalmente não pode escapar da regulação.

Em 7 de abril, a Universidade de Tsinghua e a Academia Chinesa de Ciências publicaram um artigo conjunto na Nature Communications, apontando o impacto da mineração chinesa de Bitcoin no clima. Em 25 de maio, a Comissão de Desenvolvimento e Reforma da Mongólia Interior emitiu um documento solicitando uma limpeza adicional do comportamento de "mineração" de criptomoedas, fortalecendo os esforços disciplinares e construindo um mecanismo regulatório de longo prazo.

Em termos de estrutura energética, a Mongólia Interior é rica em recursos de carvão, com a capacidade de produção de carvão existente atingindo 1/4 do país. A indústria de mineração da Mongólia Interior tem uma taxa de penetração de energia renovável de apenas 16% (2017). Antes da ação regulatória, a Mongólia Interior realizou várias retificações de empreendimentos de mineração em seu território. Entre 2019 e 2020, muitas mineradoras já se mudaram para Sichuan, Yunnan e outros lugares. Atualmente, Sichuan entrou em um período com água abundante, mas em outubro, quando Sichuan entra no período seco, as empresas não podem mais voltar para a Mongólia Interior. Nesse ponto, o impacto da regulação sobre a mineração chinesa de Bitcoin pode realmente se manifestar.

Para a indústria de mineração de Bitcoin, a regulação certamente pode promover o uso de energia renovável na indústria. Espera-se que os projetos de energia eólica, fotovoltaica e de mineração hidrelétrica tomem uma proporção cada vez mais alta do total, e o impulso do desenvolvimento desordenado da indústria de mineração de Bitcoin na China será controlado.

Resumo: a visão "renovável" da mineração de Bitcoin!

A combinação de energia renovável e mineração de Bitcoin tem um futuro brilhante. Parece que a indústria global de mineração consome muita energia, mas não tanto quanto a capacidade instalada total de uma única usina hidrelétrica baihetan (na China de Sichuan). Com a "mão invisível" do mercado, a busca dos mineiros pela energia de baixo custo foi combinada com os esforços da indústria de energia renovável para manter os custos baixos. Mas em um sistema que combina energia renovável e mineração de Bitcoin, uma regulação sensata também é essencial. Embora o Bitcoin consuma atualmente uma grande quantidade de eletricidade, admitir o Bitcoin no sistema de energia global e ajudar a alavancar a alocação de recursos do mercado é um meio eficaz de promover a indústria de energia renovável.

Referência:

CoinShares, A Rede de Mineração de Bitcoin: Tendências, Custos Médios de Criação, Consumo de Eletricidade

EIA, Custos Nivelados de Recursos de Nova Geração no Annual Energy Outlook 2021

BCEI, Bitcoin é a chave para um futuro abundante e limpo de energia

Autor: Gate.io. Pesquisador: Edward H.

Tradução em PT-BR por João Gab. Este artigo constitui apenas a opinião dos autores, pesquisadores e observadores. Ele não é uma sugestão de investimento. Republicar o artigo será permitido, mas a Gate.io deverá ser citada. Nos outros casos, tomaremos as medidas por violação de direito autoral.