I centri di calcolo dedicati all’elaborazione dei dati relativi a Bitcoin come controparte chiave degli operatori di rete per l’offerta di servizi ancillari di demand response, flessibilità della rete elettrica e adeguatezza delle risorse a disposizione degli operatori di rete.
È quanto l’Electric Reliability Council of Texas (Ercot), cioè il gestore della rete elettrica dello Stato americano, sta sperimentando sulla propria infrastruttura.
L’esperimento è interessante anche perché la rete texana ha la peculiarità di essere completamente isolata dalle reti elettriche degli altri Stati americani. Può fare quindi affidamento solo su sé stessa per mantenere un livello di servizio adeguato.
In questo contesto, in cui Ercot non può importare elettricità dagli Stati limitrofi come ciambella di salvataggio in caso di picchi di domanda, diventa particolarmente importante riuscire a stare a galla da soli, affidandosi solo alla propria infrastruttura.
Adeguatezza delle risorse
L’adeguatezza delle risorse nel campo dell’energia elettrica è la capacità della rete di soddisfare la domanda di energia dell’utente finale in qualsiasi istante, soprattutto nei momenti di picco, come succede appunto in caso di eventi metereologici estremi. Questi possono essere sia di freddo che di caldo, a maggior ragione in aree dove sia il riscaldamento che il raffrescamento sono alimentati elettricamente.
In altre parole, le reti devono sempre avere a disposizione una quantità di energia elettrica sufficiente a servire i carichi totali delle utenze, e poi avere anche un “cuscinetto” extra di corrente oltre i carichi di punta, in caso di picchi imprevisti della domanda. Ci si riferisce a tale necessità come “adeguatezza delle risorse”.
Ercot ha cominciato già da diversi mesi a sperimentare la partecipazione del cosiddetto “mining” di Bitcoin al suo programma di demand response. Questo consiste nella disponibilità di alcuni operatori industriali a ridurre o aumentare i consumi energetici in risposta ai picchi di domanda o di offerta del mercato elettrico, in modo da assicurare la continuità del servizio per tutti gli altri utenti e ricevendo in cambio di questa disponibilità una remunerazione.
Ercot ha avviato questa sperimentazione circa il ruolo dei cosiddetti Large Flexible Loads (LFL) o grandi carichi flessibili, soprattutto se co-localizzati con impianti di generazione elettrica, per scongiurare interruzioni di rete simili a quelle verificatesi con le gelate estreme dell’inverno 2021.
All’epoca, le gelate provocarono sia guasti tecnici delle infrastrutture di generazione e trasmissione, lasciando 4,5 milioni di persone senza corrente e riscaldamento, sia un picco della domanda che fece schizzare i prezzi all’ingrosso della corrente anche a 9.000 $/MWh (9 $/kWh), cioè circa mille volte il prezzo medio.
Il ruolo di Bitcoin
“I macchinari di Bitcoin possono essere gestiti per fare un po’ da accumulatore di rete, nel senso che un macchinario che di base consuma 3 kW, per esempio, a livello software lo si può far consumare 5 kW oppure 1,5 kW”, ci ha detto Francesca Failoni, responsabile finanziaria di AlpsBlockchain, una società del Trentino Alto Adige che gestisce centri dati di Bitcoin completamente alimentati con energia idroelettrica.
“Quindi si possono gestire i picchi di produzione o di richiesta di energia in modo molto flessibile”, ha aggiunto.
Si tratta di una flessibilità operativa estrema, che consente di aumentare o diminuire il consumo nella misura esattamente necessaria, per il periodo esattamente necessario, con una risposta d’intervento immediata, che nessun altro settore industriale o produttivo può offrire.
“Rispetto anche agli altri data center, i macchinari di Bitcoin possono essere spenti all’istante senza nessun problema e senza perdere dati, ed è quello che viene fatto in Texas, cosa che non potrebbe essere fatta con i centri dati di altri tipi”, ha detto Failoni.
Si pensi, per esempio, a cosa succederebbe se i centri dati di Google o Amazon Web Services, che ospita i sistemi online di innumerevoli altre aziende, smettessero di funzionare all’improvviso e rimanessero spenti anche solo per alcuni minuti o per intere ore.
La sperimentazione in Texas
Un recente rapporto di Ercot stima come i centri dati di Bitcoin si integrano nella gestione della rete elettrica del Texas.
“La previsione incorpora anche gli aumenti di carico previsti durante l’ora di picco della domanda dovuti all’interconnessione dei grandi carichi (come gli impianti di cripto-mining) alle reti dei fornitori di servizi di trasmissione”, spiega Ercot nel suo rapporto.
Il rapporto, risalente alla fine del 2022, valuta in particolare l’adeguatezza della capacità di generazione installata per l’inverno 2022/23 sulla base di dati storici e di diverse previsioni di scenari di rischio, come, ad esempio, picchi di domanda e scarsa ventosità per gli impianti eolici.
I cosiddetti “minatori” di Bitcoin, termine con cui si indicano sia i macchinari che gli operatori dei centri di calcolo che collettivamente contribuiscono alla sicurezza della rete di Bitcoin, dovrebbero ridurre il proprio consumo per una potenza pari a 1,7 GW per contribuire a soddisfare la domanda di picco invernale in Texas, secondo il rapporto.
La riduzione di 1,7 GW da parte dei centri dati di Bitcoin rappresenta attualmente il 2,5% del picco di carico invernale previsto di 67,4 GW, un dato non trascurabile se si considera la fase ancora nascente del mining di Bitcoin in Texas.
È interessante notare che il mining di Bitcoin, con la decurtazione per esso prevista di 1,7 GW, svolgerebbe un ruolo maggiore dell’accumulo elettrico (0,9 GW), del fotovoltaico (1,5 GW) e dell’idroelettrico (0,4 GW) in termini di capacità di rete messa a disposizione in caso di bisogno, secondo lo studio di adeguatezza delle risorse di Ercot, consultabile dal link in fondo a questo articolo.
Ercot ipotizza che i minatori di Bitcoin co-localizzati con impianti di generazione spengano le loro attività quando il prezzo dell’energia supera la loro soglia di pareggio, stimata a 86 $/MWh e che, in questo caso, il 97% del loro fabbisogno di energia sia reso disponibile alla rete per soddisfare la domanda invernale degli utenti.
Segnali positivi
Successivamente alle stime contenute nella sua valutazione stagionale dell’adeguatezza delle risorse, risalenti al novembre 2022, a fine gennaio, Ercot ha diffuso altri dati, che mostrano come i carichi flessibili di Bitcoin abbiano contribuito a mantenere le luci accese in Texas durante una tempesta invernale verificatasi all’inizio dell’anno.
“Una parte significativa del carico associato ai LFL conosciuti si è ridotto durante l’evento in risposta ai prezzi di mercato. Al suo picco, la risposta degli LFL è stata di circa 1.280 MW, con altri 75 MW di riserva reattiva (RRS)”, si legge nella slide di una presentazione di Ercot, in cui si può vedere l’andamento dei prezzi in risposta alla riduzione dei consumi dei centri dati di Bitcoin (in rosso) per controbilanciare l’impennata delle quotazioni (in celeste).
Oltre a contribuire alla resilienza della rete elettrica e all’adeguatezza dell’offerta per tutti i consumatori, i centri dati di Bitcoin supportano i costi degli impianti di generazione con cui sempre più spesso sono co-locati. Ciò favorisce l’installazione di nuova capacità rinnovabile, che serve all’intero sistema elettrico.
È auspicabile che la sperimentazione condotta da Ercot sia replicata anche in altre giurisdizioni, per capire a pieno il ruolo che i centri dati di Bitcoin possono svolgere come fattore abilitante di reti flessibili e intelligenti, delle energie rinnovabili e del loro rapporto sempre più stretto.
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