Análise sobre o aproveitamento da eletricidade frustrada do curtailment por meio de mineração de criptomoedas: um estudo de caso e modelagem por dinâmica de sistemas

Abstract

Este trabalho insere-se no contexto da transição energética brasileira, marcada pela crescente participação de fontes renováveis variáveis, em especial eólica e solar fotovoltaica, cuja expansão tem intensificado episódios de curtailment e, consequentemente, a frustração do aproveitamento econômico e energético da geração renovável no Sistema Elétrico Brasileiro. Nesse cenário, discute-se o uso da eletricidade excedente, usualmente desperdiçada, como insumo para a mineração de criptomoedas, atividade eletrointensiva que pode, ao mesmo tempo, mitigar perdas econômicas e desviar a energia renovável de finalidades alinhadas à descarbonização. Assim, o objetivo deste trabalho é analisar o aproveitamento da energia frustrada pelo curtailment por meio da mineração de criptomoedas, avaliando a dinâmica energética, econômica e suas implicações para a transição energética e para os sinais de preço da eletricidade. Para atingir esse objetivo, adota-se uma abordagem de natureza quantitativa, com caráter exploratório, fundamentada em pesquisa bibliográfica e um estudo de caso que consiste na modelagem, por dinâmica de sistemas, de um cenário representativo, com dados típicos e reais, tendo como base a geração e o curtailment de uma usina fotovoltaica real, por meio de dados públicos do ONS, e utilizando variáveis de estoque e fluxo para descrever a dinâmica da energia frustrada e dos processos de mineração ou validação de criptomoedas, de modo a permitir a análise integrada dos impactos econômicos e energéticos associados a essa forma de aproveitamento da eletricidade excedente. Os resultados obtidos indicam que, no cenário com mineração de Bitcoin sem sistema BESS, considerando os dados reais de curtailment, foi possível aproveitar aproximadamente 8,18 GWh da energia frustrada, reduzindo em 15,52% o montante de energia que permaneceria sem aproveitamento e resultando na produção estimada de 8,988 bitcoins durante o período simulado. Já no cenário com mineração de Bitcoin e sistema BESS, o aproveitamento aumentou para aproximadamente 13,65 GWh, reduzindo em 25,90% a energia frustrada não aproveitada e resultando na produção estimada de 14,998 bitcoins. Nesse cenário, a receita bruta adicional com a mineração foi estimada em R$ 4,72 milhões, proporcionando um aumento de aproximadamente 10,36% na receita total em relação ao cenário de referência. Entretanto, os resultados também demonstram que o desempenho econômico depende da disponibilidade horária da energia frustrada, da capacidade dos equipamentos de mineração, do sistema de armazenamento e da variação do preço do Bitcoin.This study is situated in the context of the Brazilian energy transition, characterized by the growing share of variable renewable energy sources, particularly wind and solar photovoltaic power, whose expansion has intensified curtailment events and, consequently, hindered the economic and energy utilization of renewable generation within the Brazilian Electric Power System. In this context, the use of surplus electricity, which would otherwise be wasted, as an input for cryptocurrency mining is discussed. This energy-intensive activity may simultaneously mitigate economic losses and divert renewable energy from purposes aligned with decarbonization. Therefore, the objective of this study is to analyze the utilization of energy curtailed due to curtailment through cryptocurrency mining, assessing its energy and economic dynamics, as well as its implications for the energy transition and electricity price signals. To achieve this objective, a quantitative and exploratory approach is adopted, supported by a literature review and a case study consisting of the system dynamics modeling of a representative scenario using both typical and actual data. The model is based on the generation and curtailment data of an actual photovoltaic power plant, obtained from publicly available data provided by the Brazilian National System Operator (ONS), and uses stock-and-flow variables to describe the dynamics of curtailed energy and cryptocurrency mining or validation processes, thereby enabling an integrated analysis of the economic and energy impacts associated with this form of surplus electricity utilization. The results indicate that, in the scenario with Bitcoin mining without a BESS, considering the actual curtailment data, it was possible to utilize approximately 8.18 GWh of curtailed energy, reducing by 15.52% the amount of energy that would otherwise remain unused and resulting in an estimated production of 8.988 bitcoins during the simulated period. In the scenario with Bitcoin mining and a BESS, the amount of energy utilized increased to approximately 13.65 GWh, reducing the unused curtailed energy by 25.90% and resulting in an estimated production of 14.998 bitcoins. In this scenario, the additional gross revenue from mining was estimated at BRL 4.72 million, leading to an increase of approximately 10.36% in total revenue compared with the reference scenario. However, the results also demonstrate that economic performance depends on the hourly availability of curtailed energy, the capacity of the mining equipment, the energy storage system, and fluctuations in the price of Bitcoin.