哈希价格波动性是矿工在熊市期间微调运营后必须掌握的新领域。面对减半和交易费用不稳定等挑战，征服算力前沿对于现有玩家的生存至关重要。
原文：Bitcoin’s Big Halving Year（Galaxy）
作者：Galaxy
编译：1912212.eth，Foresight News
封面：Photo by Shubham's Web3 on Unsplash
摘要
正如我们一年前所写，2022 年对比特币矿工来说是最具挑战性的一年，因为矿工面临逆风，迫使他们削减成本、出售资产并以较低价格清算比特币库存。相比之下，2023 年是反弹的一年，比特币价格、交易费用和网络难度的显着增长凸显了这一点。比特币价格从 2022 年底 16524 美元的低点反弹，年底达到 42217 美元（+155%），这主要是由于现货比特币 ETF 将获得批准的预期。
由于铭文的引入，交易费用同比增长了 336%，这使得 Web3 应用程序和比特币代币化的蓬勃发展。比特币价格和交易费用上涨的结合让哈希价格的显着提高。哈希价格的提高加上更新、更高效的 ASIC 进入市场，导致网络难度显着增长（同比增长 104%）。尽管网络难度大幅增长，7D 追踪哈希价格今年结束时仍为 0.095 美元（+57%）。 2023 年的另一个亮点是中东、南美、不丹、中国和俄罗斯等地区的国际算力的上升。
为了准备减半，几家大型矿商利用股权融资进行了大量 ASIC 购买，以扩大其矿场规模并提高其效率。在本报告中，我们深入研究了 2023 年影响比特币挖矿行业的每一个重大事件和趋势，并提供我们对 2024 年形势的展望和观点，包括即将到来的第四次减半。
如本报告的标题所示，哈希价格波动性是矿工在熊市期间微调运营后必须掌握的新领域。面对减半和交易费用不稳定等挑战，征服算力前沿对于现有玩家的生存至关重要。
要点
经历动荡的 2022 年之后，在比特币价格上涨、交易费用飙升和能源价格下降的推动下，矿商在 2023 年获得急需的喘息机会。算力的迅速上升抵消了其中一些变化，2023 年算力增长 104%。
交易费用是 2023 年的巨大黑马。2023 年定期出现的交易费用飙升帮助矿工收入显着增加。 2023 年交易费用总计 23445 枚比特币，其中 Ordinals 交易贡献 5000 枚比特币。 2023 年的费用是 2022 年交易费用总和的 4 倍以上，总计 5375 枚 BTC。
随着区块空间需求的波动，2024 年算力价格波动性将增加，导致交易费用急剧波动，从而导致算力进一步变化。
这一年中，矿工购买超过 94 EH 的矿机，价值超过 15.3 亿美元。矿工特别注重购买效率低于 20 J/TH 的新一代矿机，以便在减半之前更新他们的机库。
预计 2024 年网络算力将在 675 EH 到 725 EH 之间。
2023 年，主要受天然气影响的全球挖矿电力成本保持非常稳定，尤其是在美国。这与 2022 年东欧动荡造成的波动形成鲜明对比。这种稳定的推动因素包括美国天然气产量创历史新高、库存过剩、气温变暖导致的需求减少以及工业消费略有下降，为矿商提供了稳定的能源成本环境，从而导致即将到来的减半事件。
面临收入波动和对交易费用高度依赖的比特币矿商正在积极评估新的风险管理策略，包括算力衍生品合约等工具，以确保收入的可预测性、稳定性并维持投资者的信心。
2023 年回顾
网络指标
比特币价格
比特币价格年初为 16524 美元，年底为 42217 美元，上涨 155%。 2023 年比特币价格的上涨是由以下几个因素推动的：
比特币开局低迷所产生的基础效应，是由于 FTX 崩溃和几家著名破产公司在 2022 年底被迫抛售带来的；
银行业危机让人们关注比特币的用例；
多个现货比特币 ETF 备案 / 重新备案的公告，在 ETF 获得批准后激发了人们对大量资本涌入该资产的热情；
在之前的减半事件中观察到的历史价格走势。
交易费用
2023 年交易费用总计 23445 枚 BTC，是 2022 年用户支付的 5375 枚 BTC 的 4 倍多。2023 年铭文的激增，尤其是围绕 BRC-20 的铸造和交易活动，导致 5 月、11 月、12 月持续出现费用压力。 2023 年，Ordinals 交易产生的费用超过 5000 枚比特币。
网络难度和算力
2023 年，网络难度从 35.3 T（隐含算力 253 EH）上升到 72.0 T（隐含算力 515 EH），全年增长 104%。 2023 年算力增幅远远超过前几年的算力增幅。算力在 2022 年、2021 年和 2020 年分别增长了 45.7%、30.5% 和 34.8%。今年有多项有利因素推动算力上涨，其中一些因素我们在 2023 年年中报告中概述，包括：
- 算力增长的最大推动因素之一是 2022 年开始的上一轮牛市中 ASIC 的交付和上线的新项目；
- 比特大陆、MicroBT 新一代价格相对便宜的矿机，如 M50 系列、M60 系列、S19k Pro、S21、T21；
- 天然气价格于 2023 年下降，降低矿工的能源成本；
- 比特币价格在一年中不断走高；
- 交易费用周期性飙升，为矿工提供额外收入；
- 国际算力上线；
- ASIC 制造商维持其代工厂的生产能力并发布新的更高效型号；
- 矿工对矿机进行降频以提高收支平衡；
- 股权资本市场在 2023 年缓慢开放，允许矿工筹集资金以获得近期增长机会。
算力价格
比特币价格、交易费用和网络难度的变动共同导致哈希价格在 2023 年的大部分时间里在 0.06 美元到 0.10 美元之间波动。哈希价格指的是每天 1 TH/s 算力的预期值，是 BTCUSD、难度和矿工收入（区块补贴 + 费用）的函数。哈希价格确实在 8 月底短暂跌破该范围，并在 5 月、11 月和 12 月交易费用飙升时高于该范围。
能源价格
天然气是全球矿工使用的大部分电力的关键定价组成部分，尤其是在美国，那里占全球隐含算力的 30-35%。 2023 年天然气价格非常稳定。这种稳定与 2022 年的波动形成鲜明对比，2022 年天然气价格经历了大幅波动，部分原因是东欧的动荡，给天然气管道和全球能源贸易带来了不确定性。这一时期在普遍存在的不确定性下促使全球迫切需要生产和储存天然气。
多个因素促成了 2023 年天然气价格的相对稳定。在美国，创纪录的天然气产量超过了消费增长，对维持价格稳定发挥了关键作用。与此同时，天然气库存的增加进一步促进了这种稳定性。 2023 年上半年，美国各地气温温和，导致供暖需求减少，特别是住宅和商业领域。这种一致且平坦的定价轨迹为矿商在 2023 年全年提供了更加稳定的能源成本环境，提供了可喜的利润减免，并在即将到来的减半事件中使他们处于有利地位。
监管
2023 年的一些关键立法可能会影响矿工的运营能力，特别是在 ERCOT 中：
2023 年上半年推出的德克萨斯州法案 1929 要求在 ERCOT 电力区域内需要大量可中断电力的虚拟货币挖矿设施进行注册，该法案于 2023 年 9 月 1 日生效。
德克萨斯州法案 1751 提议禁止矿工参与辅助服务和电网平衡计划，但未能比国会议员走得更远。该法案对行业情绪产生了深远的影响，因为它是 ERCOT 地区针对挖矿业的第一个攻击性性法案。
DAME（数字资产挖矿能源）税是由拜登政府提出的，将对比特币挖矿业务征收一项重要的新税，尽管该税已从预算中删除，这对比特币拥护者来说是一个重大胜利。
新的 FASB 规则允许在公司资产负债表上以公允价值计量比特币。我们在之前的 EOY 报告（2022 年）中讨论了这一规则变化，并且将主要使拥有大量 BTC 资金的矿商受益，因为他们允许他们以当前价格计算其价值，这将使他们的净利润数字更具吸引力。这一变化预计将于 2025 年生效，但也允许提前采用。
参议员伊丽莎白·沃伦（Elizabeth Warren）提议延长《银行保密法》（BSA），作为《数字资产洗钱法》的一部分，将 KYC 扩展到矿工。
美国以外的其他事态发展表明，各国现在正在竞相吸引比特币矿工，并为挖矿业提供明确的监管。
俄罗斯继续扩大其监管框架，将比特币视为可出口商品。通过将比特币挖矿等同于自然资源开采，俄罗斯不仅认识到了比特币的重要性，还将其纳入其经济框架。这应该会继续推动该国最近向挖矿业的扩张，并为政策更为严格的国家提供「商业友好」的替代方案。
2024 年监管趋势
去年，有关比特币环境影响的争论似乎转向了谨慎乐观，我们预计这种动态将在 2024 年持续下去，特别是因为现货比特币 ETF 的批准将改变机构对待该行业的方式。主要媒体对比特币挖矿持续的近乎敌意已经让位于有关电网平衡、可再生能源激励和废物消耗的更细致讨论。
然而，我们认为，随着新内存池动态（MEV）的出现和新矿池技术的采用，美国矿池的地位可能会受到挑战。
更多关注矿池和矿工在交易选择过程中的作用。2023 年下半年，诞生了两个新矿池（OCEAN 和 DEMAND），专注于利用 StratumV2 等技术进行去中心化的池化挖矿。 StratumV2 的主要好处是它允许矿池的矿工参与仅由矿池运营商确定的区块模板构建过程。区块模板构建的民主化对于去中心化挖矿来说非常有用，但该功能是矿工选择加入的，并且由于从 KYC/AML 的角度来看存在一定的监管风险，大多数矿工不太可能想要创建自己的区块模板。
上市矿商的见解和趋势
资金管理策略
尽管由于 BTC 价格上涨和费用显着上涨，2023 年全年的收入有所增加，但上市矿商全年出售的 BTC 大多较少。
在 2022 年和 2021 年牛市期间，上市矿商在生产中基本上采用了 HODL 策略。随着市场转向和比特币价格下跌，许多上市矿商被迫出售资产，以降低资产负债表杠杆并支付运营成本。此后，上市矿商的资金管理策略已经朝着更加审慎的方向发展，采取平衡的方式持有比特币或直接出售全部比特币以换取现金。随着 2023 年下半年矿业经济的改善，上市矿商变得更加愿意持有更多比特币，并承担可能由于 ETF 和减半故事而产生的价格风险。现在，FASB 已更新其指导意见，允许对上市公司资产负债表上持有的比特币进行公允价值核算，上市矿商可能会在更大程度上重新接受在其资产负债表上持有比特币。
上市矿商的网络算力份额
2022 年加密市场的崩溃，加上利率上升，使得上市比特币矿商筹集新股本或发行债务变得极其困难。因此，股票和债务资本市场在 2023 年上半年基本保持关闭，这使得上市矿商在 2023 年的大部分时间里难以优先考虑增长。其他地区的矿商也开始削减北美矿商的算力份额。 2023 年下半年，随着矿业经济好转，股权资本市场对矿业敞口的需求更大。北美矿商通过公开市场获得资本，使他们在矿业增长周期中相对于私人矿商和其他地区的矿商具有巨大的优势。
ASIC 矿机投资
2023 年上半年，大多数矿商仍专注于激活 2022 年之前的 ASIC 采购订单，而少数矿商则大量采购 ASIC 。随着股权资本市场在 2023 年下半年（尤其是第四季度）改善，多家矿商宣布大额 ASIC 采购订单。值得注意的是，上市矿商在 2023 年前 3 季度总共筹集 11 亿美元的股本。随着比特币价格和情绪的改善，这一情况可能在第四季度进一步加速（截至撰写本文时上市矿商的财务数据尚未发布）。现货比特币 ETF 获批。与股权资本相比，仅筹集了 4400 万美元的债务资本，凸显了矿商依靠债务作为增长融资手段所面临的极端挑战。
随着第二季度初期减半的迅速临近，矿商 2024 年的主要关注点是提高车队效率（减少 J/TH），基础设施和产能扩张则成为次要目标。
在这一年中，矿工购买超过 94 EH 的矿机，价值超过 15.3 亿美元。
2023 年下半年，矿工采购订单增加了 59.3%，从 39.4 EH 增加到 62.8 EH。矿工特别关注购买效率低于 20 J/TH 的新一代矿机，例如分别来自 Bitmain 和 MicroBT 的 S21/T21 和 M66/M56。
2024 年到目前为止，矿工已购买超过 3.93 亿美元的矿机，其中 CleanSpark 和 Pheonix 处于领先地位。
2024 年预测
减半后的交易费用和区块空间动态
交易费用波动性上升
由于铭文和其他新兴代币标准，区块空间市场在 2023 年发生了根本性变化。正如我们在铭文重点报告中详细讨论的那样（《比特币铭文和序数：50 亿美元市场》和《比特币铭文和序数：成熟的生态系统》），今年比特币出现了难以置信的新发展，带来了新的需求就来源对于比特币区块空间。反过来，这种需求也以一种尚未被所有市场参与者完全理解的方式引入或加剧了内存池动态。
这项新活动的直接后果是交易费用波动性增加和内存池拥塞时期，这表明区块链上只需要很少的活动就能将比特币矿工的费用推至可持续水平（足以覆盖不断减少的比特币发行量）。交易费用占整体区块奖励的百分比是通常用于比较不同时间的费用水平的指标。 2023 年，该网络经历了交易费用的绝对增长，并且奖励经常飙升至 25% 以上，这相当于减半后矿工收入的一半左右。
特别是铭文等产生的交易费用可能会成为 2024 年比特币矿工收入的最大「通配符」，但这种使用往往不稳定。就目前情况而言，大多数矿工（和矿池）的收入并没有很大一部分依赖于不稳定的交易费用。例如，虽然我们可能预计算力会在减半后下降，但同期费用的大幅上涨可能会将收入提高到足够高的水平，从而使效率较低的矿工能够继续以利润进行挖矿，否则这些矿工将无利可图。此外，虽然大多数行业参与者都关注减半对矿商盈利能力的影响，但特定年份交易费用的大幅变化可能会导致算力价格大幅波动，从而使矿商更难预测其收入。
为了缓解这一问题，我们怀疑矿业的进一步金融化将导致区块空间和交易费用期货的出现，从而使矿工能够对冲交易费用波动。我们甚至可以看到一类新的机会主义矿工出现，它们仅在费用飙升时才上线，类似于德克萨斯州矿工利用 ERCOT 内电力市场波动的套利机会。
比特币作为新型经济活动（NTF、DeFi、稳定币）结算链的出现将巩固对比特币区块空间的需求，并带来新的内存池动态。如果 2024 年与 2023 年类似，我们很可能会见证比特币的一些改变叙事的创新，这些创新为比特币带来新的效用，从而为 BTC) 带来更多价值。
2024 年需要考虑的另一件事是比特币区块链上可能会出现更复杂形式的 MEV。 2023 年，我们经历了两类「类似 MEV」的事件，这两种事件都对市场参与者产生了重大影响。新型「类似 MEV」也可能在 2024 年出现。
在高费用环境中使用 RBF 将影响内存池活动
对于普通用户来说，费用增加的使用变得越来越普遍和有用。RBF 或「替换费用」是比特币用户在由于费用增加而卡在内存池中时可以用来增加交易的解决方案之一。 RBF 允许用户增加先前广播交易的费用，从而增加矿工将其包含在区块中的动力。借助其他解决方案，例如儿童为家长付款 (CPFP)，RBF 在费用高峰期间非常有用，因为它允许用户在需要时更快地通过网络确认其交易。正如我们之前所解释的，2023 年是交易费用波动的一年，因此，用户更难了解并为其交易设置「正确」的费用，从而导致 RBF 使用量大幅增加。
反过来，RBF 使用量的增加会导致内存池中的费率更高，矿工的收入也会更高。典型的替换费率比原始交易的费率高 20% 到 50%，这增加了矿工将这些交易包含在区块中的动力。
虽然技术用户通常会使用 RBF 来提高费用，但已经出现了其他解决方案来帮助普通用户。这些服务被称为「交易加速器」，由币安等矿池和 Mempool.Space 等数据聚合器进行宣传。加速器允许用户直接向资金池付款（使用法定货币或比特币在链外），以将其交易包含在下一个区块中。这些带外（OOB）交易不会反映在一个区块的总奖励中，但可以显着增加矿工的收入。
由于随着区块空间竞争的加剧，交易的最佳费率变得越来越不可预测，因此随着区块空间金融化的继续，我们可以预期 OOB 交易将在矿池 / 矿工收入中占据更大的比例。
随着交易费用的持续上涨，RBF 交易的费用份额将在 2024 年增加。对 RBF 替代品的分析的一个令人惊讶的发现是此类交易产生的费用金额：
在正常内存池条件下，RBF 替代品产生的交易费用份额徘徊在 10% 到 20% 之间，在低费用期间飙升，在 2023 年 9 月达到 50% 的峰值。
随着减半的到来以及交易费用在区块奖励中所占的比例翻倍，RBF 交易将变得与矿工更加相关，因此为矿工提供了更大的激励来运行完整的 RBF 节点，以便在内存池中查看这些交易并将其包含在其中他们的块模板。根据比特币开发商 Peter Todd 的研究，截至 2023 年 8 月，至少 4 个不同矿池中 31% 的算力正在挖掘全 RBF（截至 2024 年 1 月可能高达 70%）。
Peter Todd 提出的「一次性费用替代」提案也将成为为矿工提供运行全 RBF 节点的额外激励的主要因素。事实上，这项新的 RBF 政策将通过「仅当 [费率] 立即使交易足够接近内存池顶部以便在下一个区块左右进行开采时才允许替换发生」来发挥作用，这将增加竞争区块链的高时间偏好用户之间。从某种意义上说，这种新形式的 RBF 可以为下一个区块提供恒定的需求水平，这决定了矿工的总体交易费用。
展望未来，我们预计以内存池为中心的提案，例如 Cluster Mempools、Package Relay、V3 交易中继和 Ephemeral Anchors，将为用户提供更多工具和政策，以根据其需求确定最佳费率，避免为交易支付过高费用，同时也使矿工受益允许他们构建更高效的块模板。
探索区块时间和费率之间的关系
历史数据显示出块时间和费率之间存在密切关系。考虑到无利可图的矿工有可能在减半和区块时间增加期间下线，在下面的分析中，我们量化了增加区块时间可能对加剧费用压力产生的影响。
除 2009 年和 2021 年外，年平均出块时间都快于比特币网络设置的 10 分钟出块间隔。就在过去 3 年（自 2021 年 1 月 1 日起），平均出块时间为 9 分 51 秒，对应于同期挖矿难度急剧上升 262%，使我们相信这种现象会对通过自然降低内存池水平的费用来影响矿工的收入。虽然这个概念很容易理解并且本质上符合逻辑（更频繁的区块=产生费用压力的时间更短），但我们发现它的后果经常被忽视。
首先，我们对区块 390,000（2015 年 12 月开采）到 825,460（2024 年 1 月开采）的区块时间和每区块中位交易 Sats/vByte 的平均值进行相关性分析，以确定这种关系是否得到链上确认数据。一般来说，中位数 Sats/vByte（费率）随着区块时间的增加而稳定增长，随着区块时间远离 10 分钟，这种关系变得不那么明显。下图显示了在 0 分钟到 100 分钟的不同一分钟间隔内开采的区块的总数和每个区块的中位交易 Sats/vByte。
此外，通过在区块时间和每个区块的中位交易 Sats/vByte 之间进行回归分析，我们可以量化这两个变量之间的关系。下面的分析表明，平均而言，区块进入速度快于 15 分钟的每分钟，费用每分钟就会减少约 2.2 Sat/vByte（或大约 54 Sats/vByte 的区块中位区块费用的 4% 左右）开采约 10 分钟）。然而，对于超过 15 分钟的每分钟，费用每分钟增加 0.71 Sat/vByte（或大约 10 分钟左右开采的区块的大约 54 Sats/vByte 中位区块费用的 1%）。我们区分低于和高于 15 分钟的区块时间的趋势线，因为在该区块时间附近斜率有明显变化。 15 分钟之后，出块时间的增加对费率的影响逐渐减弱。对这种现象的合理解释是，15 分钟后，区块模板可能接近其最终形式，并且除非内存池发生任何重大更改（即从正在写入的序数集合），其他交易越来越不可能取代当前预期的交易在街区里。
这些发现的推论是，在过去几年中，随着网络算力的扩大，费用自然降低，并且到 2024 年将继续如此，但减半后可能会例外，此时算力的下降可能会增加费用压力。
虽然算力本身可能不会成为总体费率的主要催化剂，但它无疑有可能放大费率动态的现有趋势。例如，最近费用的飙升主要是由区块空间需求的激增推动的，而不是算力的相应变化。然而，如果 2023 年的出块时间变慢，可能会加剧这些峰值，导致区块之间的间隔延长，从而导致费用以更明显的速度累积。
接下来，我们利用上述内容来了解区块时间和交易费用之间的这种关系对矿工收入的影响，因为交易费用在减半后变得更加重要。通过将此分析结果扩展到整体挖矿收入，我们可以开始探索减半和矿工之间为提高挖矿能力而持续竞争将如何影响费率。矿工活动如何影响区块时间和费率的一个例子是，当 ERCOT 中的大多数矿工由于高电价而同时削减其运营时，网络费率突然上升。
为了说明这一点，如果我们预计大约 20% 的网络算力在减半期间离线，那么在调整之前，区块时间将平均增加 20%。这是因为一种称为「难度调整」的机制，其中挖掘难度（找到区块的平均预期时间）每两周（2016 个区块）调整一次，以将出块时间保持在 10 分钟左右。
使用我们之前针对少于 15 分钟的出块时间得出的关系，这会导致平均费率相应增加 8%（12 分钟的出块时间，意味着比 10 分钟目标高出 2 分钟，乘以每分钟增加 4% - 其他条件相同）。为了正确看待这一点，如果我们将其应用于波动的费用周期，例如 epoch 407（在区块 820,512 和 822,528 之间，向上调整 +6.98%），在此难度周期内费用增加 8% 将意味着额外的 355.7 个比特币（以 42,000 美元的比特币价格计算，为 1500 万美元）矿工的费用收入。
另一方面，如果 2024 年的平均出块时间约为 9.5 分钟（2023 年的平均出块时间为 9.74 分钟），我们可以预计对矿工收入的理论上的负面影响约为交易费用的 2%。（此分析仅关注算力对费用的影响，而不是减半后与难度降低相关的收入增加）。
* 然而，有人可能会说，由于矿工在某一年开采的区块比网络预期的要多，因此获得更多区块补贴所带来的额外收入将在很大程度上弥补受抑制的费率带来的收入损失。事实上，这两种看待情况的方式都是有效的，并且取决于您的时间偏好（即，矿工在给定年份中产生更多收入，但他们通过更快地开采区块来加速另一次减半的到来）。
总而言之，铭刻活动的增加、费用替换（RBF）的使用增加以及区块时间的减速可能会共同协调一致，导致费用压力和波动性与减半的发生同时发生前所未有的激增四月的活动。
风险管理策略
电力对冲
2024 年 4 月即将到来的减半期间哈希价格的预期波动给矿工能源策略增加了一层额外的复杂性。矿工分布在不同的地理区域，以多种方式进行电力运营，包括标准电网连接、可再生能源托管、废气发电等等。世界各地面临可变电网定价的矿工需要对其能源管理策略采取谨慎的态度。
下表显示了在不同的队列效率和哈希价格组合下产生的每兆瓦时的盈亏平衡收入（以美元为单位）。电力成本高于这个盈亏平衡阈值将导致 ASIC 无法盈利。在撰写本文时，哈希价格为 0.082 美元（BTC 价格为 4.3 万美元，10% 费用，520 EH），在其他条件相同的情况下，哈希价格在减半后将降至 0.045 美元。在这个哈希价格水平上，拥有 30 J/TH 机队效率的矿商需要能源价格低于 63 美元 /MWh 才能获得正的毛利润。
部分具有电网互连的矿工面临着确定他们想要对冲的总产能比例的任务。选择更多指数敞口的矿工将面临能源价格长期高于其船队边际盈亏平衡点的风险，导致停机时间增加和开采的比特币减少。对冲能源价格的矿商可以承受能源价格波动并获得上行风险，但存在锁定固定对冲价格的风险，该价格超出其边际盈亏平衡点和现货电价结算价。
该分析还表明需要优先考虑矿机效率。在上述情况下，如果哈希价格低于 0.07 美元，矿机效率为 35 J/TH 的老一代矿机将无法盈利，而拥有由 S21 组成的矿机的矿机将需要哈希价格低于 0.04 美元才能无利可图，对冲电力成本为 80 美元 / 兆瓦时。在托管环境中，拥有新一代矿机的矿工仍然能够在减半后承受更高的固定费用合同。
我们还可以观察效率提高对毛利率的影响程度。在下表中，我们调整上表，假设固定能源价格为 80 美元 /MWh，并计算不同效率矿机群在不同哈希价格水平下的毛利率。
上表显示，在哈希价格为 0.07 美元时，效率为 35 J/TH 的机群产生的毛利率仅为 4%，而效率为 17.5 J/TH 的机群仍保持强劲的 52%。
总之，矿商进入不同远期对冲的决定在减半后变得复杂，并且在很大程度上取决于队列效率。矿工面临着进入对冲的风险，其中他们采取的固定价格超过了矿机的边际盈亏平衡点和现货电价，导致他们要么无利可图地开采，要么以货币价格清算对冲。
生产对冲
比特币挖矿与传统商品生产业务有着有趣的相似之处，例如石油和天然气行业的做法。在某些情况下，相似之处是惊人的。然而，风险管理领域存在显着差异，这一方面可能会受到上市矿商的更多关注，并可能导致更多的披露。
2023 年对于矿工来说是一个动荡的时期，特别是在区块奖励的背景下。正如我们上面所写，这种波动可归因于创新的出价策略和区块空间的利用导致的交易费用飙升。随着备受期待的减半事件的临近，矿商发现自己越来越依赖交易费来维持收入，以抵消即将到来的集体补贴的减少。这种高度的依赖和随之而来的不确定性正在推动矿商探索对冲策略，成为更稳健的风险管理实践的关键要素。此举不仅旨在安抚投资者，还表明战略转向利用适合其风险状况和投机倾向的各种衍生品。
虽然使用此类衍生产品有几个积极的方面，但它们也带来了许多具有挑战性的问题，可能导致卖方产品的稀缺和买方活动的缺乏。这些合同的复杂性，特别是现金结算和实物结算变体之间的区别，带来了复杂的挑战。尤其是实物结算的合约，会带来重大的交易对手风险，不仅涉及算力运营商（矿工），还涉及他们选择的矿池以及其他影响正常运行时间的因素。
市场反映了这些复杂性，这种结构性产品的流动性不足就显而易见，凸显了其定价效率低下。随着我们步入 2024 年，新的一年带来了矿工收入波动的新视野，这是由减半以及序数和启动活动的上升所造成的。不断变化的格局促使人们重新评估围绕这些衍生品合约的复杂动态。
除了算力衍生品之外，矿工还有大量的选择来对冲并将各种风险管理产品整合到他们的策略中。这包括选项、无成本项圈和前锋。这些简单的结构具有高度流动性并且执行时间短。
比特币矿工策略分歧
2023 年，由于 2022 年较低的哈希价格以及即将到来的 2024 年减半事件的不确定性，比特币矿商商业模式出现了重大分歧。随后，全行业对成本结构进行了反思，促使矿商寻找提高利润率的方法。由于电力成本占总现金支出的很大一部分，矿商完善了能源策略，并通过垂直整合向源头靠拢，以避免额外的托管费用。在这种范式转变中，拥有托管业务线的矿工发现自己被迫重新调整合同经济，以更好地与挖矿现金流保持一致。最后，随着挖矿业资本的减少，一些矿商冒险进入高性能计算（HPC）领域，试图利用其他资本来源，特别是在人工智能行业估值飙升的情况下。下面，随着减半的临近以及现货比特币 ETF 的批准，我们将深入探讨 2024 年这些不同商业模式的可行性和影响。
垂直整合
到 2024 年，我们预计哈希价格波动性将增加，原因包括费用 / 内存池动态波动、现货比特币 ETF 的批准及其对价格的影响，以及减半后难度可能大幅波动。为了更好地保护自己免受哈希价格波动的影响，我们预计矿工将推动进一步的垂直整合，通过消除托管中介机构的额外成本，将自己定位在成本曲线上较低的位置。如果缺乏基础设施，托管专有挖矿业务肯定可以帮助矿工在矿机上产生现金流，而选择走这条路线的矿工将不得不专注于插入新一代矿机并寻找具有有利条件的托管合作伙伴。
托管业务
托管格局将在 2024 年发生变化。托管提供商可能会优先考虑与能够插入每兆瓦时盈亏平衡美元阈值更高的新代矿机的客户合作，以确保客户能够尽可能保持在线。
尤其是与拥有旧机器的矿工签订的合同，也必须以与矿工的现金流生成相一致的方式构建。这意味着托管合同将从固定价格合同转向现金流分割，特别是对于寻求插入老一代矿机的客户而言。现金流分割使托管提供商能够从哈希价格的上涨中受益，而矿工则能够在哈希价格下跌时保持盈利。能源削减分裂也可能变得普遍，为矿商和托管提供商提供能源价格的上行风险，并降低开采比特币的综合成本。
托管仍然为矿工提供了一种以资本高效的方式增长的方式，通过填充第三方矿机可用的临时容量来货币化尽可能多的可用电力。那些能够有效管理能源价格的企业能够产生相对稳定的现金流，从而有助于基础设施承保。
高性能计算（PPC）
由于算力价格较低、缺乏可用于支持挖矿增长的资金以及人工智能的蓬勃发展，部分矿商宣布了 2023 年进军 HPC 数据中心领域的扩张计划。这些公司的目标是在减半之前实现收入来源多元化，并获得不同的资本来源。美国一级和二级市场大规模发电普遍稀缺，为矿商向 HPC 转型提供了进一步的推动力。
从比特币挖矿到高性能计算的转变是一项复杂的任务，而且商业模式也根本不同。从构建和设计的角度来看，HPC 数据中心具有更复杂的并行网络结构，经过微调以优化数据吞吐量，从而实现更快的运行时间。他们还遵守更严格的冗余和冷却要求，以确保最大程度地减少意外停机时间。虽然正常运行时间要求取决于客户端并且在某些情况下可以放宽，但 HPC 数据中心还必须有适当的缓存机制，以便在系统在线恢复时从中断点无缝恢复操作，这不是比特币挖矿数据中心就是这样。作为这些更细致的构建规范的副产品，高性能计算数据中心建设的资本要求比比特币挖矿数据中心大几个数量级。
从运营和财务角度来看，这些业务也存在差异。 HPC 企业可以与其他云服务提供商 (CSP) 共处一地，也可以创建自己的云平台。前者要简单得多，数据中心运营商将与 CSP 签订租赁类型协议，并主要关注站点管理，很少与最终用户交互。这种租赁结构中的现金流通常稳定且经常性，其利润率高于挖矿托管业务。在后者中，该公司必须建立更广泛的软件、销售和计费团队，以扩大客户群并增强用户体验。与租赁场景不同，提供云服务可能意味着数据中心运营商还投资了与云平台交互的 GPU。这增加了所需的大量额外资本。然而，作为 CSP，这些企业可能能够向最终客户端收取更高的费用，而不是拥有与最终客户端交互的中间 CSP。
还有一些公司无法控制的外部变量，给运营活力带来风险。对新一代 GPU 和相关基础设施的需求飙升导致了中期供应短缺，使企业难以按可预测的时间表收到设备。
与比特币挖矿相比，产生的现金流可能更高且波动性更小，虽然 HPC 扩张公告加速了某些公司的估值，但该业务部门成功的最重要因素是执行该业务的建设、设计、运营和财务方面的能力。业务的同时还要规避前面提到的外部风险。 2023 年涉足这一领域的公司仍处于增长的早期阶段，2024 年将是对生存能力的真正考验。
在熊市中进军 HPC 帮助矿商在 2023 年找到了新的资金来源。然而，将电力分配给比特币挖矿与 HPC 工作负载相比，存在固有的机会成本。随着现货比特币 ETF 获得批准，并且资本预计将回流到该行业，公司可能会重新转向不断增长的挖矿业务。从长远来看，在高性能计算领域扩张过快的公司可能会发现与比特币价格的相关性降低，并限制了上涨空间，因为投资者更看重该业务作为传统数据中心而不是比特币代理。
比特币 ETF 对矿工的影响
随着比特币 ETF 产品的批准，投资者现在可以直接接触比特币价格。在 ETF 获得批准之前，上市矿企股是投资者可以通过其获得比特币价格升值的唯一传统工具之一。短期内，ETF 的批准很可能成为投资者评估是否投资公共矿业股的考虑因素。散户投资者可能会继续将矿机视为杠杆多头比特币交易，并将 ETF 作为主要业绩基准。另一方面，短期内机构似乎更有可能做多比特币 ETF 并做空矿业股，我们从 2024 年初就开始看到这种情况。
从长远来看，比特币 ETF 应该会对上市矿商构成竞争。随着更多精明的投资者进入市场，比特币矿商将不得不通过收益来证明为什么它们比现货比特币是更好的投资。矿工对比特币的贝塔值和交易倍数应取决于各个公司产生强劲自由现金流的能力。对于利润率较低、成本较高、资本回报率记录较差的运营商来说，这可能会给股票市场带来融资挑战。矿商的股价也应该对稀释作为增长融资手段的反应更加负面，除非矿商能够表现出强劲的资本回报前景，因为投资者可以购买 ETF 而不必担心稀释。然而，比特币矿商可以从更广泛的 ETF 和基金产品的纳入以及研究和报道中受益，这些好处超过了比特币 ETF 竞争加剧的一些缺点。
并购
第四次减半仍带来潜在挑战。虽然升级和合资企业有助于增强运营弹性，但对减半毫无准备的矿商可能会发现自己处于不利境地。 2024 年并购活动增加的部分原因如下：
有吸引力的小盘股：市值较小的公共矿商可能会成为资本更好、流动性更强的矿商（尤其是债务水平较低的矿商）的有吸引力的目标。
瞄准垂直领域：私营矿业公司，尤其是那些垂直整合程度较高的私营矿业公司，可能会成为具有协同效应的参与者收购或合并的目标，这些参与者可以降低挖矿成本并更好地控制自己的命运。例如，一些垂直程度较低的矿工在其算力超过盈亏平衡价格时没有能力减少运营。
价值交易：估值较低、正在进行重组或正在寻求生存之路的私营矿商可能是有吸引力的收购对象。收购方可能将这些视为价值交易，并预计当市场状况改善时未来会获得收益。
实物期权：挖矿业务表现出即时现金流积极性，假设能源成本较低，并在当前哈希价格水平上最小化运营支出，为稳健的 IRR 提供了一个诱人的切入点。当站点购置成本落在可接受的范围内时，特别是由具有运营挖矿设施经验的运营商管理时，这一主张变得更具吸引力。此外，位于放松管制市场的站点可能会被竞标者视为更有价值，因为这些设施可以作为货币化电力的代理，否则可能会面临电力削减。挖矿业务在此类市场中的战略定位增强了其价值主张，符合行业参与者寻求优化运营效率的更广泛趋势。
过去一年，矿商面临资金紧张和流动性不佳的问题。通过 ATM 股票发行筹集资金的策略，尽管有大幅折扣和股东稀释，主要目的是升级 ASIC 机群，但让矿工更加迫切地寻找合适场地来容纳涌入的算力。
由于现有站点已满负荷运转，而且对新增产能的了解有限，因此有机会探索收购能够容纳订单的站点或实体。发现此类机会可能具有挑战性，因为许多通电时间表延长至 2025 至 2026 年，而电力基础设施的延期交货订单的交货时间也很长。
然而，2024 年将成为关键一年，这些网络已经准备好填充这种新的算力。矿商目前的交易状况比 2023 年初要好得多，他们渴望进行收购，以满足其不断增长的流动性和产能需求。
算力预测
由于各种假设的敏感性对挖矿的经济可行性产生重大影响，因此在减半事件期间估计网络算力是一项极其困难的任务。话虽如此，我们使用了自上而下的方法，利用一系列场景建模来尝试提供我们认为对年终网络算力的合理预期范围。我们提出了一种预测算力的方法。还有其他方法可以采用，例如自下而上的方法，可能会得出有些不同的结论。根据我们的分析，我们预计 2024 年年底网络算力将在 675 EH 到 725 EH 之间。
方法
我们初步分析中，在假设交易费用为区块奖励的 20% 的情况下，考虑到不同的比特币价格水平和减半后隐含的哈希价格的不同水平，网络可以承受多少算力。
使用上表，我们可以看到不同级别的哈希价格和 BTC 价格的隐含算力。我们估计，随着新一代矿机的活力增加，减半后网络的新哈希价格盈亏平衡下限可能为 0.035 美元。为了得出这个估计值，我们分析了各种 ASIC 模型在不同电力成本下的盈亏平衡哈希价格。我们使用 0.035 美元的哈希价格盈亏平衡下限作为对下一个周期的哈希价格低点的有根据的猜测，这表示比当前周期的哈希价格低点下降了 36%。此外，0.035 美元代表了新一代矿机的平均盈亏平衡哈希价格，每兆瓦时电力成本为 75 美元。
正如该分析所示，即使矿工的电力成本相对较高，最新一代的矿机（例如 S21、T21 或 M60S 系列）也能够以非常低的哈希价格获得盈利。这表明即使比特币价格没有实质性改善，减半后算力仍有很大的上升空间。此外，如果矿工能够获得廉价电力或者对矿机进行降频，他们仍然能够通过操作 S19j Pro 来盈利。由于 S19j Pro 目前占据了网络的绝大多数，我们可能不会观察到这些矿机中有很大一部分在减半后离线。
根据这两项研究，如果 2024 年比特币价格在 45000 美元到 55000 美元之间，假设哈希价格下限为 0.035 美元，网络哈希率可能高达 694 EH – 849 EH。为了在这些条件下盈利，可能构成网络大部分的 ASIC 是 S21、T21、M60S、S19 XP 和 M50 系列矿机。然而，主要的限制将是这些新一代矿机的供应链和产量以及获得这些矿机的资本。根据目前的交付时间表，我们很可能要到 2025 年才能看到新一代矿机超越 S19 和 M30 系列矿机。
接下来，我们希望了解一些对算力增长的限制，例如基础设施可用性。为此，我们量化了如果我们假设所有现有矿机目前都被新一代矿机取代，那么网络可以承载多少哈希率。在表的左栏中，我们敏感化了当前网络效率，以计算当前支持网络的隐含电力容量（假设网络算力为 500 EH）。
如果我们假设现有的平均网络效率为 30 J/TH，相当于 15 GW 的电力容量，如果假设网络中的每个现有 ASIC 都替换为分析中提出的 ASIC 模型分布均匀。 30 J/TH 是一个合理的基准假设，因为它相当于 S19j Pro 的矿机效率。
接下来，假设网络中的平均矿机的效率为 30 J/TH，我们通过用新一代矿机替换网络中的现有矿机来提高算力的净增长。之前的敏感度表反映了基于网络中所有矿机都被新一代矿机替换的假设的理论上限。然而，实际上，我们知道由于供应链和资本限制以及矿工能够通过降频或较低的电力成本操作老一代矿机来盈利，这种情况极不可能发生。
例如，该表表明，如果我们假设 25% 的矿机被 M60S 矿机替换，则网络哈希率将净增加 78 EH。
接下来，我们为 2024 年可能启用的额外基础设施容量创建敏感度表，假设这些新容量将通过各种新一代 ASIC 模型来启用。如果我们假设 2023 年通电的矿机的平均效率为 30 J/TH，那么这意味着当年新增产能为 8 GW。然而，2023 年交付的增长和扩张能力很大程度上归因于 2021 年的投资周期。
为了将所有分析结合在一起，我们结合了矿机更换敏感度表和扩容敏感度表的结果创建了下表，该表显示了 2024 年底的总潜在算力范围。年网络算力为 500 EH，并添加由于各种容量扩展而添加到网络的算力量以及网络中现有矿机被替换的百分比（假设 S21、T21、M60S、S19 XP 均匀分布）和 M50S++ 矿机。
由于公共矿商关于基础设施扩张和 ASIC 购买的公告，我们认为 2024 年将新增 2 – 3 GW 基础设施容量，并且 2024 年 25 – 35% 的现有 ASIC 将被新的 ASIC 取代，这是合理的。根据我们的分析，估计 2024 年年底算力范围可能为 675 EH 至 725 EH，这相当于当年网络算力增长 35 - 45%。
减半时可能有多少算力离线
根据 Coinmetrics 的数据，到 2023 年底，大约 19.7% 的网络算力由 M20S、M32、S17、A1066、A1246 和 S9 矿机组成。年末网络算力约为 515 EH，这组矿机对网络算力的隐含贡献为 98 EH。为了估算可能离线的矿机的百分比，我们根据减半后经济的估计，计算了网络中流行 ASIC 模型的盈亏平衡美元 / 兆瓦时，包括 3.125 的区块补贴和占奖励 15% 的交易费用比特币价格为 45,000 美元。然后，我们对前瞻性电价和上市矿商的隐含电力成本进行了组合分析，以了解我们通过 ASIC 模型估算的离线算力百分比。
考虑到各种 ASIC 模型的盈亏平衡对比特币价格和交易费用占奖励的百分比有多敏感，我们估计来自下面介绍的 ASIC 模型的网络算力的 15 - 20% 可能会离线，这意味着 86 - 115 之间。
操作这些较旧且效率较低的矿机的矿工很可能正在运行自定义固件，以提高 ASIC 的效率，从而提高其盈亏平衡阈值。此外，某些 ASIC 模型很可能不会完全退出网络，而是转手给电力成本更便宜的矿工。对于无法再运行 S19 并需要升级的矿工，当前运行 S17 或效率较低的矿机的矿工可以将其矿机升级为 S19 或 S19j Pro。
结论
2023 年是挖矿业增长和复苏的一年，矿工们受益于更高的比特币价格、更高的交易费用和更低的能源成本，使得即使在今年网络算力翻倍的情况下，算力价格和利润也显著提高。展望减半，矿商正在利用股权资本市场流动性和需求的改善为新基础设施扩张和 ASIC 购买提供资金，以提高效率。
随着减半的临近，我们预计算力将继续上升，这主要得益于 T21、S21 和 M60 系列等新一代矿机安装。随着减半的临近以及矿商继续找准自己的定位，并适应减半后的经济形势，私人矿商和基础设施的并购活动可能会有所增加。最后，我们认为交易费用波动性是减半后挖矿业最大的「通配符」，因为它将成为哈希价格、难度和区块时间差异的重要驱动因素，并对矿池支付计划和矿工削减信号产生更广泛的影响。
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