哈希價格波動性是礦工在熊市期間微調運營后必須掌握的新領域。 面對減半和交易費用不穩定等挑戰，征服算力前沿對於現有玩家的生存至關重要。
原文：Bitcoin's Big Halving Year（Galaxy）
作者：Galaxy
編譯：1912212.eth，Foresight News
封面：Photo by Shubham’s Web3 on Unsplash
摘要
正如我們一年前所寫，2022 年對比特幣礦工來說是最具挑戰性的一年，因為礦工面臨逆風，迫使他們削減成本、出售資產並以較低價格清算比特幣庫存。 相比之下，2023 年是反彈的一年，比特幣價格、交易費用和網路難度的顯著增長凸顯了這一點。 比特幣價格從 2022 年底 16524 美元的低點反彈，年底達到 42217 美元（+155%），這主要是由於現貨比特幣 ETF 將獲得批准的預期。
由於銘文的引入，交易費用同比增長了 336%，這使得 Web3 應用程式和比特幣代幣化的蓬勃發展。 比特幣價格和交易費用上漲的結合讓哈希價格的顯著提高。 哈希價格的提高加上更新、更高效的 ASIC 進入市場，導致網路難度顯著增長（同比增長 104%）。 儘管網路難度大幅增長，7D 追蹤哈希價格今年結束時仍為 0.095 美元（+57%）。 2023 年的另一個亮點是中東、南美、不丹、中國和俄羅斯等地區的國際算力的上升。
為了準備減半，幾家大型礦商利用股權融資進行了大量 ASIC 購買，以擴大其礦場規模並提高其效率。 在本報告中，我們深入研究了 2023 年影響比特幣挖礦行業的每一個重大事件和趨勢，並提供我們對 2024 年形勢的展望和觀點，包括即將到來的第四次減半。
如本報告的標題所示，哈希價格波動性是礦工在熊市期間微調運營后必須掌握的新領域。 面對減半和交易費用不穩定等挑戰，征服算力前沿對於現有玩家的生存至關重要。
要點
經歷動蕩的 2022 年之後，在比特幣價格上漲、交易費用飆升和能源價格下降的推動下，礦商在 2023 年獲得急需的喘息機會。 算力的迅速上升抵消了其中一些變化，2023 年算力增長 104%。
交易費用是 2023 年的巨大黑馬。 2023 年定期出現的交易費用飆升説明礦工收入顯著增加。 2023 年交易費用總計 23445 枚比特幣，其中 Ordinals 交易貢獻 5000 枚比特幣。 2023 年的費用是 2022 年交易費用總和的 4 倍以上，總計 5375 枚 BTC。
隨著區塊空間需求的波動，2024 年算力價格波動性將增加，導致交易費用急劇波動，從而導致算力進一步變化。
這一年中，礦工購買超過 94 EH 的礦機，價值超過 15.3 億美元。 礦工特別注重購買效率低於 20 J/TH 的新一代礦機，以便在減半之前更新他們的機庫。
預計 2024 年網路算力將在 675 EH 到 725 EH 之間。
2023 年，主要受天然氣影響的全球挖礦電力成本保持非常穩定，尤其是在美國。 這與 2022 年東歐動蕩造成的波動形成鮮明對比。 這種穩定的推動因素包括美國天然氣產量創歷史新高、庫存過剩、氣溫變暖導致的需求減少以及工業消費略有下降，為礦商提供了穩定的能源成本環境，從而導致即將到來的減半事件。
面臨收入波動和對交易費用高度依賴的比特幣礦商正在積極評估新的風險管理策略，包括算力衍生品合約等工具，以確保收入的可預測性、穩定性並維持投資者的信心。
2023 年回顧
網路指標
比特幣價格
比特幣價格年初為 16524 美元，年底為 42217 美元，上漲 155%。 2023 年比特幣價格的上漲是由以下幾個因素推動的：
比特幣開局低迷所產生的基礎效應，是由於 FTX 崩潰和幾家著名破產公司在 2022 年底被迫拋售帶來的;
銀行業危機讓人們關注比特幣的用例;
多個現貨比特幣 ETF 備案 / 重新備案的公告，在 ETF 獲得批准後激發了人們對大量資本湧入該資產的熱情;
在之前的減半事件中觀察到的歷史價格走勢。
交易費用
2023 年交易費用總計 23445 枚 BTC，是 2022 年使用者支付的 5375 枚 BTC 的 4 倍多。 2023 年銘文的激增，尤其是圍繞 BRC-20 的鑄造和交易活動，導致 5 月、11 月、12 月持續出現費用壓力。 2023 年，Ordinals 交易產生的費用超過 5000 枚比特幣。
網路難度和算力
2023 年，網路難度從 35.3 T（隱含算力 253 EH）上升到 72.0 T（隱含算力 515 EH），全年增長 104%。 2023 年算力增幅遠遠超過前幾年的算力增幅。 算力在 2022 年、2021 年和 2020 年分別增長了 45.7%、30.5% 和 34.8%。 今年有多項有利因素推動算力上漲，其中一些因素我們在 2023 年年中報告中概述，包括：
- 算力增長的最大推動因素之一是 2022 年開始的上一輪牛市中 ASIC 的交付和上線的新專案;
- 比特大陸、MicroBT 新一代價格相對便宜的礦機，如 M50 系列、M60 系列、S19k Pro、S21、T21;
- 天然氣價格於 2023 年下降，降低礦工的能源成本;
- 比特幣價格在一年中不斷走高;
- 交易費用週期性飆升，為礦工提供額外收入;
- 國際算力上線;
- ASIC 製造商維持其代工廠的生產能力併發佈新的更高效型號;
- 礦工對礦機進行降頻以提高收支平衡;
- 股權資本市場在 2023 年緩慢開放，允許礦工籌集資金以獲得近期增長機會。
算力價格
比特幣價格、交易費用和網路難度的變動共同導致哈希價格在 2023 年的大部分時間里在 0.06 美元到 0.10 美元之間波動。 哈希價格指的是每天 1 TH/s 算力的預期值，是 BTCUSD、難度和礦工收入（區塊補貼 + 費用）的函數。 哈希價格確實在 8 月底短暫跌破該範圍，並在 5 月、11 月和 12 月交易費用飆升時高於該範圍。
能源價格
天然氣是全球礦工使用的大部分電力的關鍵定價組成部分，尤其是在美國，那裡佔全球隱含算力的 30-35%。 2023 年天然氣價格非常穩定。 這種穩定與 2022 年的波動形成鮮明對比，2022 年天然氣價格經歷了大幅波動，部分原因是東歐的動蕩，給天然氣管道和全球能源貿易帶來了不確定性。 這一時期在普遍存在的不確定性下促使全球迫切需要生產和儲存天然氣。
多個因素促成了 2023 年天然氣價格的相對穩定。 在美國，創紀錄的天然氣產量超過了消費增長，對維持價格穩定發揮了關鍵作用。 與此同時，天然氣庫存的增加進一步促進了這種穩定性。 2023 年上半年，美國各地氣溫溫和，導致供暖需求減少，特別是住宅和商業領域。 這種一致且平坦的定價軌跡為礦商在 2023 年全年提供了更加穩定的能源成本環境，提供了可喜的利潤減免，並在即將到來的減半事件中使他們處於有利地位。
監管
2023 年的一些關鍵立法可能會影響礦工的運營能力，特別是在 ERCOT 中：
2023 年上半年推出的德克薩斯州法案 1929 要求在 ERCOT 電力區域內需要大量可中斷電力的虛擬貨幣挖礦設施進行註冊，該法案於 2023 年 9 月 1 日生效。
德克薩斯州法案 1751 提議禁止礦工參與輔助服務和電網平衡計劃，但未能比國會議員走得更遠。 該法案對行業情緒產生了深遠的影響，因為它是 ERCOT 地區針對挖礦業的第一個攻擊性性法案。
DAME（數字資產挖礦能源）稅是由拜登政府提出的，將對比特幣挖礦業務徵收一項重要的新稅，儘管該稅已從預算中刪除，這對比特幣擁護者來說是一個重大勝利。
新的 FASB 規則允許在公司資產負債表上以公允價值計量比特幣。 我們在之前的 EOY 報告（2022 年）中討論了這一規則變化，並且將主要使擁有大量 BTC 資金的礦商受益，因為他們允許他們以當前價格計算其價值，這將使他們的凈利潤數位更具吸引力。 這一變化預計將於 2025 年生效，但也允許提前採用。
參議員伊莉莎白·沃倫（Elizabeth Warren）提議延長《銀行保密法》（BSA），作為《數字資產洗錢法》的一部分，將 KYC 擴展到礦工。
美國以外的其他事態發展表明，各國現在正在競相吸引比特幣礦工，併為挖礦業提供明確的監管。
俄羅斯繼續擴大其監管框架，將比特幣視為可出口商品。 通過將比特幣挖礦等同於自然資源開採，俄羅斯不僅認識到了比特幣的重要性，還將其納入其經濟框架。 這應該會繼續推動該國最近向挖礦業的擴張，併為政策更為嚴格的國家提供「商業友好」的替代方案。
2024 年監管趨勢
去年，有關比特幣環境影響的爭論似乎轉向了謹慎樂觀，我們預計這種動態將在 2024 年持續下去，特別是因為現貨比特幣 ETF 的批准將改變機構對待該行業的方式。 主要媒體對比特幣挖礦持續的近乎敵意已經讓位於有關電網平衡、可再生能源激勵和廢物消耗的更細緻討論。
然而，我們認為，隨著新記憶體池動態（MEV）的出現和新礦池技術的採用，美國礦池的地位可能會受到挑戰。
更多關注礦池和礦工在交易選擇過程中的作用。 2023 年下半年，誕生了兩個新礦池（OCEAN 和 DEMAND），專注於利用 StratumV2 等技術進行去中心化的池化挖礦。 StratumV2 的主要好處是它允許礦池的礦工參與僅由礦池運營商確定的區塊範本構建過程。 區塊範本構建的民主化對於去中心化挖礦來說非常有用，但該功能是礦工加入加入的，並且由於從 KYC/AML 的角度來看存在一定的監管風險，大多數礦工不太可能想要創建自己的區塊範本。
上市礦商的見解和趨勢
資金管理策略
儘管由於 BTC 價格上漲和費用顯著上漲，2023 年全年的收入有所增加，但上市礦商全年出售的 BTC 大多較少。
在 2022 年和 2021 年牛市期間，上市礦商在生產中基本上採用了 HODL 策略。 隨著市場轉向和比特幣價格下跌，許多上市礦商被迫出售資產，以降低資產負債表槓桿並支付運營成本。 此後，上市礦商的資金管理策略已經朝著更加審慎的方向發展，採取平衡的方式持有比特幣或直接出售全部比特幣以換取現金。 隨著 2023 年下半年礦業經濟的改善，上市礦商變得更加願意持有更多比特幣，並承擔可能由於 ETF 和減半故事而產生的價格風險。 現在，FASB 已更新其指導意見，允許對上市公司資產負債表上持有的比特幣進行公允價值核算，上市礦商可能會在更大程度上重新接受在其資產負債表上持有比特幣。
上市礦商的網路算力份額
2022 年加密市場的崩潰，加上利率上升，使得上市比特幣礦商籌集新股本或發行債務變得極其困難。 因此，股票和債務資本市場在 2023 年上半年基本保持關閉，這使得上市礦商在 2023 年的大部分時間里難以優先考慮增長。 其他地區的礦商也開始削減北美礦商的算力份額。 2023 年下半年，隨著礦業經濟好轉，股權資本市場對礦業敞口的需求更大。 北美礦商通過公開市場獲得資本，使他們在礦業增長週期中相對於私人礦商和其他地區的礦商具有巨大的優勢。
ASIC 礦機投資
2023 年上半年，大多數礦商仍專注於啟動 2022 年之前的 ASIC 採購訂單，而少數礦商則大量採購 ASIC 。 隨著股權資本市場在 2023 年下半年（尤其是第四季度）改善，多家礦商宣佈大額 ASIC 採購訂單。 值得注意的是，上市礦商在 2023 年前 3 季度總共籌集 11 億美元的股本。 隨著比特幣價格和情緒的改善，這一情況可能在第四季度進一步加速（截至撰寫本文時上市礦商的財務數據尚未發佈）。 現貨比特幣 ETF 獲批。 與股權資本相比，僅籌集了 4400 萬美元的債務資本，凸顯了礦商依靠債務作為增長融資手段所面臨的極端挑戰。
隨著第二季度初期減半的迅速臨近，礦商 2024 年的主要關注點是提高車隊效率（減少 J/TH），基礎設施和產能擴張則成為次要目標。
在這一年中，礦工購買超過 94 EH 的礦機，價值超過 15.3 億美元。
2023 年下半年，礦工採購訂單增加了 59.3%，從 39.4 EH 增加到 62.8 EH。 礦工特別關注購買效率低於 20 J/TH 的新一代礦機，例如分別來自 Bitmain 和 MicroBT 的 S21/T21 和 M66/M56。
2024 年到目前為止，礦工已購買超過 3.93 億美元的礦機，其中 CleanSpark 和 Pheonix 處於領先地位。
2024 年預測
減半後的交易費用和區塊空間動態
交易費用波動性上升
由於銘文和其他新興代幣標準，區塊空間市場在 2023 年發生了根本性變化。 正如我們在銘文重點報告中詳細討論的那樣（《比特幣銘文和序數：50 億美元市場》和《比特幣銘文和序數：成熟的生態系統》），今年比特幣出現了難以置信的新發展，帶來了新的需求就來源對於比特幣區塊空間。 反過來，這種需求也以一種尚未被所有市場參與者完全理解的方式引入或加劇了記憶體池動態。
這項新活動的直接後果是交易費用波動性增加和記憶體池擁塞時期，這表明區塊鏈上只需要很少的活動就能將比特幣礦工的費用推至可持續水準（足以覆蓋不斷減少的比特幣發行量）。 交易費用佔整體區塊獎勵的百分比是通常用於比較不同時間的費用水平的指標。 2023 年，該網路經歷了交易費用的絕對增長，並且獎勵經常飆升至 25% 以上，這相當於減半後礦工收入的一半左右。
特別是銘文等產生的交易費用可能會成為 2024 年比特幣礦工收入的最大「通配符」，但這種使用往往不穩定。 就目前情況而言，大多數礦工（和礦池）的收入並沒有很大一部分依賴於不穩定的交易費用。 例如，雖然我們可能預計算力會在減半後下降，但同期費用的大幅上漲可能會將收入提高到足夠高的水平，從而使效率較低的礦工能夠繼續以利潤進行挖礦，否則這些礦工將無利可圖。 此外，雖然大多數行業參與者都關注減半對礦商盈利能力的影響，但特定年份交易費用的大幅變化可能會導致算力價格大幅波動，從而使礦商更難預測其收入。
為了緩解這一問題，我們懷疑礦業的進一步金融化將導致區塊空間和交易費用期貨的出現，從而使礦工能夠對沖交易費用波動。 我們甚至可以看到一類新的機會主義礦工出現，它們僅在費用飆升時才上線，類似於德克薩斯州礦工利用 ERCOT 內電力市場波動的套利機會。
比特幣作為新型經濟活動（NTF、DeFi、穩定幣）結算鏈的出現將鞏固對比特幣區塊空間的需求，並帶來新的記憶體池動態。 如果 2024 年與 2023 年類似，我們很可能會見證比特幣的一些改變敘事的創新，這些創新為比特幣帶來新的效用，從而為 BTC）帶來更多價值。
2024 年需要考慮的另一件事是比特幣區塊鏈上可能會出現更複雜形式的 MEV。 2023 年，我們經歷了兩類「類似 MEV」的事件，這兩種事件都對市場參與者產生了重大影響。 新型「類似 MEV」也可能在 2024 年出現。
在高費用環境中使用 RBF 將影響記憶體池活動
對於普通用戶來說，費用增加的使用變得越來越普遍和有用。 RBF 或「替換費用」是比特幣用戶在由於費用增加而卡在記憶體池中時可以用來增加交易的解決方案之一。 RBF 允許使用者增加先前廣播交易的費用，從而增加礦工將其包含在區塊中的動力。 借助其他解決方案，例如兒童為家長付款（CPFP），RBF 在費用高峰期間非常有用，因為它允許使用者在需要時更快地通過網路確認其交易。 正如我們之前所解釋的，2023 年是交易費用波動的一年，因此，使用者更難瞭解併為其交易設置「正確」的費用，從而導致 RBF 使用量大幅增加。
反過來，RBF 使用量的增加會導致記憶體池中的費率更高，礦工的收入也會更高。 典型的替換費率比原始交易的費率高 20% 到 50%，這增加了礦工將這些交易包含在區塊中的動力。
雖然技術使用者通常會使用 RBF 來提高費用，但已經出現了其他解決方案來説明普通使用者。 這些服務被稱為「交易加速器」，由幣安等礦池和 Mempool.Space 等數據聚合器進行宣傳。 加速器允許使用者直接向資金池付款（使用法定貨幣或比特幣在鏈外），以將其交易包含在下一個區塊中。 這些帶外（OOB）交易不會反映在一個區塊的總獎勵中，但可以顯著增加礦工的收入。
由於隨著區塊空間競爭的加劇，交易的最佳費率變得越來越不可預測，因此隨著區塊空間金融化的繼續，我們可以預期 OOB 交易將在礦池 / 礦工收入中佔據更大的比例。
隨著交易費用的持續上漲，RBF 交易的費用份額將在 2024 年增加。 對 RBF 替代品的分析的一個令人驚訝的發現是此類交易產生的費用金額：
在正常記憶體池條件下，RBF 替代品產生的交易費用份額徘徊在 10% 到 20% 之間，在低費用期間飆升，在 2023 年 9 月達到 50% 的峰值。
隨著減半的到來以及交易費用在區塊獎勵中所佔的比例翻倍，RBF 交易將變得與礦工更加相關，因此為礦工提供了更大的激勵來運行完整的 RBF 節點，以便在記憶體池中查看這些交易並將其包含在其中他們的塊範本。 根據比特幣開發商 Peter Todd 的研究，截至 2023 年 8 月，至少 4 個不同礦池中 31% 的算力正在挖掘全 RBF（截至 2024 年 1 月可能高達 70%）。
Peter Todd 提出的「一次性費用替代」提案也將成為為礦工提供運行全 RBF 節點的額外激勵的主要因素。 事實上，這項新的 RBF 政策將通過「僅當 [費率] 立即使交易足夠接近記憶體池頂部以便在下一個區塊左右進行開採時才允許替換發生」來發揮作用，這將增加競爭區塊鏈的高時間偏好用戶之間。 從某種意義上說，這種新形式的 RBF 可以為下一個區塊提供恆定的需求水準，這決定了礦工的總體交易費用。
展望未來，我們預計以記憶體池為中心的提案，例如 Cluster Mempools、Package Relay、V3 交易中繼和 Ephemeral Anchors，將為使用者提供更多工具和政策，以根據其需求確定最佳費率，避免為交易支付過高費用，同時也使礦工受益允許他們構建更高效的塊範本。
探索區塊時間和費率之間的關係
歷史數據顯示出塊時間和費率之間存在密切關係。 考慮到無利可圖的礦工有可能在減半和區塊時間增加期間下線，在下面的分析中，我們量化了增加區塊時間可能對加劇費用壓力產生的影響。
除 2009 年和 2021 年外，年平均出塊時間都快於比特幣網路設置的 10 分鐘出塊間隔。 就在過去 3 年（自 2021 年 1 月 1 日起），平均出塊時間為 9 分 51 秒，對應於同期挖礦難度急劇上升 262%，使我們相信這種現象會對通過自然降低記憶體池水準的費用來影響礦工的收入。 雖然這個概念很容易理解並且本質上符合邏輯（更頻繁的區塊=產生費用壓力的時間更短），但我們發現它的後果經常被忽視。
首先，我們對區塊 390,000（2015 年 12 月開採）到 825,460（2024 年 1 月開採）的區塊時間和每區塊中位交易 Sats/vByte 的平均值進行相關性分析，以確定這種關係是否得到鏈上確認數據。 一般來說，中位數 Sats/vByte（費率）隨著區塊時間的增加而穩定增長，隨著區塊時間遠離 10 分鐘，這種關係變得不那麼明顯。 下圖顯示了在 0 分鐘到 100 分鐘的不同一分鐘間隔內開採的區塊的總數和每個區塊的中位交易 Sats/vByte。
此外，通過在區塊時間和每個區塊的中位交易 Sats/vByte 之間進行回歸分析，我們可以量化這兩個變數之間的關係。 下面的分析表明，平均而言，區塊進入速度快於 15 分鐘的每分鐘，費用每分鐘就會減少約 2.2 Sat/vByte（或大約 54 Sats/vByte 的區塊中位區塊費用的 4% 左右）開採約 10 分鐘）。 然而，對於超過 15 分鐘的每分鐘，費用每分鐘增加 0.71 Sat/vByte（或大約 10 分鐘左右開採的區塊的大約 54 Sats/vByte 中位區塊費用的 1%）。 我們區分低於和高於 15 分鐘的區塊時間的趨勢線，因為在該區塊時間附近斜率有明顯變化。 15 分鐘之後，出塊時間的增加對費率的影響逐漸減弱。 對這種現象的合理解釋是，15 分鐘后，區塊範本可能接近其最終形式，並且除非記憶體池發生任何重大更改（即從正在寫入的序數集合），其他交易越來越不可能取代當前預期的交易在街區里。
這些發現的推論是，在過去幾年中，隨著網路算力的擴大，費用自然降低，並且到 2024 年將繼續如此，但減半後可能會例外，此時算力的下降可能會增加費用壓力。
雖然算力本身可能不會成為總體費率的主要催化劑，但它無疑有可能放大費率動態的現有趨勢。 例如，最近費用的飆升主要是由區塊空間需求的激增推動的，而不是算力的相應變化。 然而，如果 2023 年的出塊時間變慢，可能會加劇這些峰值，導致區塊之間的間隔延長，從而導致費用以更明顯的速度累積。
接下來，我們利用上述內容來瞭解區塊時間和交易費用之間的這種關係對礦工收入的影響，因為交易費用在減半後變得更加重要。 通過將此分析結果擴展到整體挖礦收入，我們可以開始探索減半和礦工之間為提高挖礦能力而持續競爭將如何影響費率。 礦工活動如何影響區塊時間和費率的一個例子是，當 ERCOT 中的大多數礦工由於高電價而同時削減其運營時，網路費率突然上升。
為了說明這一點，如果我們預計大約 20% 的網路算力在減半期間離線，那麼在調整之前，區塊時間將平均增加 20%。 這是因為一種稱為「難度調整」的機制，其中挖掘難度（找到區塊的平均預期時間）每兩周（2016 個區塊）調整一次，以將出塊時間保持在 10 分鐘左右。
使用我們之前針對少於 15 分鐘的出塊時間得出的關係，這會導致平均費率相應增加 8%（12 分鐘的出塊時間，意味著比 10 分鐘目標高出 2 分鐘，乘以每分鐘增加 4% – 其他條件相同）。 為了正確看待這一點，如果我們將其應用於波動的費用週期，例如 epoch 407（在區塊 820,512 和 822,528 之間，向上調整 +6.98%），在此難度週期內費用增加 8% 將意味著額外的 355.7 個比特幣（以 42,000 美元的比特幣價格計算，為 1500 萬美元）礦工的費用收入。
另一方面，如果 2024 年的平均出塊時間約為 9.5 分鐘（2023 年的平均出塊時間為 9.74 分鐘），我們可以預計對礦工收入的理論上的負面影響約為交易費用的 2%。（此分析僅關注算力對費用的影響，而不是減半后與難度降低相關的收入增加）。
* 然而，有人可能會說，由於礦工在某一年開採的區塊比網路預期的要多，因此獲得更多區塊補貼所帶來的額外收入將在很大程度上彌補受抑制的費率帶來的收入損失。 事實上，這兩種看待情況的方式都是有效的，並且取決於您的時間偏好（即，礦工在給定年份中產生更多收入，但他們通過更快地開採區塊來加速另一次減半的到來）。
總而言之，銘刻活動的增加、費用替換（RBF）的使用增加以及區塊時間的減速可能會共同協調一致，導致費用壓力和波動性與減半的發生同時發生前所未有的激增四月的活動。
風險管理策略
電力對沖
2024 年 4 月即將到來的減半期間哈希價格的預期波動給礦工能源策略增加了一層額外的複雜性。 礦工分佈在不同的地理區域，以多種方式進行電力運營，包括標準電網連接、可再生能源託管、廢氣發電等等。 世界各地面臨可變電網定價的礦工需要對其能源管理策略採取謹慎的態度。
下表顯示了在不同的佇列效率和哈希價格組合下產生的每兆瓦時的盈虧平衡收入（以美元為單位）。 電力成本高於這個盈虧平衡閾值將導致 ASIC 無法盈利。 在撰寫本文時，哈希價格為 0.082 美元（BTC 價格為 4.3 萬美元，10% 費用，520 EH），在其他條件相同的情況下，哈希價格在減半後將降至 0.045 美元。 在這個哈希價格水準上，擁有 30 J/TH 機隊效率的礦商需要能源價格低於 63 美元 /MWh 才能獲得正的毛利潤。
部分具有電網互連的礦工面臨著確定他們想要對沖的總產能比例的任務。 選擇更多指數敞口的礦工將面臨能源價格長期高於其船隊邊際盈虧平衡點的風險，導致停機時間增加和開採的比特幣減少。 對沖能源價格的礦商可以承受能源價格波動並獲得上行風險，但存在鎖定固定對沖價格的風險，該價格超出其邊際盈虧平衡點和現貨電價結算價。
該分析還表明需要優先考慮礦機效率。 在上述情況下，如果哈希價格低於 0.07 美元，礦機效率為 35 J/TH 的老一代礦機將無法盈利，而擁有由 S21 組成的礦機的礦機將需要哈希價格低於 0.04 美元才能無利可圖，對沖電力成本為 80 美元 / 兆瓦時。 在託管環境中，擁有新一代礦機的礦工仍然能夠在減半後承受更高的固定費用合同。
我們還可以觀察效率提高對毛利率的影響程度。 在下表中，我們調整上表，假設固定能源價格為 80 美元 /MWh，並計算不同效率礦機群在不同哈希價格水準下的毛利率。
上表顯示，在哈希價格為 0.07 美元時，效率為 35 J/TH 的機群產生的毛利率僅為 4%，而效率為 17.5 J/TH 的機群仍保持強勁的 52%。
總之，礦商進入不同遠期對沖的決定在減半後變得複雜，並且在很大程度上取決於佇列效率。 礦工面臨著進入對沖的風險，其中他們採取的固定價格超過了礦機的邊際盈虧平衡點和現貨電價，導致他們要麼無利可圖地開採，要麼以貨幣價格清算對沖。
生產對沖
比特幣挖礦與傳統商品生產業務有著有趣的相似之處，例如石油和天然氣行業的做法。 在某些情況下，相似之處是驚人的。 然而，風險管理領域存在顯著差異，這一方面可能會受到上市礦商的更多關注，並可能導致更多的披露。
2023 年對於礦工來說是一個動蕩的時期，特別是在區塊獎勵的背景下。 正如我們上面所寫，這種波動可歸因於創新的出價策略和區塊空間的利用導致的交易費用飆升。 隨著備受期待的減半事件的臨近，礦商發現自己越來越依賴交易費來維持收入，以抵消即將到來的集體補貼的減少。 這種高度的依賴和隨之而來的不確定性正在推動礦商探索對沖策略，成為更穩健的風險管理實踐的關鍵要素。 此舉不僅旨在安撫投資者，還表明戰略轉向利用適合其風險狀況和投機傾向的各種衍生品。
雖然使用此類衍生產品有幾個積極的方面，但它們也帶來了許多具有挑戰性的問題，可能導致賣方產品的稀缺和買方活動的缺乏。 這些合同的複雜性，特別是現金結算和實物結算變體之間的區別，帶來了複雜的挑戰。 尤其是實物結算的合約，會帶來重大的交易對手風險，不僅涉及算力運營商（礦工），還涉及他們選擇的礦池以及其他影響正常運行時間的因素。
市場反映了這些複雜性，這種結構性產品的流動性不足就顯而易見，凸顯了其定價效率低下。 隨著我們步入 2024 年，新的一年帶來了礦工收入波動的新視野，這是由減半以及序數和啟動活動的上升所造成的。 不斷變化的格局促使人們重新評估圍繞這些衍生品合約的複雜動態。
除了算力衍生品之外，礦工還有大量的選擇來對沖並將各種風險管理產品整合到他們的策略中。 這包括選項、無成本項圈和前鋒。 這些簡單的結構具有高度流動性並且執行時間短。
比特幣礦工策略分歧
2023 年，由於 2022 年較低的哈希價格以及即將到來的 2024 年減半事件的不確定性，比特幣礦商商業模式出現了重大分歧。 隨後，全行業對成本結構進行了反思，促使礦商尋找提高獲利率的方法。 由於電力成本佔總現金支出的很大一部分，礦商完善了能源策略，並通過垂直整合向源頭靠攏，以避免額外的託管費用。 在這種範式轉變中，擁有託管業務線的礦工發現自己被迫重新調整合同經濟，以更好地與挖礦現金流保持一致。 最後，隨著挖礦業資本的減少，一些礦商冒險進入高性能計算（HPC）領域，試圖利用其他資本來源，特別是在人工智慧行業估值飆升的情況下。 下面，隨著減半的臨近以及現貨比特幣 ETF 的批准，我們將深入探討 2024 年這些不同商業模式的可行性和影響。
垂直整合
到 2024 年，我們預計哈希價格波動性將增加，原因包括費用 / 記憶體池動態波動、現貨比特幣 ETF 的批准及其對價格的影響，以及減半後難度可能大幅波動。 為了更好地保護自己免受哈希價格波動的影響，我們預計礦工將推動進一步的垂直整合，通過消除託管仲介機構的額外成本，將自己定位在成本曲線上較低的位置。 如果缺乏基礎設施，託管專有挖礦業務肯定可以幫助礦工在礦機上產生現金流，而選擇走這條路線的礦工將不得不專注於插入新一代礦機並尋找具有有利條件的託管合作夥伴。
託管業務
託管格局將在 2024 年發生變化。 託管供應商可能會優先考慮與能夠插入每兆瓦時盈虧平衡美元閾值更高的新代礦機的客戶合作，以確保客戶能夠盡可能保持在線。
尤其是與擁有舊機器的礦工簽訂的合同，也必須以與礦工的現金流生成相一致的方式構建。 這意味著託管合同將從固定價格合同轉向現金流分割，特別是對於尋求插入老一代礦機的客戶而言。 現金流分割使託管供應商能夠從哈希價格的上漲中受益，而礦工則能夠在哈希價格下跌時保持盈利。 能源削減分裂也可能變得普遍，為礦商和託管供應商提供能源價格的上行風險，並降低開採比特幣的綜合成本。
託管仍然為礦工提供了一種以資本高效的方式增長的方式，通過填充第三方礦機可用的臨時容量來貨幣化盡可能多的可用電力。 那些能夠有效管理能源價格的企業能夠產生相對穩定的現金流，從而有助於基礎設施承保。
高性能計算（PPC）
由於算力價格較低、缺乏可用於支援挖礦增長的資金以及人工智慧的蓬勃發展，部分礦商宣佈了 2023 年進軍 HPC 數據中心領域的擴張計劃。 這些公司的目標是在減半之前實現收入來源多元化，並獲得不同的資本來源。 美國一級和二級市場大規模發電普遍稀缺，為礦商向 HPC 轉型提供了進一步的推動力。
從比特幣挖礦到高性能計算的轉變是一項複雜的任務，而且商業模式也根本不同。 從構建和設計的角度來看，HPC 數據中心具有更複雜的並行網路結構，經過微調以優化數據輸送量，從而實現更快的運行時間。 他們還遵守更嚴格的冗餘和冷卻要求，以確保最大程度地減少意外停機時間。 雖然正常運行時間要求取決於客戶端並且在某些情況下可以放寬，但 HPC 數據中心還必須有適當的緩存機制，以便在系統在線恢復時從中斷點無縫恢復操作，這不是比特幣挖礦數據中心就是這樣。 作為這些更細緻的構建規範的副產品，高性能計算數據中心建設的資本要求比比特幣挖礦數據中心大幾個數量級。
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，該表表明，如果我們假設 25% 的礦機被 M60S 礦機替換，則網路哈希率將淨增加 78 EH。
接下來，我們為 2024 年可能啟用的額外基礎設施容量創建敏感度表，假設這些新容量將通過各種新一代 ASIC 模型來啟用。 如果我們假設 2023 年通電的礦機的平均效率為 30 J/TH，那麼這意味著當年新增產能為 8 GW。 然而，2023 年交付的增長和擴張能力很大程度上歸因於 2021 年的投資週期。
為了將所有分析結合在一起，我們結合了礦機更換敏感度表和擴容敏感度表的結果創建了下表，該表顯示了 2024 年底的總潛在算力範圍。 年網路算力為 500 EH，並添加由於各種容量擴展而添加到網路的算力量以及網路中現有礦機被替換的百分比（假設 S21、T21、M60S、S19 XP 均勻分佈）和 M50S++ 礦機。
由於公共礦商關於基礎設施擴張和 ASIC 購買的公告，我們認為 2024 年將新增 2 – 3 GW 基礎設施容量，並且 2024 年 25 – 35% 的現有 ASIC 將被新的 ASIC 取代，這是合理的。 根據我們的分析，估計 2024 年年底算力範圍可能為 675 EH 至 725 EH，這相當於當年網路算力增長 35 – 45%。
減半時可能有多少算力離線
根據 Coinmetrics 的數據，到 2023 年底，大約 19.7% 的網路算力由 M20S、M32、S17、A1066、A1246 和 S9 礦機組成。 年末網路算力約為 515 EH，這組礦機對網路算力的隱含貢獻為 98 EH。 為了估算可能離線的礦機的百分比，我們根據減半后經濟的估計，計算了網路中流行 ASIC 模型的盈虧平衡美元 / 兆瓦時，包括 3.125 的區塊補貼和占獎勵 15% 的交易費用比特幣價格為 45,000 美元。 然後，我們對前瞻性電價和上市礦商的隱含電力成本進行了組合分析，以了解我們通過 ASIC 模型估算的離線算力百分比。
考慮到各種 ASIC 模型的盈虧平衡對比特幣價格和交易費用占獎勵的百分比有多敏感，我們估計來自下面介紹的 ASIC 模型的網路算力的 15 – 20% 可能會離線，這意味著 86 – 115 之間。
操作這些較舊且效率較低的礦機的礦工很可能正在運行自定義固件，以提高 ASIC 的效率，從而提高其盈虧平衡閾值。 此外，某些 ASIC 模型很可能不會完全退出網路，而是轉手給電力成本更便宜的礦工。 對於無法再運行 S19 並需要升級的礦工，當前運行 S17 或效率較低的礦機的礦工可以將其礦機升級為 S19 或 S19j Pro。
結論
2023 年是挖礦業增長和復甦的一年，礦工們受益於更高的比特幣價格、更高的交易費用和更低的能源成本，使得即使在今年網路算力翻倍的情況下，算力價格和利潤也顯著提高。 展望減半，礦商正在利用股權資本市場流動性和需求的改善為新基礎設施擴張和 ASIC 購買提供資金，以提高效率。
隨著減半的臨近，我們預計算力將繼續上升，這主要得益於 T21、S21 和 M60 系列等新一代礦機安裝。 隨著減半的臨近以及礦商繼續找准自己的定位，並適應減半后的經濟形勢，私人礦商和基礎設施的併購活動可能會有所增加。 最後，我們認為交易費用波動性是減半后挖礦業最大的「通配符」，因為它將成為哈希價格、難度和區塊時間差異的重要驅動因素，並對礦池支付計劃和礦工削減信號產生更廣泛的影響。
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