比特幣挖礦業是全球最後的電力購買者，因此它傾向於聚集在利用率相對較低的可再生能源基礎設施周圍。隨著行業的成熟，這可能有助於各類可再生能源專案扭虧為盈，並且可以推動以前不經濟的地區開發新的可再生能源。
本月，國外數字資產管理公司CoinShares釋出了最新的2019年下半年比特幣挖礦報告。報告中指出，大部分礦工仍然是有利可圖的。
根據CoinShares的推算，目前，按照4美分/kWh的電力成本、附加15%左右的其他運營支出以及30個月折舊期計算，整個比特幣挖礦業的平均邊際成本為6300美元。
因此，按照當前的比特幣價格(7300美元)，大部分礦工仍然是有利可圖的。但是到了2020年5月收益減半後，一些舊款型號的比特幣礦機，如螞蟻S9等，由於電力成本過高，其使用壽命接近極限，除非使用者能夠將電力成本壓縮至1美分/kWh以下，否則該款機器將會面臨關機。
此外，CoinShares還估算出可再生能源在為比特幣挖礦網路提供動力的能源組合中的滲透率為73%，這使得比特幣挖礦業比世界上其它幾乎所有大型行業都更受可再生能源的驅動。
礦工收益
資料顯示，比特幣礦工在2018年一共獲得了總計55億美元的區塊獎勵，其中52億美元(94.8%)來自新鑄造的比特幣，2.84億美元(5.2%)來自比特幣網路交易費。
今年，比特幣礦工預計將賺取54億美元的總收入，其中1.71億美元(3.2%左右)將來自交易費。該比例與2017年(16.4%)以及2018年(5.2%)的交易費佔比相比，已有較大幅度的下降，主要原因是今年比特幣總體交易需求減少以及因隔離見證區塊容量上升導致比特幣交易費下降。
網路算力
自2019年6月以來，比特幣全網算力幾乎翻倍，從大約50EH/s上漲至90EH/s，最高達到100EH/s+。
在此期間，Hashrate的增長速度略低於近5年平均值，但仍高於此前6個月的算力增長水平(如下圖所示)。
CoinShares指出，在過去一年裡，有許多在硬體上具備重大改進的新款機型上市。
當前比特幣挖礦市場上的主要參與者是位元大陸的螞蟻15和17系列、位元微的神馬10和20系列、Bitfury的最新Clarke晶片組、嘉楠耘智的阿瓦隆10系列、芯動科技的T3系列以及億邦的E10系列。
目前交付的新款機器單機算力是其前代產品的5倍，這意味著儘管一些礦機生產商表示上一代機型的銷售仍然穩定，但是就全網算力而言，位元大陸以及位元微等公司已向比特幣網路交付了絕大部分新產能。
此外，可以觀察到，一些老款的挖礦裝置被轉移至伊朗繼續使用，同時，哈薩克也逐漸崛起為在全球挖礦業中扮演重要角色的主要挖礦地。
值得注意的是，一些礦工一直在利用上半年從比特幣的上漲中賺取的收益，對下一代算力更高、能效比更低的礦機裝置進行再投資，以確保其在全網算力中的份額能夠支撐到再下一次的礦機更迭浪潮的出現，同時，也在為即將到來(注：2020年5月)的區塊獎勵減半做好準備。
眾所周知的是，目前大部分新部署的礦機主要在中國上架，其中的原因較為複雜，不過根據奧卡姆剃刀原理，這可能是由於目前的主要礦機制造商位於中國，購買者與製造商之間的關係密切以及地理位置接近，從而使中國礦工的從業壁壘相對較低所致。
此外，CoinShares也瞭解到，對於中國的大型礦工來說，在大型礦機制造商處擁有“VIP”帳戶的情況並不罕見。由於採購量較大，這些“VIP”礦工因而能夠優先獲得第一批新型挖礦裝備。該現象最終導致了一個處境，即當前中國在全球算力中的佔比可能高於2019年6月時的情形。
不過，隨著接下來的時間裡新一代礦機的“出海”，CoinShares預計來自中國的算力佔比會有一定的下降。
在本篇報告成文時，有資料顯示，比特幣網路中來自中國的算力佔比高達65%，這是自2017年底以來監測到的最高水平。
礦機制造商
礦機商嘉楠耘智於今年11月20日完成了在美IPO，以13.3億美元的估值募集了9000萬美元，同時，位元大陸的具體IPO時間尚未確定，但有傳言稱，位元大陸的募集目標在3至5億美元之間。
該筆新募集的資金可以幫助嘉楠耘智償還短期債務並在研發及產能上加大投資力度，以彌補與位元大陸之間的技術及產量差距。
另一方面，從之前釋出的財報來看，位元大陸進行了一系列錯誤的經營管理決策，包括流片失敗、硬體產能過剩、人員冗餘以及最重要的，自持有BCH代幣。
根據最近洩漏的位元大陸內部備忘錄顯示，前述種種因素導致位元大陸在2019年年初承受了巨大的財務壓力。
此外，在礦機裝置的更迭週期中，位元大陸的市場份額持續下滑，根據CoinShares的估計，下半年位元大陸機器的總算力佔比已從70%滑落至66%左右。而在2017年時，位元大陸曾表示他們的總算力份額約為75%。
法律法規
除挪威外(注：挪威由於寒冷、社會關係甚佳、政治穩定，同時擁有非常便宜的電力及潛力巨大的未開發水力能源，理應成為礦業強國)，幾乎所有西方國家對加密貨幣挖礦的定位都是良性的，或者至少是不具破壞性的。
此外，阿富汗、巴基斯坦、阿爾及利亞、摩洛哥、玻利維亞、厄瓜多、馬其頓共和國、尼泊爾、萬那杜、孟加拉國、委內瑞拉、越南和沙烏地阿拉伯等均是積極反對比特幣挖礦的國家。
自CoinShares上份報告以來，中國政策的轉變是迄今比特幣礦業領域最大的監管發展。中國在今年4月將“挖礦”名列應逐步淘汰的產業，但是在11月時又將其從淘汰產業名單中剔除。
至少從表面上看，這對於中國礦工來說似乎是一個可喜的發展。但是，仍需對中國明顯接受該行業持謹慎態度。雖然中國最近宣佈將“區塊鏈”的發展上升到國家戰略層面，但是並未將分散式加密貨幣視為該戰略的一部分。
值得一提的是，中國仍然禁止使用比特幣進行交易或零售付款，並且禁止銀行和金融機構將其用於任何目的。
除中國外，其它挖礦大國為俄羅斯、伊朗和哈薩克。儘管伊朗確實發生了大規模採礦，但目前當局採取了越來越嚴格的措施來限制礦工。
在俄羅斯和哈薩克，雖然國家層面仍然禁止交易比特幣，但是比特幣礦業是被默許的。這凸顯了某些國家不同派系之間的內部利益衝突，例如試圖限制或禁止比特幣使用的中央銀行與試圖利用多餘電力資源獲益的電力公司之間的衝突。
ROI盈虧平衡點
由於挖礦硬體的使用壽命增加，CoinShares將礦機的折舊年限中位數從18個月上升到30個月。
某些礦工群體享有小於3美分/kWh的廉價電力和全新的下一代挖礦裝置(這可能使折舊年限達到3-4年左右)就能以不到4000美元的成本開採比特幣。
如果礦工可以在其挖礦裝置(例如礦工本身是礦機制造商或VIP客戶)的購買上獲得優惠或是適時的定價，則總的挖礦成本將更低。
CoinShares認為，以當前的比特幣價格，整個比特幣礦業平均而言是有利可圖的，即在使用螞蟻S9等上一代硬體(電力成本需低於3美分/kWh)或使用下一代硬體(電力成本可以高於5美分/kWh)的情況下，能夠產生正的ROI。
總體而言，由於礦工在過去六個月對大量硬體進行投資，總挖礦成本中的資本性支出(即礦機採購成本)有所增加。
根據計算，資本性支出佔總成本的比率從2019年6月的38%上升到撰寫本文時的44%(以5美分/kWh，按18個月計提折舊計算總成本)。
下圖按照機器折舊年限列出了當前的成本構成：
平均現金流盈虧平衡點
該平衡點即礦工所稱的“關機幣價”。
儘管ROI也很重要，但低於ROI臨界點的的價格只會消滅新投入的挖礦資本，而低於現金流量盈虧平衡點的價格則會直接導致礦機關機，同時降低全網算力。在4美分/kWh並附加15%額外運營開支的情況下，CoinShares估計當前市場的平均現金流量盈虧平衡點為3900美元。
不過，這裡的模型是基於算力而非難度，這意味著在算力增長時，它傾向於高估現金流(和ROI)平衡點。
電力消耗
根據CoinShares的估計，整個比特幣礦業的總用電量約為6.7吉瓦(GW)，該數字與2019年6月的水平相比增加了43%。
以年為單位，預計比特幣挖礦總耗電約61 TWh，與此同時，全球鋁冶煉行業每年總耗電約900 TWh。
值得注意的是，提高礦機的挖礦效率不會影響網路的總用電量，而只能提高每單位用電量的算力，相當於功耗比降低。
從長遠來看，只有挖礦時產生的區塊獎勵的價值(幣價)和可用電成本(電價)會影響網路的總功耗。
礦工的地理分佈
在多數情況下，礦工集中在技術先進、人口相對較少的丘陵或山區，而這些地區遍佈水量豐富的河流。
在這些地區中，主要挖礦中心包括：美國的華盛頓州和紐約州;加拿大的不列顛哥倫比亞省、艾伯塔省、紐芬蘭與拉布拉多省以及魁北克省;冰島;北斯堪的納維亞半島(挪威和瑞典);高加索地區(喬治亞州和亞美尼亞);俄羅斯西伯利亞聯邦區;中國的雲南省、四川省。在其它地區，例如奧地利，美國的蒙大拿州和中國的貴州省，也發現了一些小型採礦中心。
其餘不符合上述地理條件的主要產礦地區是伊朗、哈薩克、中國新疆和內蒙古。不符合上述地理條件的(或無法確定是否符合)的次要產礦地區包括：美國的佛羅里達州、德克薩斯州和亞利桑那州;澳大利亞的西澳大利亞州和新南威爾士州;比利時;白俄羅斯;俄羅斯西北聯邦區;阿根廷;委內瑞拉。
具體參見如下地圖：
挖礦能源構成
CoinShares提出假設，認為礦工無論身在何處，都使用與其所在地區報告的平均水平相同的發電組合(化石能源/核能或可再生能源)。
不過這是一個保守的估計，因為在其它以化石能源/核能為主的地區，例如美國的紐約州和德克薩斯州，大量礦工使用的是可再生能源。
相反，哈薩克的礦工都採用煤炭開採。
從礦工的地理分佈中，可以看到，CoinShares將比特幣礦工的地理區域劃分為兩部分。
第一部分為水力發電區域，第二個部分為非水力發電區域。
在除水電以外的其它地區，礦工以化石能源、核能、太陽能和風能等能源挖礦，其中一些(例如伊朗)以天然氣為主，另外一些(例如哈薩克、新疆和內蒙古)以煤炭為主，並補充有少量風力或水力發電。儘管存在以太陽能為主要動力的礦工，但這種情況仍然相對罕見。
根據估計，全球65%的挖礦行為發生在中國(全網算力佔比65%)，僅四川就佔到了全網算力的54%(這部分算力中，接近90%消耗的是可再生能源)，其餘11%大致在雲南、新疆和內蒙古之間平均分配。
在剩餘35%的礦工中，估計有31%的算力在華盛頓、紐約、不列顛哥倫比亞、艾伯塔省、魁北克、紐芬蘭和拉布拉多、冰島、挪威、瑞典、俄羅斯西伯利亞聯邦管區、哈薩克、喬治亞以及伊朗等地之間平均分配。目前，全網算力的73%消耗的可再生能源，剩餘的27%消耗的化石能源、核能等。
注意事項和不確定因素
由於比特幣礦業是一個高度私密的行業，所以CoinShares的報告在一些估計的資料上可能存在不確定性。
除此之外，由於電價的季節性變化，這將導致一些礦工存在週期性的遊牧現象，即在雨季和旱季的時候在不同區域之間遷移，這可能導致對可再生能源滲透率存在高估的現象。
結論
比特幣採礦網路在效率增長和算力增長的指標上繼續沿著其五年趨勢線發展。最近一段時期是比特幣價格走勢較為良性以及各礦工透過投入下一代挖礦裝置大規模擴充套件全網總算力的時期之一。
CoinShares認為，大部分新裝置已經在中國部署，但是隨著時間的推移，新裝置將穩步進入非中國市場，並實現地域分配比例的均等化。
此外，礦工仍主要侷限於以廉價水力發電為主的地區，例如斯堪的納維亞半島、高加索地區、西北太平洋地區、加拿大東部和中國西南地區。
CoinShares認為，這是由於這些地區電價極低導致的直接結果，尤其是在水力發電相對利用不足的地區。
但是，CoinShares觀察到越來越多的礦工進入以煤炭為主的地區，例如哈薩克。在經歷了一些挫折之後，得克薩斯州也重新成為主要的潛在採礦區。
最後，結合對全球採礦地點和區域可再生能源滲透率的估計，CoinShares計算出比特幣挖礦業是由可再生能源驅動的。
目前，在比特幣挖礦的能源結構中，可再生能源佔比73%，約為全球平均水平的四倍。
總體而言，CoinShares認為自己的發現再次證實了該觀點，即：比特幣挖礦業是全球最後的電力購買者，因此它傾向於聚集在利用率相對較低的可再生能源基礎設施周圍。隨著行業的成熟，這可能有助於各類可再生能源專案扭虧為盈，並且可以推動以前不經濟的地區開發新的可再生能源。
