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CoinShares 矿业深度研究:比特币生产成本解析及挖矿行业转型探讨

时间:2025-01-06   访问量:1003
挖矿行业面临的另一重大挑战在于信贷环境的紧缩。自FTX崩塌及其连锁反应发生后,信贷获取难度显著增大,即便能够获得,其条件也往往较为苛刻。加之利率的上扬,矿企不得不寻求其他融资渠道,普遍采取发行股票的方式来筹集所需资金。尽管这一途径对矿企而言构成了有效的融资策略,但由此带来的股东权益大幅稀释却让投资者心生不满。近期,上市矿企的股价走势与比特币价格呈现出更加紧密的同步性,然而,它们并未能享受到年初时美国现货比特币ETF推出所带来的价格上涨红利,从而错失了可观的收益。此外,未来收入的不确定性,特别是在即将到来的减半事件之后,进一步对矿企的股价构成了压力。


相信哈希率增长具有一定的可预测性,尽管到目前为止,还未找到能够准确拟合哈希率增长的传统数学模型。最接近的模型是幂函数或指数曲线,但这类模型往往会低估或高估增长。
哈希率与哈希价格建模
我们的模型设计核心在于精确预测比特币未来哈希率的增长趋势,同时充分融入物理限制与能源约束的现实考量。该模型构建于两大核心阶段之上:首先是初期的指数式增长阶段,紧随其后的是向理论上限逐渐收敛的衰减阶段,这一理论上限的确立基于当前可获取的搁浅天然气资源量。尽管我们预期矿企会逐渐倾向于采用成本更低的能源选项,但并非所有企业都能完全过渡到如搁浅天然气这类低成本的能源。在此转型过程中,对其他种类的可再生搁浅能源的量化评估仍面临诸多挑战。模型所设定的上限参考了全球每年被燃烧掉的天然气总量,据估算,这一数字高达约1500亿立方米。研究结果显示,分段指数模型不仅能够有效衡量历史上的哈希率增长情况,还能基于能源约束条件,合理估算哈希率的理论上限。

模型预估,至今年年末,全网哈希率将逼近765 EH/s,相较于当前的684 EH/s有所增长。展望未来,若挖矿行业能充分利用搁浅天然气作为能源直至饱和状态,预计2050年时挖矿网络将达到这一预测水平。一旦实现,这将意味着通过减少天然气燃烧,能够削减约63%的碳排放。与此同时,哈希价格——一个衡量矿企潜在盈利能力的关键指标,在今年已触及历史新低。依据我们的预测工具分析,哈希价格预计将持续下滑,但在接下来的几年里,将在每PH/天50至32美元的区间内波动,直至迎来2028年的下一次减半事件

比特币挖矿 vs 直接投资比特币
我们的模型具备评估挖矿作业盈利性的功能。当前,一个采用集装箱部署的1兆瓦项目,配备如Canaan Avalon A1566这类低成本且高哈希率的矿机,其成本约为74万美元。若预设比特币价格在2026年底达到13万美元,且电力成本保持在行业当前的平均水平,即每千瓦时4.5美分,则该项目的资本投入预计将在运营初期的前27个月内实现全额回收。模型进一步假设,伴随价格上扬,哈希率亦将持续攀升。然而,根据四年的前景预测,在当前市场环境下,直接投资比特币可能相较于挖矿作业带来更高的回报率。

这或许揭示了矿企为何趋向于收入来源的多元化,特别是将人工智能纳入其业务范畴的现象。若比特币挖矿想要在回报上与直接投资比特币相抗衡,矿企必须显著提高其手续费收入。尽管这一策略在理论层面具有可行性,但鉴于手续费收入历史上表现出的波动性,对其进行准确预测颇具挑战。我们的评估结果显示,要使手续费收入成为比特币挖矿回报竞争力的关键因素,其必须远超近期每日新发行比特币总量的平均5%。在当前哈希率持续增长的趋势下,未来四年内,手续费收入需跃升至每日新发行总量的70%左右,方能使挖矿的回报与投资比特币本身相提并论。这也引发了一个关于限电策略的新议题:鉴于矿企的手续费收入在一天之内会有所波动,若选择在手续费支付高峰期暂停运营,矿企可能会因此丧失这部分宝贵的收入。
矿企成本分析
比特币挖矿行业正步入一个至关重要的转折点,特别是在减半事件之后,效率和成本管控成为了在竞争愈发激烈的市场环境中维系生存与盈利的核心要素。行业内成本结构的显著差异,凸显了矿企在获取低成本电力、提升运营效率以及资本管理方面的能力差异。部分矿企凭借低成本和高利润率脱颖而出,而另一些则处于微利边缘,对比特币价格的波动更为敏感。本分析旨在为行业内的利益相关者提供一份战略导航,协助他们评估自身表现并定位潜在的改进空间,特别是在成本管理和资本利用效率两大关键领域。同时,这也为投资者提供了洞察,帮助他们识别哪些矿企在运营效率上更胜一筹。
生产成本

挖矿成本(美元) — 我们的方法与之前的季度挖矿报告一致。

• 收入成本(电力):表示自营挖矿的收入成本,主要是电力成本。

 销售、总务及行政费用(SG&A):剔除非现金支出,如基于股票的薪酬和一次性付款。

• 税费:通过估值备抵来确定所得税费用和税收优惠(在可能的情况下)。

• 利息费用:仅计算债务的利息费用,不包括租赁费用和其他财务成本,但在适用情况下会抵扣利息收入。

• 基于股票的薪酬:根据损益表/现金流量表生成。

 折旧和摊销(D&A):尽可能分配给全资拥有的机器。


从收入成本维度分析,Cormint(一家私营矿业公司)以每枚比特币1.67万美元的成本成为成本最低的比特币生产商。若仅考虑电力成本,这一数字将进一步缩减至1.49万美元。Cormint最初通过采用浸没冷却技术部署了其首个Exahash算力,随后扩展至2EH/s规模,主要聚焦于针对西德克萨斯地区气候特点的风冷方案设计。目前,其冷却方案中风冷占比约70%,浸没冷却占30%,这与德克萨斯州的Riot公司形成鲜明对比,Riot公司报告称其在Rockdale设施中的风冷设备性能不佳。此外,Cormint凭借软件优化以及内部电力获取与传输团队的成功策略,实现了无需依赖第三方供应商管理限电策略,进而未增加其收入成本(或根据具体财务调整,SG&A费用)。

从每比特币收入成本角度看,考虑到限电策略的影响,TeraWulf以每枚比特币1.87万美元的成本位列第二低。其低成本优势得益于Nautilus核电站设施享有的电表后电价优惠,以及签订的为期五年、固定电价为每千瓦时0.02美元的合同,该合同将于2027年8月届满。相比之下,Lake Mariner公司的设施市场电价年均约为0.04美元/千瓦时,电力主要源自约35英里外的尼亚加拉水电站。再者,Lake Mariner坐落于NYISO A区西部,该区域峰值负荷远低于发电量;因此,LMD积极参与多个需求响应项目,在负荷高峰期实施限电,以此实现了高效的能源管理策略。

哈希成本

这是用于评估矿企竞争力的指标。它与比特币生产成本指标相似,但视角不同。正如哈希价格衡量比特币每日挖矿收入(按每 PH/s 哈希率的美元数),哈希成本指标则显示矿企每天平均支付多少资金来运营每 PH/s 的哈希率。

公式为:每项成本的美元/千瓦时(见上述部分)* 效率(W/T)* 每天 24 小时。


相较于哈希价格,哈希成本指标在揭示矿企整体成本结构与盈利能力方面展现出更高的有效性,尤其是在减半事件之后。在其他条件维持不变的情况下,减半会导致每枚比特币的成本因区块奖励减半而倍增,而哈希成本则不受此直接影响,它能够反映出矿企是否通过优化支出结构来应对收入下滑的挑战。然而,该指标亦面临一些局限性,它未将多元化的收入来源及其盈利表现纳入考量,例如涉及AI业务(如Core Scientific、Hut、Hive、Bit Digital、Iren)的工程业务(如Riot)或机器制造计划(如Bitdeer的未来规划)所带来的收入。

从能源管理层面来看,限电对冲是降低哈希成本的关键因素,本季度的限电补贴几乎是上一季度的三倍,显著削减了净电力成本。回顾2020年5月,Riot的子公司Whinstone US, Inc.(“Whinstone”)与其Rockdale设施签署了一项长期电力采购协议(PPA),以固定费率供应电力。该协议分阶段在2020年、2022年和2027年分别获取345兆瓦电力,并可根据需求提供市场价格的额外电力。同时,Whinstone建立了输电系统基础设施的互连协议,计划于2024年6月竣工,从而消除了协议下额外电力的成本负担。此外,Whinstone还加入了ERCOT的需求响应服务计划,通过调整或减少用电量来增强电网稳定性,即便未被要求限电,公司也能因此获得补偿。参与ERCOT的四峰负荷(4CP)计划,鼓励在用电高峰期减少用电,这一举措显著降低了Riot 2024年的输电成本。该PPA还赋予公司在市场条件有利时出售未使用的固定电价电力的权利,以抵减未来成本。在2024年第二季度,Riot收获了1390万美元的限电补贴,上半年累计获得1900万美元。整体来看,其电力策略融合了需求响应计划、4CP计划及电力销售,旨在实现成本的有效管控。

资本效率

面对资产价格下跌的挑战,所有大宗商品开采商都必须严格把控支出,并实现资源的有效配置,以此来抵御价格波动所带来的影响。这种需求因未来不确定性加剧而变得更加迫切,进而间接地对这些公司从债务和股权资本市场获取资金的流动性和可得性产生了影响。对于那些资金消耗速率较高的矿企而言,一旦资本市场因风险评估而关闭,它们将在管理资产负债表或推动增长方面遭遇困境,从而增加了遭遇不利后果的风险。


此图表揭示了通过股权市场筹集的每一美元资金对公司股东权益价值增加的实际贡献程度。理想情况下,生产型企业应确保每一美元融资至少能带来等额的收益。然而,多数矿企因季度内高额的现金与非现金支出而深陷亏损,导致损益表膨胀,现金流量表收缩。在第一季度,六家矿企实现了累计亏损的缩减,这主要归因于在损益表中计入了数字资产的显著增值,这得益于管理层采纳了新的FASB规则,允许按市值而非最低(受损)价值对数字资产进行计价。但进入第二季度,随着资产价格下跌,这一优势不复存在,数字资产的公允价值下降反而成为了损益表的负担。

尽管损益表对于矿企投资者可能并非核心考量指标,但其高度的可操作性意味着所产生的收入和支出最终会波及股东权益的价值——若尚有剩余的话。否则,随着矿企通过股权资本市场的‘市价发行’(ATM)融资不断稀释股东权益,累计亏损将持续累积。鉴于比特币挖矿的特性,多数矿企在多数季度内仍难逃亏损命运。一个恰当的比喻是石油钻探:若所有矿企共享同一油井,未来的胜出者将是那些在资本支出上慷慨投入并迅速扩充矿机队伍的企业。然而,随着更多油井的开发,开采难度攀升,需不断增加资本支出以维持产量和竞争力。更甚的是,不论外界环境如何变化,开采奖励每四年都会减半。因此,矿企不得不提高产量并削减成本,而挖矿的经济效益却在每况愈下。在收入下滑的背景下,增加额外现金流和降低能源成本成为了支撑资产负债表和资金支出的唯一出路。

本季度,Hut-8是唯一一家减少累计亏损的矿企,这显示出其在收入和成本管理上的卓越表现,或是其战略决策有效改善了财务健康状况。这一积极变化主要得益于约320万美元的净收入,其中750万美元的未实现投资收益功不可没,这些收益来源于其资产负债表中持有的私营和上市公司金融资产。为保持图表清晰,部分公司被故意省略。例如,Core Scientific和Iren分别录得了-1068%和-3836%的比率,这反映出其股权融资有限但累计亏损却在增加。与此同时,Bitdeer成功维持了其季度累计亏损的稳定。


比特币挖矿的长期经济效益可能会因持续的减半和来自个体矿工、企业甚至国家的竞争加剧而面临更大压力。上市矿企需要削减成本并保持盈利,原因如下:1)为股东创造价值,2)减少对股权资本市场的依赖并设立较高的股东稀释门槛,3)支持未来增长的资本支出(capex)计划。

不过,该分析也存在一些局限性。许多矿企的净债务为负,通常是因为它们的资产负债表上现金储备充足且债务较少,这降低了其企业价值。在计算自由现金流(FCF)收益率时,这一点尤为关键,因为 FCF 往往为负值。特别是那些运营现金流(CFO)为负的矿企,尤其是快速增加现金和非现金支出的矿企,常常因大量资本支出用于扩展而导致 FCF 进一步为负。

尽管面临这些挑战,从可持续性角度来看,FCF 收益率仍然是评估矿企的有效工具,而非纯粹的“增长至上”观点。转向 AI 的矿企,例如 Core Scientific(CORZ),在第二季度表现出正向 FCF 收益率,有效地逆转了之前的趋势。这些“Mullet 矿企”(即 AI 驱动业务,挖矿在后台)减少了收入波动性并提高了盈利能力,能够在不稀释股东的情况下增加资本支出。由于 AI 带来的收入更加可预测且稳定,Mullet 矿企也可以获得更多的资本,为其提供较纯粹矿企更大的运营灵活性。例如,Core Scientific 与 Coreweave 签订了一项 12 年的 516MW 合同,每年约产生 7.25 亿美元的收入(合同总额约 87 亿美元),预计 EBITDA 利润率为 75%。

与此同时,Argo 和 Stronghold 等公司则被迫精简业务以履行债务义务,从而实现了正向 FCF,但也限制了其增长能力。以 Argo 为例,其股东权益在第二季度转为负值,意味着负债多于资产。尽管如此,其净债务高于股东权益,推高了企业价值并提高了 FCF 收益率。


自2023年12月以来,众多基础设施交易纷纷达成,涵盖了新建项目以及一些更为盈利的“交钥匙”收购案。相较于自行建设,从陷入财务困境的竞争对手手中收购已建成的站点被证明是一种更具成本效益的增长策略。具体而言,Riot的每兆瓦加权平均成本达到88.1万美元(涉及Corsicana项目,专为浸没式矿机设计),而Marathon的成本为45万美元/兆瓦(涉及两项主要用于风冷矿机的现金收购),Cleanspark的成本则为33万美元/兆瓦(同样涉及两项风冷矿机的现金收购)。此外,Bitfarm以1.75亿美元的企业价值收购了Stronghold。

在考察成本效益时,可以明显看出,从竞争对手那里接手现成的站点比自行建设更为经济。至于AI托管领域,根据Core Scientific和TeraWulf的公开信息,每兆瓦的成本大约为150万美元。Core Scientific与Coreweave携手合作,其中Coreweave负责基础设施的建设,而Core Scientific则可享受托管收入的税收抵免。另一方面,TeraWulf展示了其对CB-1项目30%股权的投资,CB-1项目是一项20兆瓦的液冷、冗余设计且具备高功率密度的HPC/AI基础设施,预计将于年底前基本竣工。该设施在电力供应上实现了完全冗余,并配备了高速光纤网络,支持每机架超过90千瓦的直接液冷能力,且通过PDU改造后,每机架的功率密度可提升至高达145千瓦。

总结

随着挖矿成本上升且每四年区块奖励减半,矿企被迫削减成本并增加产量。像 Riot 这样的公司已通过限电策略来抵消成本。正如 Cleanspark 和 Bitfarms 的案例,收购已建成的基础设施比新建更具成本效益。专注于 AI 基础设施的公司,如 Core Scientific,也开始转向高功率密度的设置以支持未来增长。

比特币挖矿成本在公司间差异显著,TeraWulf 凭借固定费率电力合同成为最低成本生产商,每枚比特币成本为 1.44 万美元。Cormint 紧随其后,通过创新的电力管理策略将成本降至每枚比特币 1.49 万美元。而 RIOT 的比特币挖矿成本最高,为每枚比特币 6.59 万美元,但其限电策略将成本降至 4.95 万美元。

哈希成本提供了每 PH/s 哈希率的日常运营成本的见解,其中 Cormint 的现金和非现金哈希成本有所增加,但该公司自 2023 年第三季度以来总哈希成本降低了 31%。Riot 在 2024 年第二季度获得了 1390 万美元的限电补贴,帮助降低了净电力支出。尽管如此,Cormint 在哈希成本方面仍是成本最低的生产商,反映出其对高效电力管理和基础设施的重视。


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