比特币挖矿业是全球最后的电力购买者，因此它倾向于聚集在利用率相对较低的可再生能源基础设施周围。随着行业的成熟，这可能有助于各类可再生能源项目扭亏为盈，并且可以推动以前不经济的地区开发新的可再生能源。
本月，国外数字资产管理公司CoinShares发布了最新的2019年下半年比特币挖矿报告。报告中指出，大部分矿工仍然是有利可图的。
根据CoinShares的推算，目前，按照4美分/kWh的电力成本、附加15%左右的其他运营支出以及30个月折旧期计算，整个比特币挖矿业的平均边际成本为6300美元。
因此，按照当前的比特币价格(7300美元)，大部分矿工仍然是有利可图的。但是到了2020年5月收益减半后，一些旧款型号的比特币矿机，如蚂蚁S9等，由于电力成本过高，其使用寿命接近极限，除非使用者能够将电力成本压缩至1美分/kWh以下，否则该款机器将会面临关机。
此外，CoinShares还估算出可再生能源在为比特币挖矿网络提供动力的能源组合中的渗透率为73%，这使得比特币挖矿业比世界上其它几乎所有大型行业都更受可再生能源的驱动。
矿工收益
数据显示，比特币矿工在2018年一共获得了总计55亿美元的区块奖励，其中52亿美元(94.8%)来自新铸造的比特币，2.84亿美元(5.2%)来自比特币网络交易费。
今年，比特币矿工预计将赚取54亿美元的总收入，其中1.71亿美元(3.2%左右)将来自交易费。该比例与2017年(16.4%)以及2018年(5.2%)的交易费占比相比，已有较大幅度的下降，主要原因是今年比特币总体交易需求减少以及因隔离见证区块容量上升导致比特币交易费下降。
网络算力
自2019年6月以来，比特币全网算力几乎翻倍，从大约50EH/s上涨至90EH/s，最高达到100EH/s+。
在此期间，Hashrate的增长速度略低于近5年平均值，但仍高于此前6个月的算力增长水平(如下图所示)。
CoinShares指出，在过去一年里，有许多在硬件上具备重大改进的新款机型上市。
当前比特币挖矿市场上的主要参与者是比特大陆的蚂蚁15和17系列、比特微的神马10和20系列、Bitfury的最新Clarke芯片组、嘉楠耘智的阿瓦隆10系列、芯动科技的T3系列以及亿邦的E10系列。
目前交付的新款机器单机算力是其前代产品的5倍，这意味着尽管一些矿机生产商表示上一代机型的销售仍然稳定，但是就全网算力而言，比特大陆以及比特微等公司已向比特币网络交付了绝大部分新产能。
此外，可以观察到，一些老款的挖矿设备被转移至伊朗继续使用，同时，哈萨克斯坦也逐渐崛起为在全球挖矿业中扮演重要角色的主要挖矿地。
值得注意的是，一些矿工一直在利用上半年从比特币的上涨中赚取的收益，对下一代算力更高、能效比更低的矿机设备进行再投资，以确保其在全网算力中的份额能够支撑到再下一次的矿机更迭浪潮的出现，同时，也在为即将到来(注：2020年5月)的区块奖励减半做好准备。
众所周知的是，目前大部分新部署的矿机主要在中国上架，其中的原因较为复杂，不过根据奥卡姆剃刀原理，这可能是由于目前的主要矿机制造商位于中国，购买者与制造商之间的关系密切以及地理位置接近，从而使中国矿工的从业壁垒相对较低所致。
此外，CoinShares也了解到，对于中国的大型矿工来说，在大型矿机制造商处拥有“VIP”帐户的情况并不罕见。由于采购量较大，这些“VIP”矿工因而能够优先获得第一批新型挖矿装备。该现象最终导致了一个处境，即当前中国在全球算力中的占比可能高于2019年6月时的情形。
不过，随着接下来的时间里新一代矿机的“出海”，CoinShares预计来自中国的算力占比会有一定的下降。
在本篇报告成文时，有数据显示，比特币网络中来自中国的算力占比高达65%，这是自2017年底以来监测到的最高水平。
矿机制造商
矿机商嘉楠耘智于今年11月20日完成了在美IPO，以13.3亿美元的估值募集了9000万美元，同时，比特大陆的具体IPO时间尚未确定，但有传言称，比特大陆的募集目标在3至5亿美元之间。
该笔新募集的资金可以帮助嘉楠耘智偿还短期债务并在研发及产能上加大投资力度，以弥补与比特大陆之间的技术及产量差距。
另一方面，从之前发布的财报来看，比特大陆进行了一系列错误的经营管理决策，包括流片失败、硬件产能过剩、人员冗余以及最重要的，自持有BCH代币。
根据最近泄漏的比特大陆内部备忘录显示，前述种种因素导致比特大陆在2019年年初承受了巨大的财务压力。
此外，在矿机设备的更迭周期中，比特大陆的市场份额持续下滑，根据CoinShares的估计，下半年比特大陆机器的总算力占比已从70%滑落至66%左右。而在2017年时，比特大陆曾表示他们的总算力份额约为75%。
法律法规
除挪威外(注：挪威由于寒冷、社会关系甚佳、政治稳定，同时拥有非常便宜的电力及潜力巨大的未开发水力能源，理应成为矿业强国)，几乎所有西方国家对加密货币挖矿的定位都是良性的，或者至少是不具破坏性的。
此外，阿富汗、巴基斯坦、阿尔及利亚、摩洛哥、玻利维亚、厄瓜多尔、马其顿共和国、尼泊尔、瓦努阿图、孟加拉国、委内瑞拉、越南和沙特阿拉伯等均是积极反对比特币挖矿的国家。
自CoinShares上份报告以来，中国政策的转变是迄今比特币矿业领域最大的监管发展。中国在今年4月将“挖矿”名列应逐步淘汰的产业，但是在11月时又将其从淘汰产业名单中剔除。
至少从表面上看，这对于中国矿工来说似乎是一个可喜的发展。但是，仍需对中国明显接受该行业持谨慎态度。虽然中国最近宣布将“区块链”的发展上升到国家战略层面，但是并未将分布式加密货币视为该战略的一部分。
值得一提的是，中国仍然禁止使用比特币进行交易或零售付款，并且禁止银行和金融机构将其用于任何目的。
除中国外，其它挖矿大国为俄罗斯、伊朗和哈萨克斯坦。尽管伊朗确实发生了大规模采矿，但目前当局采取了越来越严格的措施来限制矿工。
在俄罗斯和哈萨克斯坦，虽然国家层面仍然禁止交易比特币，但是比特币矿业是被默许的。这凸显了某些国家不同派系之间的内部利益冲突，例如试图限制或禁止比特币使用的中央银行与试图利用多余电力资源获益的电力公司之间的冲突。
ROI盈亏平衡点
由于挖矿硬件的使用寿命增加，CoinShares将矿机的折旧年限中位数从18个月上升到30个月。
某些矿工群体享有小于3美分/kWh的廉价电力和全新的下一代挖矿设备(这可能使折旧年限达到3-4年左右)就能以不到4000美元的成本开采比特币。
如果矿工可以在其挖矿设备(例如矿工本身是矿机制造商或VIP客户)的购买上获得优惠或是适时的定价，则总的挖矿成本将更低。
CoinShares认为，以当前的比特币价格，整个比特币矿业平均而言是有利可图的，即在使用蚂蚁S9等上一代硬件(电力成本需低于3美分/kWh)或使用下一代硬件(电力成本可以高于5美分/kWh)的情况下，能够产生正的ROI。
总体而言，由于矿工在过去六个月对大量硬件进行投资，总挖矿成本中的资本性支出(即矿机采购成本)有所增加。
根据计算，资本性支出占总成本的比率从2019年6月的38%上升到撰写本文时的44%(以5美分/kWh，按18个月计提折旧计算总成本)。
下图按照机器折旧年限列出了当前的成本构成：
平均现金流盈亏平衡点
该平衡点即矿工所称的“关机币价”。
尽管ROI也很重要，但低于ROI临界点的的价格只会消灭新投入的挖矿资本，而低于现金流量盈亏平衡点的价格则会直接导致矿机关机，同时降低全网算力。在4美分/kWh并附加15%额外运营开支的情况下，CoinShares估计当前市场的平均现金流量盈亏平衡点为3900美元。
不过，这里的模型是基于算力而非难度，这意味着在算力增长时，它倾向于高估现金流(和ROI)平衡点。
电力消耗
根据CoinShares的估计，整个比特币矿业的总用电量约为6.7吉瓦(GW)，该数字与2019年6月的水平相比增加了43%。
以年为单位，预计比特币挖矿总耗电约61 TWh，与此同时，全球铝冶炼行业每年总耗电约900 TWh。
值得注意的是，提高矿机的挖矿效率不会影响网络的总用电量，而只能提高每单位用电量的算力，相当于功耗比降低。
从长远来看，只有挖矿时产生的区块奖励的价值(币价)和可用电成本(电价)会影响网络的总功耗。
矿工的地理分布
在多数情况下，矿工集中在技术先进、人口相对较少的丘陵或山区，而这些地区遍布水量丰富的河流。
在这些地区中，主要挖矿中心包括：美国的华盛顿州和纽约州;加拿大的不列颠哥伦比亚省、艾伯塔省、纽芬兰与拉布拉多省以及魁北克省;冰岛;北斯堪的纳维亚半岛(挪威和瑞典);高加索地区(乔治亚州和亚美尼亚);俄罗斯西伯利亚联邦区;中国的云南省、四川省。在其它地区，例如奥地利，美国的蒙大拿州和中国的贵州省，也发现了一些小型采矿中心。
其余不符合上述地理条件的主要产矿地区是伊朗、哈萨克斯坦、中国新疆和内蒙古。不符合上述地理条件的(或无法确定是否符合)的次要产矿地区包括：美国的佛罗里达州、德克萨斯州和亚利桑那州;澳大利亚的西澳大利亚州和新南威尔士州;比利时;白俄罗斯;俄罗斯西北联邦区;阿根廷;委内瑞拉。
具体参见如下地图：
挖矿能源构成
CoinShares提出假设，认为矿工无论身在何处，都使用与其所在地区报告的平均水平相同的发电组合(化石能源/核能或可再生能源)。
不过这是一个保守的估计，因为在其它以化石能源/核能为主的地区，例如美国的纽约州和德克萨斯州，大量矿工使用的是可再生能源。
相反，哈萨克斯坦的矿工都采用煤炭开采。
从矿工的地理分布中，可以看到，CoinShares将比特币矿工的地理区域划分为两部分。
第一部分为水力发电区域，第二个部分为非水力发电区域。
在除水电以外的其它地区，矿工以化石能源、核能、太阳能和风能等能源挖矿，其中一些(例如伊朗)以天然气为主，另外一些(例如哈萨克斯坦、新疆和内蒙古)以煤炭为主，并补充有少量风力或水力发电。尽管存在以太阳能为主要动力的矿工，但这种情况仍然相对罕见。
根据估计，全球65%的挖矿行为发生在中国(全网算力占比65%)，仅四川就占到了全网算力的54%(这部分算力中，接近90%消耗的是可再生能源)，其余11%大致在云南、新疆和内蒙古之间平均分配。
在剩余35%的矿工中，估计有31%的算力在华盛顿、纽约、不列颠哥伦比亚、艾伯塔省、魁北克、纽芬兰和拉布拉多、冰岛、挪威、瑞典、俄罗斯西伯利亚联邦管区、哈萨克斯坦、格鲁吉亚以及伊朗等地之间平均分配。目前，全网算力的73%消耗的可再生能源，剩余的27%消耗的化石能源、核能等。
注意事项和不确定因素
由于比特币矿业是一个高度私密的行业，所以CoinShares的报告在一些估计的数据上可能存在不确定性。
除此之外，由于电价的季节性变化，这将导致一些矿工存在周期性的游牧现象，即在雨季和旱季的时候在不同区域之间迁移，这可能导致对可再生能源渗透率存在高估的现象。
结论
比特币采矿网络在效率增长和算力增长的指标上继续沿着其五年趋势线发展。最近一段时期是比特币价格走势较为良性以及各矿工通过投入下一代挖矿设备大规模扩展全网总算力的时期之一。
CoinShares认为，大部分新设备已经在中国部署，但是随着时间的推移，新设备将稳步进入非中国市场，并实现地域分配比例的均等化。
此外，矿工仍主要局限于以廉价水力发电为主的地区，例如斯堪的纳维亚半岛、高加索地区、西北太平洋地区、加拿大东部和中国西南地区。
CoinShares认为，这是由于这些地区电价极低导致的直接结果，尤其是在水力发电相对利用不足的地区。
但是，CoinShares观察到越来越多的矿工进入以煤炭为主的地区，例如哈萨克斯坦。在经历了一些挫折之后，得克萨斯州也重新成为主要的潜在采矿区。
最后，结合对全球采矿地点和区域可再生能源渗透率的估计，CoinShares计算出比特币挖矿业是由可再生能源驱动的。
目前，在比特币挖矿的能源结构中，可再生能源占比73%，约为全球平均水平的四倍。
总体而言，CoinShares认为自己的发现再次证实了该观点，即：比特币挖矿业是全球最后的电力购买者，因此它倾向于聚集在利用率相对较低的可再生能源基础设施周围。随着行业的成熟，这可能有助于各类可再生能源项目扭亏为盈，并且可以推动以前不经济的地区开发新的可再生能源。
