Как устроена индустрия майнинга биткоина

Аналитики финтех-компании BitOoda тщательно изучили майнинговую индустрию и раскрыли некоторые ранее неизвестные факты в исследовании, проведенном по заказу Центра прикладных технологий Fidelity.

Чтобы получить представление о географии майнинга, технических показателях и экономике, они провели более 60 интервью с майнерами, производителями оборудования и его продавцами, а также использовали данные из более чем 45 открытых источников.

Ключевое

• индустрии майнинга биткоина доступна мощность в примерно 9,6 ГВт, сейчас она используется на ~67%.
• около 50% мощностей приходится на Китай, 14% — на США, а 8% доступны майнерам в России.
• в среднем электроэнергия обходится майнерам по $0,03 за 1 кВт*ч, а затраты на добычу 1 BTC составляют приблизительно $5000.
• через 12 месяцев хешрейт может достичь 260 EH/s.

Анализ хешрейта и энергопотребления биткоина

В этом разделе исследователи изучили географическое распределение майнинговых мощностей, объем потребляемой электроэнергии и прибыльность майнинга.

По оценке аналитиков, индустрия майнинга биткоина имеет доступ к 9,6 ГВт электроэнергии. Значение они получили, проанализировав падение хешрейта биткоина после состоявшегося 11 мая халвинга.

Специалисты BitOoda зафиксировали максимум хешрейта в 136 PH/s (10 мая) и минимум — 81 569 PH/s (17 мая). Они предположили, что в течение семи дней, с 10 мая до 17 мая, от сети отключились все устройства класса S9, которые стали нерентабельными. 17 мая, согласно их модели, весь хешрейт генерировали устройства класса S17, которые в теории потребили бы 3,9 ГВт. С учетом отключенных устройств класса S9 мощность майнеров составила бы 9,6 ГВт.

Термины «класс S9», «класс S17» и «класс S19» аналитики использовали для обозначения всех конкурирующих устройств с аналогичными характеристиками. Нумерацию модельных рядов Bitmain они применили из-за исторического доминирования компании на рынке производства майнеров, хотя и сократившегося в последнее время.

В расчетах эксперты BitOoda применяли коэффициент энергоэффективности (PUE) 1,12. Он значит, что на каждый 1 МВт электроэнергии, направленной напрямую на майнинг биткоина, тратится еще 120 кВт на сопутствующие затраты (освещение, охлаждение, питание серверов, коммутаторов и т.д.).

Исследователи отметили, что для упрощения они исключили из расчетов ряд факторов:

• в реальности не все устройства класса S9 были отключены после халвинга;
• обозначенные сроки совпали с периодом миграции майнеров в Китае с севера на юг, где в сезон дождей существенно снижаются тарифы;
• фактор удачи — возможное совпадение пиков хешрейта с полосами быстрых или медленных блоков, которые влияют на показатель.

При всех допущениях эксперты определили, что индустрия майнинга биткоина имеет доступную для потребления мощность в 9,6 ГВт. По их оценке, майнеры используют около 67% доступной мощности, которая питает 2,8 млн ASIC-устройств.

Сейчас большинство устройств представляют класс S17, но восстановление хешрейта также обеспечили:

• часть вернувшихся устройств класса S9 в юрисдикциях с крайне низкими тарифами (например, китайские
• провинции Сычуань и Юньнань);
  устройства класса S19, которые начали ограниченно поставляться на рынок.

Из бесед с майнерами и по данным открытых источников, в BitOoda точно определили географию размещения приблизительно 4 ГВт майнинговых мощностей и 153 ферм. Данные по тарифам майнеры предоставили на условиях анонимности.

Наиболее полно эксперты установили данные по мощностям в США, Канаде и Исландии. Наименьшее количество точной информации они получили по Китаю.

В BitOoda признали, что получили приблизительные значения, но отметили, что их достаточно для общего представления о географии распределения используемой майнерами мощности.

По их оценке, на Китай приходится 50% показателя, на США — 14%, на Россию и Канаду — 8% и 7% соответственно.

Аналитики определили, что более 50% потребляемой электроэнергии обходится майнерам в $0,03 за кВт*ч и менее. Показатель устойчиво снижался последние годы. По неподтвержденным данным, в 2018 году цена доступной для майнеров электроэнергии приближалась к $0,06 за кВт*ч. С ростом хешрейта и падением прибыли на PH/s майнеры с высокими затратами на электроэнергию либо переместились в регионы с низкими тарифами, либо прекратили деятельность.

На основе кривой затрат они рассчитали, что в среднем денежные затраты на добычу 1 BTC составляют около $5000. Эта оценка не включает амортизацию и другие затраты на оборудование.

Кривая также показывает, что небольшая доля биткоинов добывается по себестоимости, превышающей спотовую цену криптовалюты. Возможно, это связано с обязательствами по покупке электроэнергии и потенциальными стимулирующими выплатами за отключение мощностей в периоды пикового спроса, считают аналитики.

Другая вероятная причина — получение криптовалюты в юрисдикциях с ограниченными или дорогими вариантами покупки.

Для безубыточной работы устройств класса S9 необходима электроэнергия по цене ниже $0,02 кВт*ч, отметили в BitOoda. Чтобы они оставались жизнеспособными при дальнейшем росте хешрейта, потребуются еще более низкие тарифы.

Для генерации 1 PH/s асиками класса S19 необходимо чуть более 9 единиц оборудования и 30 кВт. Для сравнения, на обеспечение аналогичного показателя установками класса S9 требуется более 100 кВт, около 70 устройств и соответственно больше затрат на обслуживание, эксплуатацию и других расходов.

Какая взаимосвязь между ростом хешрейта и сезоном дождей в Китае

В данном разделе аналитики BitOoda рассмотрели индустрию майнинга в Китае, на которую приходится 50% общей потребляемой мощности и хешрейта, а также влияние сезона «высокой воды» в стране на цену биткоина и скорость вычислений в сети.

В юго-западных провинциях Сычуань и Юньнань с мая по октябрь ежегодно идут сильные дожди. Это приводит к подъему воды в плотинах и всплеску производства гидроэлектроэнергии. Предложение намного превышает спрос, и избыточная электроэнергия дешево продается майнерам. В выигрыше и коммунальные предприятия, и майнеры, отмечают эксперты.

Мощности по добыче биткоина мигрируют из ближайших провинций, чтобы воспользоваться низкими тарифами. В засушливые месяцы майнеры платят за электроэнергию в северном Китае примерно $0,025-$0,03 за кВт*ч, с мая по октябрь в Сычуане и Юньнане цена падает ниже $0,01 за кВт*ч.

Специалисты BitOoda не согласились с общепринятым мнением, что низкие цены на электроэнергию в сезон дождей стимулируют рост хешрейта. На их взгляд, сезон сдвигает вниз кривую затрат, что приводит к снижению продаж биткоинов майнерами.

Согласно выводам экспертов, есть значительная разница между средним ростом цены в сезон дождей и засушливые месяцы, в то время как рост хешрейта примерно одинаков в течение обоих периодов.

Сезон дешевой гидроэлектроэнергии позволяет майнерам накапливать капитал для расширения мощностей, отметили в BitOoda. Динамика накопления капитала отражается в корреляции между ростом цены биткоина и ростом хешрейта через 4-6 месяцев (период, за который срабатывает цепочка поставок).

Прогнозы роста хешрейта биткоина

В этом разделе эксперты BitOoda рассмотрели, насколько может вырасти хешрейт биткоина, какие факторы поддерживают рост, а также ограничения капитала и финансирования, способные его замедлить.

По оценке аналитиков, хешрейт сети может превысить 260 EH/s в течение следующих 12-14 месяцев. Они обусловили прогноз следующими факторами:

• рост доступной мощности с 9,6 ГВт до 10,6 ГВт (традиционные ~10%);
• завершение цикла обновления с полной заменой установок класса S9 майнерами классов S17 и S19.

Производители способны поддерживать темп поставок нового оборудования на уровне свыше 150 тысяч единиц в неделю, считают в BitOoda. Для прогнозируемого прироста устройств в 2,3 млн единиц до середины следующего лета от них требуется около 60 тысяч майнеров в неделю.

К середине 2022 года хешрейт биткоина может достигнуть 360 EH/s с завершением следующего цикла обновления и окончательным переходом на установки класса S19, резюмировали в BitOoda.

Они отметили, что следующее радикальное обновление оборудования возможно в этот же срок, исходя из технологических возможностей производителей полупроводников. Поэтому последующие 24 месяца ASIC-майнеры класса S19 будут составлять основную часть поставок.

Критической проблемой является уменьшение потока биткоинов из расчета на PH/s или МВт, указали аналитики. Если рост цены не будет соответствовать увеличению хешрейта, рентабельность майнинга упадет, и вычислительная мощность сети найдет точку равновесия ниже прогнозируемых показателей.

Получаемый майнером доход на PH/s зависит от хешрейта и цены. При показателях на середину июля ~125 EH/s и $9220 за BTC дневная выручка оборудования класса S19 составляла около $70 на 1PH/s. Если летом 2021 года хешрейт достигнет 260 EH/s, то для сохранения уровня доходности оборудования биткоин должен стоить ~$19 500.

На каждые 10 EH/s прироста биткоину необходимо дорожать на $1000 для сохранения уровня рентабельности.

Аналитики подчеркнули, что ограничивающим фактором для прогнозируемого роста хешрейта является необходимость значительных капитальных вложений. Для достижения через 12 месяцев показателем 260 EH/s общий объем инвестиций должен составить $4,5 млрд, для роста до 360 EH/s к середине лета 2022 года понадобится дополнительно еще около $2 млрд.

Отставание роста цены биткоина от хешрейта как минимум ограничит внутреннее генерирование средств в отрасли, увеличивая зависимость от внешних источников финансирования. Это может отрицательно сказаться на хешрейте, поскольку крупные майнеры сократят спрос на финансирование из-за неопределенности и уменьшения ожидаемой доходности инвестиций, предсказали эксперты.