讀懂比特幣減半后市場供需與礦工博弈，以及本次減半的市場影響_KWH

撰文：錢柏均，就職于HashKeyCapitalResearch

審校：鄒傳偉，萬向區塊鏈與PlatON首席經濟學家

來源：鏈聞

2020年5月12日，比特幣第三次挖礦獎勵減半，全網算力為120EH/s，幣價達到8600美元。過去一年市場對比特幣第三次減半行情彌漫著做多情緒。特別在3月12日加密貨幣市場深跌以前，全球經濟受新冠病及油價等地緣性風險影響很大，市場預期比特幣作為經濟危機下的避險資產，價格將會暴漲。這兩個因素讓市場行為高度一致，以做多為主，包含買幣、屯幣等行為，并伴隨著加杠桿的行為。

從市場供需角度分析，比特幣減半不一定導致牛市。過去兩次比特幣減半后的價格上漲，反映了比特幣其他基本面事件從需求面對市場的沖擊，包括交易所誕生、山寨幣興起以及代幣募資等事件。但第三次減半前后并沒有伴隨類似事件發生。從礦工之間博弈看，比特幣減半必然導致挖礦市場的結構性調整，高電費、高功耗和沒有控制好杠桿的礦工將被擠出，全網算力可能下滑至95EH/s附近，難度系數調整后挖礦市場將重趨均衡。挖礦市場有自動再平衡機制，不會發生系統性、持久的礦難。

為什么比特幣減半不一定導致牛市？

影響比特幣幣價的因素復雜而難以預測，包含市場供需、市場流動性、礦工成本和投資者預期等。有些因素更存在交互影響的現象，但最重要的是市場供需。比特幣經濟結構的特點是貨幣供應數量明確，開采速度容易預測，但需求卻無法確定。比特幣具有金融及商品等多重屬性，需求受到各方面影響。

供給

比特幣市場的供給來源可分為兩部分：一次供給及二次供給。一次供給指的是比特幣系統的貨幣供給總量2100萬枚，以四年減半一次的速率產出。二次供給是指比特幣由屯幣者在二級市場釋出比特幣的行為，屯幣者可以是礦工或投資人。二次供給很難預測和監測。

前FBI團隊成立網絡安全調查公司NAXO:金色財經報道，專注于加密貨幣和其他新興技術的網絡安全調查公司NAXO宣布正式成立，NAXO由曾領導摧毀臭名昭著的“絲綢之路”市場的前執法人員、計算機科學家和安全研究人員共同創立，提供必要的專業知識和敏捷性，以跟上網絡犯罪分子不斷演變的策略。NAXO的專長包括：

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2.數字取證和高級數據恢復以發現爭議或起訴中的關鍵證據；

3.網絡安全評估和事件響應，包括加密貨幣領域的客戶。[2022/10/20 16:32:43]

比特幣一次供給的彈性為0。無論價格漲到多高，比特幣的總供給量無法超過2100萬枚，供給速度也不會有太大變化，每四年減半一次。比特幣挖礦獎勵減半會導致整條供給曲線往左移。假設整體需求曲線不變，且不考慮其他影響幣價因素，比特幣獎勵減半的確會導致價格上升。

比特幣是通縮模型。在通縮模型市場中，消費者傾向儲存貨幣而非交易，以期望未來貨幣增值。比特幣生態中存在相當大比例的屯幣者。屯幣者傾向長期持有比特幣，行為目標為最大化自身比特幣存量。屯幣者對價格敏感度低，對市場信心充足，交易頻率低，會在市場低波動期間累積比特幣，并在價格飆升至心理價格或跌破信心水平時賣出。根據HODLWaves，到2020年，持有比特幣超過五年的屯幣者比例達到21%。

因此，長期而言比特幣供給無彈性。但價格的大幅波動可能導致屯幣者比例和行為出現變化，以致短期內二次供給增加。換言之，比特幣的短期供給并非完全無彈性。但是，無法確定比特幣減半是否與幣價上漲強關聯。前兩次減半減少的比特幣一級供給量分別為每區塊25枚及12.5枚比特幣，相較于第三次減半量多出許多。在第三次減半前，有1800萬枚比特幣已經被挖出，減半后4年內一次供給量只少了約30萬/年，這樣的供給量變化對市場影響并不大。

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此前消息，馬斯克提議繼續以每股54.20美元的價格收購推特，這可能會終結近期歷史上最具爭議的收購之一。[2022/10/5 18:39:57]

需求

比特幣具有大量的交易和投機需求、部分的價值存儲需求和少量的使用需求。據Chainalysis資料，比特幣超過90%的應用場景是在二級市場交易，實際支付需求不高。對投資人而言，比特幣獎勵減半事件會增加投機需求，而對比特幣的使用需求及價值存儲需求并無影響。

根據有效市場假說，在成熟的市場中，價格通常已經反映市場上所有的已知信息。比特幣從最初就有設計挖礦獎勵減半的機制，但這個信息當時尚未被市場上具有定價權的投資者反應在價格上。信息反應在價格的時間點取決于市場的大小、資金深度及投資人對比特幣機制的理解程度等因素。隨著比特幣市場趨于成熟，獎勵減半事件會更早被市場所預期。因此，在比特幣市場需求面，投資人會因為獎勵減半而對比特幣投機需求增長，但反應在價格的時間點會早于減半日之前。

總的來說，過去兩次比特幣獎勵減半前后幣價的上漲可以分為兩個部分討論:第一，反映了投資人對減半后供需再平衡的博弈預期。第二，反映了比特幣其他基本面事件從需求面對市場的沖擊，包括交易所誕生、山寨幣興起以及代幣募資等事件。但第三次減半前后并沒有伴隨類似事件發生。

比特幣減半后礦工之間的博弈

挖礦市場的經濟學模型

除了投資者外，礦工也是比特幣市場重要的參與者。比特幣挖礦接近充分市場競爭，礦工進入和退出沒有法律和監管限制，理論上是自由的。按經濟學理論，礦工的凈利潤應該等于0，但實際情況要比這復雜。第一，有的礦工在獲得新礦機和低電費上有優勢，因此礦工之間的競爭不是平等的，總有礦工有競爭優勢，從而有超額收益。第二，礦工進入市場不是一個無摩擦的過程，比如需要花時間買礦機、找便宜電和建礦場等。第三，如果一個礦工持續虧損，它肯定有退出市場的壓力，但每個礦工退出的壓力點并不相同。

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以下以經濟學模型分析礦工挖礦盈虧平衡的情形。引入以下記號：

h：礦機算力，單位是Th/s。

PC：礦機單位功耗，單位是KWH/Th。假設在礦機生命周期中保持不變。

R：一天內全網出塊獎勵，單位是BTC。因為出塊獎勵遠大于手續費，先不考慮手續費。

H：全網算力，單位是Th/s。

E：電費，單位是$/KWH。

P：幣價，單位是$/BTC。

在一天中，礦機花費的電費是86400*h*PC*E，預期挖出h*R/H個BTC，平均挖礦成本等于PC*E*86400*H/R。需要說明是，平均挖礦成本只考慮電費，沒有考慮礦機折舊成本。

對任一挖礦成本水平C，定義等挖礦成本曲線為

PC*E=R*C/86400/H

如果以電費E為橫軸，礦機單位功耗PC為縱軸，等挖礦成本曲線形如圖1。顯然，越往外，挖礦成本越高；在等挖礦成本曲線上，電費與礦機功耗之間存在互補關系。

圖1：等挖礦成本曲線

挖礦成本等于幣價的等挖礦成本曲線最為特殊，如圖2：

PC*E=R*P/86400/H

Crypto.com任命前DISG執行董事為新加坡業務總經理:8月18日消息，據外媒報道，Crypto.com已任命Chin Tah Ang為新加坡總經理。Chin Tah Ang此前曾任Digital Industry Singapore執行董事，Digital Industry Singapore是由經濟發展局（EDB）、新加坡企業發展局（ESG）和信息通信媒體發展局（IMDA）聯合成立的辦公室。（彭博社）[2022/8/18 12:33:14]

圖2:挖礦盈虧平衡曲線

在這個曲線上方，挖礦成本高于幣價，挖礦會虧損；在這個曲線下方，挖礦成本低于幣價，挖礦有盈利。如果正好在這個曲線上，挖礦是盈虧平衡的。可以把這個曲線稱為挖礦盈虧平衡曲線。

假設幣價為8600美元，挖礦市場存在高單位功率礦機及低單位功率礦機。圖3為當前全網算力120EH/s下，減半前后盈虧平衡情況：螞蟻S9礦機在減半前，電費高于C2會虧損；在減半后，電費高于C1會虧損，而螞蟻S19pro礦機的表現則好得多。這體現了減半對不同單位功耗礦機的影響。

圖3:減半前后高低單位功率礦機盈虧平衡情況

礦工之間的博弈

礦工行為主要受三個因素的影響。第一，幣價短期沖高回落對礦工而言并非最優結果。鑒于礦工的固定資本投資和持續的運營支出，幣價較長時間維持在較高水平才是礦工能夠穩定獲利的結果。換言之，對投資者而言，比特幣價格曲線的高點和低點最重要；但對礦工而言，比特幣價格曲線下方面積最重要。

第二，礦工的貨幣錯配問題。礦工的成本支出是法幣，收益是比特幣，必然要承擔幣價波動風險，而且要持續賣幣才能獲得法幣來應付成本支出。基于比特幣抵押的借貸，有助于緩解礦工的賣幣壓力，相當于給礦工提供了一個做多比特幣的渠道，但抵押借貸受比特幣價格大幅下跌的影響很大。另外，因為礦機相當于比特幣的看漲期權，礦工購置新礦機也是在做多比特幣。

ADA價格重回0.50美元上方，過去十天上漲25%:7月24日消息，數據提供商Santiment發推稱，Cardano（ADA）價格回到0.50美元上方，在過去十天里上漲25%。交易所融資利率是一個需要密切關注的重要指標，因為當交易者被清算以及價格發生重大變化時，通常會出現做空或看多ADA相關的極端峰值數據。[2022/7/24 2:34:24]

第三，礦機市場結構。挖礦產業已形成清晰的產業鏈與生態。在上游，礦機廠商是算力的最初供應方，礦工用法幣從礦機廠商購買礦機。在中游，礦場是算力托管處，礦工將礦機托管于礦場，并獲取部分收益。在下游，礦工可以選擇將算力直接接入礦池，或出售給云算力廠商。與挖礦市場接近充分競爭不同，礦機市場是壟斷競爭局面。礦機廠商的定價權主要來自預期挖礦收益上升所推動的需求。在牛市中，礦機廠商對礦工有很大的談判權力，為賣方市場。即使如此，礦工挑選礦機主要看礦機的性能和功耗指標，品牌忠誠度之類的概念不強。在熊市，礦機市場就會變成買方市場，礦工預期未來的挖礦收益走低，預期回本周期將延長，下游的需求也會降低。

為簡便起見，假設比特幣挖礦市場存在兩種角色:低挖礦成本礦工及高挖礦成本礦工。挖礦獎勵減半后而他們分別有兩個選擇:退出或是繼續挖礦。礦工退出的前提是經受不住持續虧損。一旦有礦工退出，全網算力就會調整，并在兩周后造成難度系數的調整。礦工初始博弈行為可以分為三種情況:幣價高于所有礦工盈虧平衡價、幣價介于高低成本礦工盈虧平衡價、幣價低于所有礦工盈虧平衡價。

情況一：幣價高于所有礦工盈虧平衡價。此情況下二者最優決策為不退出挖礦市場。在高幣價的情況下，無論挖礦成本的高低，礦工皆能獲益。

情況二：幣價介于高低成本礦工盈虧平衡價之間。在這個情況下，高挖礦成本的礦工最優決策為退出市場，而低挖礦成本的礦工最優決策為不退出。高挖礦成本礦工會被逐漸淘汰，市場僅剩低挖礦成本的礦工。

情況三：幣價低于所有礦工盈虧平衡價。此情況下兩者的最優策略取決于對手的行為，如果其他人退出，那我方就不應該退出，為經典的「懦夫博弈」或「剩者為王」。在這個情況下，礦工退出的時機取決于其流動性承受能力。低電費、低功耗和低杠桿的礦工有明顯優勢，高挖礦成本和高杠桿的礦工則很可能最先被擠出，并伴隨著新老礦機的換代升級。

第三次減半后礦工運營可能的情況

挖礦獎勵減半后，礦工的收益減少了一半，盈虧平衡所需幣價會相對提升。當幣價跌至礦工的盈虧平衡價時，礦工有兩個選擇：關機退出或持續運營。

虧損礦機并不是全部關機退出，主要有四個原因:第一，許多礦場新舊礦機混合挖礦。如果將舊礦機關機，礦場運行的礦機數量達不到與電力公司約定的標準，電費會漲價并影響到新礦機運行的成本。第二，許多礦工將礦機租給大礦場，并每月支付運營費。部分礦工簽訂的合約長達數年，如果臨時違約將礦機關機，必須持續支付運營費或罰金。第三，許多礦工為比特幣市場的屯幣者，短期并無嚴重流動性短缺問題。即使幣價大跌，礦工仍然愿意長期持有比特幣。礦工可以抵押比特幣融穩定幣，獲取資金覆蓋部分電費開銷，或用于投資新礦機擴大生產，但是加杠桿也會放大幣價下跌的風險。第四，虧損礦工面臨「囚徒困境」。如其他礦工大規模退出導致全網算力下降，持續運營的礦工便有機會轉虧為盈。

目前主流新舊礦機單位功耗如下表2。市場中的比特幣礦機可以按照功率分為三大類：第一類是單位功耗在0.000008KWH/Th-0.000015KWH/Th的新款礦機，比如螞蟻S19系列、神馬M20、芯動T3+等，是舊礦機迭代的目標。第二類是單位功耗在0.000015KWH/Th-0.000021KWH/Th的礦機，以螞蟻T17、芯動T3、神馬M21S為主。第三類則是單位功耗在0.000021KWH/Th以上的老款礦機，如螞蟻S9、阿瓦隆921等等。

表2：各礦機單位功耗

下表3為減半后礦工的盈虧平衡幣價表，行表示不同電費水平，列表示不同單位功耗水平。假設幣價維持在8600美元，全網算力維持在120EH/s。紅色部分顯示了樂觀情況下的虧損礦機，如果以電費0.06美元/KWH來看，對應到表2中虧損礦機如下:翼比特E11、HolicH22、阿瓦隆921、螞蟻T9+、神馬M3及螞蟻S9。單位功耗低的新礦機盈利可覆蓋電費及運營成本，部分電費負擔高的老礦機面臨虧損。

表3：減半后礦工盈虧平衡幣價表

減半后，中小礦場將會逐步淘汰高單位功率礦機，完成新舊礦機迭代。高電價的礦工和高功耗的比特幣礦機會最早陷入困境，整個市場會陷入以下的循環:

礦工在虧損情況下繼續挖礦，不斷耗損自身現金流。一部分礦工采取質押比特幣融資的方式延長礦機挖礦周期，另一部分礦工分批賣出挖出的比特幣。

礦場籌集資金更新礦機，將高功率礦機汰換成低功率礦機。而中小礦場無充足資金進行礦機迭代，開始拋售自身儲備比特幣。

幣價下跌，中小型礦工退出市場，剩下盈利能力最強的礦工重新分配全網算力。減半后當前幣價為8600美元，挖礦獎勵為過去一半，礦工獲得的區塊獎勵等同于減半前幣價4300美元的情況。2020年3月12日至3月16日，比特幣幣價徘徊在$3900-$5300美元之間，全網算力從120EH/s跌至95EH/s。因此，可以預估減半后全網算力有很大可能性會下跌至95EH/s附近。

難度系數調整完成，留在市場的礦工盈余提高。新礦工進入，進入新的循環。

總而言之，挖礦市場有自動再平衡機制。即使幣價跌破礦工盈虧平衡線，挖礦市場會再平衡——全網算力下降，挖礦成本降低，剩下的礦工再度盈利。即使幣價跌破所有礦機的盈虧平衡價，老礦機關機退出，全網算力下降，難度系數下調，新礦機仍會回到盈利。因此，挖礦市場不存在系統性、持久的礦難，不可能所有礦機都持續虧損。

小結與思考

礦業中心化程度將提升

礦工的主要競爭對手是其他礦工。當獎勵減半，若有許多礦工關機退出，剩下礦工獲得區塊獎勵的機率就大幅提升。礦工提高收益率的方法有兩個:一是投資更低功率的礦機；二是尋找更低廉電費的地區挖礦。第一個方法需要更高的資本投入，第二個需要更大規模的運營。這兩項都將導致大礦場更加活躍于市場，而中小礦場趨于邊緣化。第三次獎勵減半到了礦業規模化的臨界點，非規模化的礦工獲利空間將嚴重被壓縮。

過度杠桿的礦工將受到影響

減半事件將對過度杠桿化礦工造成較大影響。一般來說，礦工開采出比特幣之后就會選擇出售，并用法幣支付挖礦費用。但是部分礦工認為在區塊獎勵減半之后比特幣價格會變得更高，而發生礦工屯幣的行為。且2020年3月比特幣跌至3800美元，許多礦工被大礦場要求追加保證金。低幣價造成礦工無法通過變賣比特幣來支付運營成本，因而需要通過高杠桿借貸來維持礦機運營。一旦減半后幣價無法持續上漲，獎勵減半將使礦工無法負荷運營成本及貸款，部分過度杠桿礦工將面臨破產。

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