Bất chấp giá tiền điện tử biến động dữ dội và những lo ngại về môi trường ngày càng gia tăng, hoạt động khai thác Bitcoin đang bùng nổ ở Bắc Mỹ. Đặc biệt, bang Texas đã bắt đầu nổi lên như một tâm chấn kể từ khi Trung Quốc cấm ngành này vào năm 2021, làm dấy lên làn sóng di cư của những người khai thác khỏi đất nước. Lệnh cấm, theo báo cáo đã làm giảm quyền kiểm soát khai thác Bitcoin của Trung Quốc từ khoảng 2/3 ngành công nghiệp toàn cầu vào tháng 4 năm 2021 xuống 0 vào tháng 7 năm 2021, đã tạo ra một cơ hội mới cho các công ty Bắc Mỹ, đặc biệt là những công ty trong ngành năng lượng, trở nên quen thuộc hơn với việc khai thác Bitcoin và kết hợp nó vào các mô hình kinh doanh của họ.
Đối với những người không quen với hoạt động bên trong của Bitcoin, "khai thác" là cách các giao dịch được xác thực cho một chuỗi khối. Về cơ bản, đây là một cuộc thi mật mã để thêm các khối hoặc bản ghi vào mạng lưới blockchain ngày càng mở rộng của tiền điện tử. Để đổi lấy dịch vụ này, những người khai thác chiến thắng được trả bằng Bitcoin (BTC), đạt mức giá kỷ lục hơn 68.000 đô la vào tháng 11 năm 2021.
Sau lệnh cấm của Trung Quốc, các công ty có trụ sở tại Bắc Mỹ, bao gồm Riot Blockchain và Marathon Digital Holdings, đang huy động số vốn kỷ lục khi họ tăng cường sản xuất và mở rộng hoạt động quy mô công nghiệp. Đồng thời, các công ty Trung Quốc đã tham gia cuộc di cư khai thác lớn đến Bắc Mỹ, đầu tư vào các cơ sở của Hoa Kỳ và xây dựng các kho hàng khổng lồ của riêng họ được trang bị hàng nghìn máy tính nhỏ được thiết kế đặc biệt để khai thác một số loại tiền điện tử, trong đó phổ biến nhất là Bitcoin.
Điều tôi học được từ kinh nghiệm thực hiện các nghiên cứu khả thi cho các khách hàng có trụ sở tại Canada đang khám phá lĩnh vực kinh doanh đang bùng nổ này là những công ty mới gia nhập, cụ thể là các công ty năng lượng, cũng đang tiến vào lĩnh vực này theo cách cụ thể thông qua liên doanh và các quan hệ đối tác khác. Chi phí năng lượng là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong khai thác tiền điện tử. Điều đó có nghĩa là các công ty được tiếp cận với nguồn điện đáng tin cậy, chi phí thấp - đặc biệt là từ các nguồn tái tạo - có cơ hội đóng vai trò trung tâm khi ngành công nghiệp này phát triển ở Bắc Mỹ.
Trong bài viết này, tôi cung cấp thông tin chi tiết về các nguyên tắc cơ bản của việc khai thác Bitcoin và chỉ ra cách tính toán chi phí và phần thưởng, có thể rất lớn. Tôi cũng giải quyết những thách thức của ngành, bao gồm các câu hỏi xung quanh việc sử dụng năng lượng và rủi ro, như môi trường quản lý tiền điện tử ngày càng phát triển.
Bitcoin đã truyền cảm hứng cho hàng nghìn loại tiền điện tử kể từ khi nó ra mắt vào năm 2009, nhưng về mặt giá trị, nó vẫn đứng một mình. Bất chấp sự biến động về giá của nó, chính sách tiền tệ của nó được xây dựng theo một biện pháp ổn định bằng cách giới hạn khai thác ở mức 21 triệu Bitcoin theo một lịch trình xác định trước. Mặc dù hiện đã có gần 19 triệu lượt lưu hành, nhưng phần thưởng cho việc khai thác định kỳ sẽ bị cắt giảm một nửa, do đó sẽ mất đến năm 2140 để sản xuất Bitcoin cạn kiệt.
Mặc dù các mạng tiền điện tử khác cũng quản lý nguồn cung, nhưng không mạng nào có thể tái tạo sự phổ biến của Bitcoin. Khi các nhà đầu tư chấp nhận loại tài sản, hợp đồng tương lai của Bitcoin và các quỹ giao dịch trao đổi đã trở thành quỹ đầu tiên được giới thiệu tại các thị trường được quản lý của Hoa Kỳ và Châu Âu. Nó sớm xuất hiện trên bảng cân đối kế toán của các công ty như Tesla và Overstock. Nhu cầu này đã giúp đẩy vốn hóa thị trường của Bitcoin vượt qua 1 nghìn tỷ đô la vào tháng 11 năm 2021. Ngược lại, tiền điện tử phổ biến thứ hai, Ethereum, chỉ đạt khoảng một nửa giá trị đó.
Bitcoin cũng nổi bật nhờ các hoạt động khai thác quy mô công nghiệp, hoặc các trang trại, nó đã sinh sôi nảy nở. Các cơ sở tiền điện tử lớn nhất với công nghệ tiên tiến nhất tập trung chủ yếu hoặc độc quyền vào Bitcoin, như trang trại Genesis Mining, nơi tiêu thụ nhiều điện hơn bất kỳ công ty nào khác ở Iceland. Một trong những trang trại lớn nhất ở Bắc Mỹ là cơ sở ở Texas của Riot Blockchain, chiếm ba nhà kho lớn trên 100 mẫu đất chứa 60.000 máy tính khai thác chỉ tập trung vào Bitcoin.
Ở gốc rễ của mọi loại tiền điện tử là một blockchain, về cơ bản là một sổ cái điện tử duy trì một danh sách các bản ghi liên tục phát triển. Các khối trong chuỗi về cơ bản là các tệp nơi dữ liệu như các giao dịch Bitcoin được ghi lại, bao gồm cả người khai thác đã tạo thành công khối cụ thể đó. Mỗi khối cũng bao gồm một hàm băm, một giá trị thập lục phân 64 chữ số duy nhất xác định nó và nội dung của nó, cũng như hàm băm của khối trước đó trong chuỗi.
Để giành được một khối trong hầu hết các loại tiền điện tử, bao gồm cả Bitcoin, người khai thác phải là người đầu tiên đoán giá trị băm bằng hoặc thấp hơn giá trị mà Bitcoin tạo ra cho giao dịch. Khi nhiều thợ đào cạnh tranh hơn và nhiều khả năng tính toán hơn được triển khai, cơ hội đến trước của mỗi thợ mỏ sẽ giảm xuống — tỷ lệ cược hiện tại là một trong hàng chục nghìn tỷ - giúp đảm bảo tốc độ tạo các khối mới hiện khoảng 10 phút một lần.
Sự cạnh tranh này giữa các thợ đào cũng bảo mật chung cho chuỗi khối bằng cách cho phép các giao dịch và dữ liệu lưu chuyển theo cách được gọi là không đáng tin cậy, có nghĩa là không cần một bên trung gian như ngân hàng để đảm bảo rằng một Bitcoin không thể được chi tiêu hai lần. Thay vào đó, khó khăn trong việc giải quyết hàm băm phù hợp và phần thưởng tài chính cho sự thành công sẽ tạo ra một cơ chế đồng thuận an toàn bằng cách làm cho người dùng độc hại có thể tấn công quá hiệu quả về chi phí.
Cơ chế đồng thuận được sử dụng bởi Bitcoin được gọi là bằng chứng công việc, hoặc PoW. Vì thuật toán này cuối cùng dựa vào sức mạnh tập thể của hàng nghìn máy tính nên đây là một cách đặc biệt mạnh mẽ để duy trì một mạng an toàn và phi tập trung. Tuy nhiên, nó có nhược điểm. Đáng kể nhất, nó đặc biệt tiêu tốn nhiều năng lượng. Khi sử dụng nhiều năng lượng máy tính hơn để khai thác, lượng điện cần thiết để kiếm tiền điện tử và duy trì mạng sẽ tăng lên.
Một số loại tiền điện tử khác, như Ethereum, đã chuyển đổi hoặc đang có kế hoạch chuyển sang một thuật toán khác được gọi là bằng chứng cổ phần hoặc PoS. PoS không yêu cầu cùng một mạng lưới rộng rãi, phi tập trung gồm những người khai thác để hỗ trợ hoạt động của nó và do đó ít tiêu tốn năng lượng hơn. Mặc dù không an toàn bằng nhưng nhu cầu năng lượng ít hơn của nó có thể giúp các blockchain đó dễ dàng và tiết kiệm chi phí hơn để hỗ trợ thế hệ ứng dụng tiền điện tử tiếp theo như hợp đồng thông minh, mã thông báo không thể thay thế và tài chính phi tập trung. Tuy nhiên, Bitcoin đã không công bố bất kỳ kế hoạch chuyển đổi sang PoS.
Cuối cùng, là một phần của hệ thống quản lý nguồn cung của Bitcoin, phần thưởng cho việc khai thác một khối được thiết lập để giảm một nửa, từ 6,25 BTC cho mỗi khối được khai thác sau lần giảm một nửa gần đây nhất vào tháng 5 năm 2020 xuống còn 3,125 BTC vào năm 2024. Sự tăng giá hiện tại xung quanh việc khai thác , ngay cả khi đối mặt với sự sụt giảm theo kế hoạch đó, nói lên rất nhiều điều về lợi nhuận của ngành và kỳ vọng rằng tiền điện tử ban đầu sẽ tiếp tục tăng giá. Nó cũng phản ánh thực tế rằng cái gọi là hashrate, đo lường tổng số phép đoán băm được tính toán tại một thời điểm nhất định trong mạng, đã giảm mạnh khi các nhà khai thác Trung Quốc buộc phải đóng cửa vào năm 2021. Điều này tạo ra một cơ hội lớn cho các thợ đào mới. Vào tháng 12 năm 2021, hashrate là khoảng 175 tạ tỷ băm — hoặc 175 exahashes — mỗi giây (EH / s).
Các tài nguyên cần thiết để khai thác Bitcoin bao gồm:
Một hoạt động khai thác tại nhà có thể chỉ bao gồm một máy tính và một số ít công cụ khai thác ASIC.
Những người có sở thích cá nhân phần lớn chịu trách nhiệm về sự phổ biến ban đầu của Bitcoin, nhưng giờ đây họ có nhiều khả năng tham gia vào một tập thể khai thác ảo như Slush Pool hoặc AntPool để tăng tỷ lệ thành công của họ.
Ngành công nghiệp ngày nay được thể hiện chính xác hơn bằng một trang trại khai thác quy mô công nghiệp chứa hàng nghìn thợ đào ASIC được đặt trong một nhà kho hoặc thậm chí một loạt nhà kho.
Cho dù bạn đang thiết lập tại nhà hay trong nhà kho, thì khung khai thác sẽ giống nhau, bất kể quy mô.
Trước tiên, bạn sẽ cần phải có một công cụ khai thác ASIC được tối ưu hóa cho Bitcoin, chẳng hạn như một công cụ do Bitmain hoặc Whatsminer sản xuất. ASIC mới có giá khởi điểm khoảng 11.000 đô la, mặc dù các mẫu cũ hơn có thể được mua cũ với giá rẻ hơn. Tất cả những thứ khác đều bằng nhau, các phiên bản mới hơn tạo ra nhiều terahashes hơn mỗi giây hoặc TH / s — vì vậy mục tiêu là tìm kiếm ASIC mới nhất và do đó hiệu quả nhất mà bạn có thể mua được.
Ưu tiên tiếp theo là nguồn, cần cả để chạy và làm mát ASIC. Với chi phí thiết bị và chi phí thiết bị tương đối thấp, giá điện trở thành yếu tố quan trọng nhất trong việc tính toán lợi nhuận cuối cùng của bạn. Trung tâm Tài chính Thay thế của Đại học Cambridge tạo ra một bản đồ toàn cầu cho thấy ngành công nghiệp tìm kiếm nguồn điện giá rẻ sau khi khai thác bị trục xuất khỏi Trung Quốc và các quốc gia như Mỹ, Canada và Nga đã chứng kiến sự gia tăng đáng kể trong hashrate như thế nào.
Sau đó, tất nhiên, bạn sẽ cần tính toán chi phí để xây dựng và duy trì hoạt động của mình, giữ cho nó hoạt động tốt, kết nối nó với một nhà cung cấp internet nhanh chóng, đáng tin cậy và nhân viên của nó nếu bạn không có kế hoạch tự quản lý nó.
Về mặt doanh thu, những người khai thác có thể mong đợi kiếm được phần thưởng khối và phí giao dịch (phí mà mạng lưới hoàn trả cho những người khai thác thành công và khuyến khích họ tiếp tục xác nhận giao dịch) nếu và khi họ giành được một khối. Phí giao dịch có thể thay đổi tùy theo điều kiện mạng và số tiền mà giao dịch viên sẵn sàng trả cho quá trình xử lý nhanh, nhưng vào cuối năm 2021, mức phí trung bình khoảng 0,125 BTC theo phân tích của tôi, hoặc khoảng 2% phần thưởng khối.
Để minh họa những cân nhắc tài chính liên quan đến khai thác Bitcoin bằng một ví dụ giả định, hãy xem xét chi phí và doanh thu ước tính để khai thác một Bitcoin với một công cụ khai thác ASIC.
Các bảng này thể hiện chi phí và doanh thu điển hình dựa trên các giá trị từ tháng 12 năm 2021.
Sau đó, mô hình trông như thế này:
Số băm cần thiết để khai thác một Bitcoin:
=Tỷ lệ băm mạng * Giây mỗi ngày / Bitcoin được khai thác mỗi ngày (bao gồm phí)
=175 EH / s * 86.400 giây / 918 BTC =~ 16.471 EH / BTC
Thời gian cần thiết để một công cụ khai thác ASIC khai thác một Bitcoin:
=~ 16.471 EH * 10 ^ 6 / (100 TH / s * 60 giây * 60 phút * 24 giờ * 365 ngày) =~ 5,22 năm
Chi phí vốn (Capex):
=$ 10,858 / ~ 0,48 BTC =~ $ 22,684
Chi phí hoạt động (Opex):
Tổng chi phí sản xuất trên mỗi Bitcoin:=Capex + điện + Opex khác trên mỗi Bitcoin
=~ $ 22.684 + ~ $ 7.778 + ~ $ 1.556
=~ $ 32.018
Lưu ý: Tổng số đã được làm tròn. Số liệu là gần đúng.
Do đó, trong hoạt động giả định của chúng tôi, chúng tôi đã sản xuất một Bitcoin với một công cụ khai thác ASIC với chi phí khoảng 32.000 đô la trong suốt 5 năm.
Điều mà mô hình này cũng thể hiện là tầm quan trọng của quy mô để thu hồi vốn đầu tư ban đầu một cách nhanh chóng. Việc phá vỡ thậm chí nhanh chóng đòi hỏi nhiều máy và bất kỳ ai đang cân nhắc đầu tư nên đánh giá quan hệ đối tác với những người chơi hiện tại, những người đã chiếm một số hashrate trong mạng. Nếu người khai thác có thể đóng góp sức mạnh băm của mình vào một nhóm khai thác, thì kinh tế học này chuyển sang thời kỳ hòa vốn trên chi phí ASIC ban đầu khoảng 16-18 tháng, sau đó người khai thác có thể thu lợi nhuận trong phần còn lại của vòng đời ASIC .
Tất nhiên, không có liên doanh mới nào là không có rủi ro. Vì các thợ đào được thanh toán bằng Bitcoin nên sự biến động giá là một rủi ro doanh thu lớn. Rủi ro hoạt động bao gồm các yếu tố như các vấn đề tiềm ẩn với kết nối internet, ASIC quá nóng và hack hệ thống — mặc dù với quy mô và tính bảo mật của mạng Bitcoin, nguy cơ hack vẫn ở mức thấp.
Điều quan tâm hàng đầu phải là tính sẵn có và độ tin cậy của điện. Bởi vì quyền lực là trung tâm của mô hình hoạt động này, các thợ đào cần phải xem xét rất kỹ lưỡng sự dư thừa của nguồn cung cấp của họ. Mặc dù Texas đã nổi lên như một trung tâm của ngành công nghiệp, có những câu hỏi đáng kể về tính dễ bị tổn thương của lưới điện mà các nhà đầu tư tiềm năng nên xem xét.
Môi trường pháp lý cũng tiềm ẩn rủi ro, vì các thợ mỏ ở Trung Quốc và các quốc gia khác đã và đang học hỏi. Ngay cả các quốc gia trước đây luôn chào đón các thợ mỏ, chẳng hạn như Kazakhstan và Iceland, đã bắt đầu cắt giảm các hoạt động khai thác mới và hiện có để quản lý nhu cầu trên lưới năng lượng của họ. Một số chính quyền tiểu bang của Hoa Kỳ như Texas 'đã chấp nhận khai thác Bitcoin, với một số đi xa hơn là cung cấp các ưu đãi cho các nhà sản xuất. Nhưng chính phủ liên bang Hoa Kỳ hiện đang chú ý nhiều hơn đến ngành này, với các yêu cầu báo cáo thuế mới được thiết lập bắt đầu vào năm 2023 và tăng cường giám sát từ Cục Dự trữ Liên bang về rủi ro của tiền điện tử đối với người tiêu dùng, ngân hàng và hệ thống tài chính tổng thể.
Bởi vì các quy định về tiền điện tử ở cả Hoa Kỳ và trên toàn thế giới vẫn còn rất lỏng lẻo, các thợ đào cần phải cảnh giác và theo dõi những thay đổi có thể làm suy yếu lợi nhuận của họ.
Nhu cầu năng lượng của hoạt động khai thác Bitcoin dẫn đến một mối quan tâm khác:tác động môi trường của việc khai thác, mang lại cả rủi ro đạo đức và danh tiếng. Ngành công nghiệp tiền điện tử đã phải hứng chịu nhiều lời chỉ trích vì lượng khí thải carbon của nó. The New York Times gần đây đã đánh đồng tổng lượng điện năng mà Bitcoin tiêu thụ hàng năm với lượng điện năng mà Phần Lan sử dụng trong một năm. Thực tế là ngay cả hoạt động khai thác Bitcoin hiệu quả nhất cũng mất khoảng 155.000 kWh để khai thác một Bitcoin. Để so sánh, một hộ gia đình Hoa Kỳ trung bình tiêu thụ khoảng 900 kWh mỗi tháng.
Khí hậu không phải là một vấn đề thích hợp nữa. Theo một báo cáo gần đây của Deloitte, giảm lượng khí thải carbon về cơ bản là một ưu tiên chung và các thương hiệu đang hưởng ứng. Vào tháng 5 năm 2021, Tesla, một nhà đầu tư lớn vào Bitcoin, đã thông báo rằng họ sẽ tạm dừng việc mua bằng Bitcoin do những lo ngại về môi trường. Kể từ đó, công ty cho biết họ sẽ tiếp tục chấp nhận Bitcoin khi có thể xác nhận rằng ít nhất 50% hoạt động khai thác Bitcoin sử dụng các nguồn tái tạo.
Ngành công nghiệp tiền điện tử cũng bắt đầu phản ứng. Nhiều nhà sản xuất lớn hơn đang cam kết chuyển đổi sang năng lượng tái tạo, thông qua việc mua trực tiếp hoặc bằng cách nhận tín chỉ carbon. Các công ty như Great American Mining và Crusoe Energy cũng đã phát triển các cách để các trang trại khai thác tận dụng năng lượng mà nếu không sẽ bị lãng phí, như khí đốt tự nhiên bùng phát tại các mỏ dầu, năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió dư thừa không thể lưu trữ hoặc thủy điện được tạo ra từ các dòng chảy tràn từ các đập. Tất nhiên, chiến lược này chỉ có hiệu quả, miễn là việc khai thác tiền điện tử không làm tăng nhu cầu trong quá trình này.
Trong khi kinh tế khai thác Bitcoin ở quy mô rất hấp dẫn, các nhà sản xuất phải nhận ra bối cảnh pháp lý và môi trường của họ. Đối với những người mới tham gia như các công ty điện lực, việc kết hợp khai thác Bitcoin vào các hoạt động hiện tại để quản lý tốt hơn sản lượng năng lượng của chính họ mang lại cơ hội duy nhất để tận dụng dư luận bên cạnh nguồn tài nguyên dư thừa.
Đại học Cambridge phát hiện ra rằng khoảng 40% hoạt động khai thác PoW đã được cung cấp bởi năng lượng tái tạo, nhưng áp lực phải gia tăng đáng kể con số này. Các công ty có các giải pháp năng lượng có ý thức về môi trường có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc làm như vậy đồng thời gặt hái được những phần thưởng đáng kể.