Hashrate Index:2022年美国电价波动对比特币矿业的重大影响

作者 | Jaran Mellerud

2022 年,一场不幸且持久的完美风暴袭击了比特币挖矿行业。在算力价格暴跌,挖矿收益蒸发的同时,全球努力应对能源危机的大背景使得挖矿电价上涨。

不过,处于特定电力市场中的矿工仍能幸免于难。那么这些电力市场有什么共同点?这篇文章研究了美国各州的电力来源和各州在电价下展示出来的脆弱性与全球电价上涨之间是否存在关系。以下是 Luxor 最近发布的 2022 年终报告中的直接节选,可通过此链接进行阅览(https://hashrateindex.com/blog/hashrate-index-2022-bitcoin-mining-year-in-review/)。

什么导致了2022年电价的上涨?

天然气供需严重失衡可能是导致全球能源危机以及由此引发的电价上涨的主要原因。天然气是大多数电力市场的命脉。作为灵活度最高的的一次能源,天然气是一种特别适合调峰电厂(调整发电量以适应电力需求高峰的电厂)的燃料。由于天然气发电厂往往是最后被调度的,它们通常根据优先次序效应来确定市场电价。

欧洲历来一直依赖俄罗斯来满足其 40% 以上的天然气需求,因此 2022 年 2 月俄罗斯对乌克兰的入侵将欧洲能源安全的脆弱状态彻底暴露。随着俄罗斯坦克挺进乌克兰,荷兰 TTF 公司(欧洲天然气的一个交易点)的价格在几周内飙升了 200% 以上。随后,价格在几个月内趋于正常,但夏季时又再一次爆发,且价格更高,与年初相比,达到了 400% 的峰值。Hashrate Index:2022年美国电价波动对比特币矿业的重大影响编辑​

图一:美国和欧洲天然气价格走势对比

欧洲的国内燃料产能少,高度依赖天然气进口,而北美由于国内石油和天然气产能充足,能源安全度也相应高出不少。尽管如此,欧洲为了拼命摆脱对俄罗斯天然气的依赖,它已经开始使用北美液化天然气(LNG)作为替代品。随着能源匮乏的欧洲人竞相抬高北美天然气价格,能源价格膨胀迅速蔓延到美国和加拿大。而由于加工和运输液化天然气存在困难,北美的天然气价格仍然大大低于欧洲。

2022 年电价上涨,美国部分州受到严重影响

虽然欧洲是这场能源危机的起点和中心,但危机也悄然进入了北美。下图比较了美国部分最受欢迎的比特币挖矿州 2022 年和 2021 年的平均工业电价。其中大多数州的工业电费在 2021 年和 2022 年之间增加了两位数的百分比。Hashrate Index:2022年美国电价波动对比特币矿业的重大影响编辑​

图二:美国部分州 2021 年及 2022 年平均工业电价对比

有趣的是,佐治亚州(最受欢迎的比特币挖矿州之一)价格涨幅最大,2021 年至 2022 年间,平均工业电价从 65 美元/兆瓦时飙升至 93 美元/兆瓦时,涨幅高达 43%。佐治亚州的电价上涨很可能是导致 Core Scientific 破产的一个重要因素。

德克萨斯州是巨型矿山的故乡,其平均工业电价在 2022 年也从 61 美元/兆瓦时大幅上升到 72 美元/兆瓦时。该州风力和太阳能资源丰富,2021 年时大量挖矿设施建设项目涌入,但这些项目中有相当一部分在目前的算力价格和电价环境饱受挣扎。Argo 就是一个例子,它最近将其新建的旗舰设施卖给了 Galaxy Digital。Hashrate Index:2022年美国电价波动对比特币矿业的重大影响编辑​

图三:美国各州 2021 年及 2022 年工业电价对比(单位:每兆瓦时)

同时,2021 年到 2022 年间,华盛顿州的平均工业电价只增加了 4%,目前是美国所有州中电价最低的。其平均电价为 60 美元/兆瓦时,该州通过水力发电,其工业用电比邻居俄勒冈州(64 美元/兆瓦时)略低。爱达荷州、西弗吉尼亚州和犹他州也是美国电价最便宜的州之一(爱达荷州主要靠水力发电,而犹他州和西弗吉尼亚州则是靠煤炭)。

并非所有资源产能都是平等分配的

正如本文开头所述,电力系统需要灵活的一次能源来满足边际需求。和天然气一样,水力也是一种相对灵活的一次能源,因为发电厂经营者可以通过改变流经涡轮机的水量来轻松调整水电站的发电量(当然,低水位和干旱使这一过程更加复杂)。由于其灵活性,拥有水电的地理区域通常不需要天然气调峰电厂。

部分州比较幸运,它们丰富的水电资源和能源独立性使其得以避免最严重的电价上涨狂潮。下图显示了各州的水电份额与 2022 年工业电价的变化之间的关系。-0.32 的反比关系表明,水力资源丰富的州在 2022 年的电价增长明显低于水力资源少的州。Hashrate Index:2022年美国电价波动对比特币矿业的重大影响编辑​

图四:美国 2022 年电价走势及水能资源占比变化

任何一个水力发电占比超过 40% 的州在 2022 年的平均工业电价增长均低于 8%。华盛顿州、俄勒冈州、爱达荷州和蒙大拿州等水力资源丰富的州未出现电价的大幅上涨,换句话说,矿工仍然可以获得相对便宜的电力。

需要注意的一点是,水电资源只有在闲置或本地化的情况下价格才会便宜。如果有足够的输电能力将多余的水电输送到更昂贵的电力市场(天然气作为市场价格的制定者),那么这些地区的客户将竞相提高水电价格。北欧国家的许多水电开采商在 2022 年时均有此遭遇。

闲置的水电资源使华盛顿等州的矿工免受电价上涨的影响。而这种现象在天然气占比高的州恰好相反。如下图所示,各州的天然气占比份额与 2022 年的电价变化之间的相关性为 0.35,表明关联性相对较强。Hashrate Index:2022年美国电价波动对比特币矿业的重大影响编辑​

图五:美国 2022 年电价走势及天然气资源占比变化

下图显示了美国所有州的发电结构。可以看到,华盛顿州、俄勒冈州、爱达荷州、西弗吉尼亚州和犹他州这些电力价格最便宜的州,其发电结构中的天然气份额均比较低。2022 年电价最低的州主要由水力或煤炭供电。
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图六:美国各州发电结构一览

总结

通过对美国各州的发电结构和各州 2022 年的电价上涨进行相关分析,我们发现了两个显著的关系:(1)以水力发电为主的州在 2022 年的电价涨幅较低(2)以天然气发电为主的州在 2022 年的电价涨幅较大。

文中解释了水电的特点,即可以保护特定电力市场的矿工免受全球燃料价格上涨的影响,正如在 2022 年看到的那样。

许多矿工在 2022 年学到了深刻的教训:确保长期低电价对挖矿行业至关重要。矿工可以通过签署长期的实物或金融对冲协议,或获取与全球燃料价格不相关的限制能源来实现这一目标。

相关链接:

1.https://en.wikipedia.org/wiki/Merit_order

2.https://ec.europa.eu/eurostat/cache/infographs/energy/bloc-2c.html

https://www.wu-talk.com/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=9&id=11328

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