如何衡量比特幣的能源價(jià)值

能源，單是原始焦耳，就可以用來(lái)評(píng)估比特幣的公允價(jià)值

增加的能源投入會(huì)增加比特幣的公允價(jià)值（反之亦然）

比特幣的價(jià)格意味著回歸其能源價(jià)值

能源價(jià)值模型指出，如果所有礦工明天都停止挖比特幣，那么電力輸入將為零，比特幣將一文不值

能源價(jià)值公式表示，比特幣今天（2019年12月12日）的公允價(jià)值約為11,500美元，較當(dāng)前交易價(jià)格高出50％。

比特幣的能源等于價(jià)值

在比特幣的生產(chǎn)成本一文中，我們觀察了比特幣的價(jià)格與比特幣挖礦支出之間的關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)比特幣生產(chǎn)成本的變化主要由電力投入水平和挖礦硬件的能源效率所驅(qū)動(dòng)，假設(shè)其他許多因素保持不變。

這就引出了一個(gè)問(wèn)題：

比特幣的基本價(jià)值能否僅用原始能源來(lái)衡量？

比特幣的公允價(jià)值

假設(shè)：

比特幣的公允價(jià)值是能源投入，供給增長(zhǎng)率和代表能源法幣美元價(jià)值的一個(gè)常數(shù)的函數(shù)。

這些變量可以組合成以下方程式，稱為比特幣的能量值（V）：

能源價(jià)值公式

解釋：

· 能量投入（單位：瓦）=算力（GH / s）*挖礦能源效率（J / GH）。

· 供給增長(zhǎng)率（單位：s-1）=流通比特幣的年增長(zhǎng)率，與S2F（stock-to-flow）成反比。以比特幣年變化率(單位:年-1)計(jì)算，然后折算為秒。

· 法幣系數(shù)（$ USD /焦耳）=一個(gè)恒定的換算系數(shù)，考慮到法定貨幣的美元價(jià)值。

由于所有單位的哈希率和供給率抵消，此等式表明，比特幣的公允價(jià)值（V）可以表示為生產(chǎn)它所消耗的能源的焦耳的函數(shù)：

能源價(jià)值公式：比特幣的公允價(jià)值是焦耳的函數(shù)

創(chuàng)建比特幣的能源價(jià)值

為了測(cè)試該理論，除挖礦能源效率以外的所有輸入數(shù)據(jù)均來(lái)自Blockchain.info。

最具挑戰(zhàn)性的部分是隨時(shí)間流逝，對(duì)比特幣能源效率的正確估算。

估算比特幣挖礦能效（J / GH）

比特幣挖礦所需的能源由兩部分驅(qū)動(dòng)，即解決SHA-256算法的哈希率和挖礦硬件本身的能源效率。早期，比特幣挖礦需依靠能源效率非常低下的CPU和GPU。

當(dāng)前ASIC的能源效率比2009年平均比特幣挖礦硬件高出10萬(wàn)倍以上。這意味著，如今，礦工的平均電費(fèi)中相對(duì)較高的一部分已被有效地轉(zhuǎn)換為哈希電力。

為了評(píng)估比特幣挖礦硬件能源效率的歷史概況，我整理了來(lái)自劍橋（僅ASIC），比特幣維基百科（FPGA）和Bitcoin.it（ASIC，CPU和GPU）的150個(gè)比特幣硬件模型的效率?？紤]了提供能量效率（J / GH）的所有ASIC，F(xiàn)PGA以及Intel，AMD和Nvidia硬件，并找到了要評(píng)估的硬件的發(fā)布日期。將常見(jiàn)模型分組，并以等權(quán)重為基礎(chǔ)計(jì)算該模型的平均能效。

然后，計(jì)算比特幣網(wǎng)絡(luò)的每日能源效率為所有硬件的等權(quán)重平均值，該平均值為CPU / GPU / FPGA發(fā)布的2年之內(nèi)和ASIC發(fā)布的1.5年之內(nèi)。之所以選擇折舊年限，是因?yàn)椋?/p>

· 用于CPU和GPU的模型組中的硬件通常需要花費(fèi)數(shù)年的時(shí)間

· 比特幣挖礦在早期通常沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力

· 其他研究還表明，近年來(lái)，ASIC的折舊期限通常為1.5年

最后，計(jì)算了1個(gè)月的能源效率流轉(zhuǎn)的平均值，分階段逐步淘汰模型類型。

實(shí)際上，一些硬件模型的使用范圍更廣，使用壽命更長(zhǎng)。然而，冒著增加能源價(jià)值模型中歷史誤差的風(fēng)險(xiǎn)，從而試圖獲取無(wú)偏差的結(jié)果，沒(méi)有進(jìn)行其他硬件排除邏輯，數(shù)據(jù)清理或數(shù)據(jù)處理。

上述過(guò)程隨時(shí)間推移產(chǎn)生以下比特幣能效走勢(shì)（J / GH）。

比特幣能效提高的S曲線（表示J / GH隨時(shí)間而下降）。請(qǐng)注意，從2013年至2014年推出ASIC以來(lái)，效率急劇提高。

法幣系數(shù)常數(shù)（$ / J）

法幣系數(shù)是將能量投入單位（焦耳）轉(zhuǎn)換為法幣美元的必要常數(shù)。它只是表示“我們”對(duì)能源的重視程度。

根據(jù)上面的能效曲線，得出的法幣系數(shù)為：

2.0E-15

法幣系數(shù)值取決于能效曲線的準(zhǔn)確性，因此，此處提供的值應(yīng)被視為一個(gè)近似估算值。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，美元貶值、惡性通貨膨脹或法幣崩潰將導(dǎo)致法幣系數(shù)以1比1的相對(duì)方式增加。

結(jié)果

繪制結(jié)果表明，從視覺(jué)上看，比特幣的能源價(jià)值與歷史價(jià)格非常吻合。

比特幣10年能源價(jià)值圖?

2013至2014年，由于GPU/FPGA向ASIC硬件轉(zhuǎn)型，比特幣的能源價(jià)值暴跌。盡管在此期間可能會(huì)出現(xiàn)大幅下降，但由于上述硬件使用和折舊模型假設(shè)，此處可能會(huì)有些夸大。

市場(chǎng)力量——彌合供需關(guān)系

第一個(gè)問(wèn)題是，比特幣的能源價(jià)值合乎邏輯嗎？

在“用稀缺性建模比特幣的價(jià)值”一文中，Plan B發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)價(jià)格與比特幣等硬資產(chǎn)的稀缺性之間存在密切關(guān)系。因此我們可以假定，這代表了人類對(duì)長(zhǎng)期價(jià)值保值硬資產(chǎn)的“需求”的基本關(guān)系。

但這里存在一個(gè)問(wèn)題。

并非所有稀缺資產(chǎn)都具有或保持著廣泛的市場(chǎng)價(jià)值。比如說(shuō)，大約有3,000種加密貨幣的市值都低于500美元。許多幣都具有“受限”的供給模型，但市場(chǎng)認(rèn)為它們沒(méi)有根本價(jià)值。它們稀缺，但不值錢。糟糕藝術(shù)品（美國(guó)一家私人博物館專門(mén)搜集并展示世界丑的出奇的藝術(shù)品）、粘在墻上的香蕉（曾經(jīng)一根被沾在墻上的香蕉就賣出了12萬(wàn)美元的高價(jià)），以及許多其他稀有的一次性資產(chǎn)也是如此。這是有道理的，因?yàn)橐撰@得或易復(fù)制的稀有資產(chǎn)的市場(chǎng)價(jià)值都較低。

持續(xù)的、高水準(zhǔn)的人力通常與需求相關(guān)。

當(dāng)把精力（能源）都投入到一項(xiàng)任務(wù)上時(shí)，精力供應(yīng)商（工人）期望他們的努力會(huì)產(chǎn)生需求。當(dāng)供應(yīng)商看到對(duì)其勞動(dòng)成果的需求不斷增長(zhǎng)時(shí)，他們就會(huì)更加努力工作以獲取更大的收益。其他人也可能會(huì)為獲得一些獎(jiǎng)勵(lì)而做出貢獻(xiàn)。但是，如果對(duì)供應(yīng)商勞動(dòng)力的需求下降，或者機(jī)會(huì)下降到轉(zhuǎn)向其他任務(wù)才能夠獲得更高回報(bào)的地步，那么供應(yīng)商可能會(huì)停止為該任務(wù)投入精力。

這既可解釋比特幣算力之爭(zhēng)，也可作為比特幣能源價(jià)值的論據(jù)。

持續(xù)的能源投入代表了供需之間的平衡。不斷上漲的市場(chǎng)價(jià)格通過(guò)算力增長(zhǎng)和技術(shù)改進(jìn)來(lái)激勵(lì)增加的能源投入，從而提高能源效率。因此，市場(chǎng)價(jià)格的大幅上漲通常會(huì)導(dǎo)致承諾能源的長(zhǎng)期增長(zhǎng)，從而提高比特幣的能源價(jià)值。但是，當(dāng)投機(jī)行為導(dǎo)致價(jià)格暴漲，而能源投入?yún)s沒(méi)有相應(yīng)增加時(shí)，價(jià)格便會(huì)歷史性暴跌回能源價(jià)值。

這是均值回歸現(xiàn)象。正如任何由基本面驅(qū)動(dòng)的內(nèi)在價(jià)值估計(jì)所預(yù)期的那樣。

比特幣的價(jià)格和能源價(jià)值相互接近，就像磁鐵一樣。雖然兩者之間可能存在偏差，也確實(shí)存在偏差，但它們總是閉合的。盡管能源價(jià)值在數(shù)學(xué)上與比特幣的交易價(jià)格和交易量無(wú)關(guān)，但它是通過(guò)市場(chǎng)上那只“看不見(jiàn)的手”相互聯(lián)系的。

能源價(jià)值基于供給增長(zhǎng)率（stock-to-flow）和能源投入來(lái)獲取對(duì)稀有資產(chǎn)的長(zhǎng)期需求，并代表了比特幣供需之間的共生關(guān)系。

表現(xiàn)

據(jù)2010年1月的每日數(shù)據(jù)顯示，“能源價(jià)值”公式的R2等于實(shí)際比特幣價(jià)格的80％（R2越高，模型就越符合現(xiàn)實(shí)）。相比之下，S2F模型在相同數(shù)據(jù)下的R2為88％。雖然比S2F低8％，但需要考慮以下幾點(diǎn)：

比特幣的能源價(jià)值高度依賴于預(yù)估的能源效率。本文手動(dòng)整理了150個(gè)比特幣硬件細(xì)節(jié)，當(dāng)然不排除存在數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或遺漏的情況。折舊期是現(xiàn)實(shí)的近似值。效率還可能會(huì)隨著運(yùn)行條件和超頻的變化而變化。要詳盡表示出每個(gè)比特幣礦工在歷史上每個(gè)時(shí)間點(diǎn)使用的硬件是不可能的。因此產(chǎn)生錯(cuò)誤也不可避免。

如果所有比特幣礦工都突然停止挖比特幣，那么基于S2F的預(yù)測(cè)，比特幣價(jià)格將達(dá)到無(wú)窮大。能源價(jià)值預(yù)測(cè)為零。如果所有礦工都放棄比特幣，比如發(fā)生了災(zāi)難性事件（如SHA-256算法被破解），并創(chuàng)造“更好的”貨幣/財(cái)富存儲(chǔ)，那么礦工就不會(huì)產(chǎn)生新區(qū)塊，不會(huì)發(fā)送任何交易，網(wǎng)絡(luò)也將失效。在這種情況下，僅S2F模型（0.4 *SF3）會(huì)認(rèn)為比特幣具有無(wú)限價(jià)值。能源價(jià)值模型指出，如果所有礦工明天都停止挖比特幣，那么電力投入將為零，比特幣將一文不值。

S2F模型是一個(gè)擬合冪律。由于比特幣價(jià)格具有指數(shù)性表現(xiàn)，因此需通過(guò)S2F模型的冪律來(lái)匹配。優(yōu)化參數(shù)就可以獲得較好的比特幣價(jià)格擬合精度。能源價(jià)值沒(méi)有曲線擬合參數(shù)，只有一個(gè)固定常數(shù)，并可將純能源轉(zhuǎn)換為美元。實(shí)際上，挖礦硬件功效的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)與算力的增長(zhǎng)很可能就解釋了S2F的指數(shù)關(guān)系。

綜上所述，80％的R2被認(rèn)為是能源價(jià)值的有利結(jié)果。

比特幣的能源價(jià)值與S2F

投資機(jī)會(huì)

從上圖可以看出，比特幣價(jià)格與公允價(jià)值之間的拐點(diǎn)和巨大差距可預(yù)示買賣比特幣的大好時(shí)機(jī)。

能源投入的大幅下降往往預(yù)示著較好的退場(chǎng)時(shí)機(jī)，而強(qiáng)勁的能源投入增長(zhǎng)則代表了大好的買入時(shí)機(jī)。

能源價(jià)值公式表示，比特幣目前（2019年12月12日）的公允價(jià)值約為11,500美元，比當(dāng)前交易價(jià)格高50％。

這表明，比特幣在2019年12月初有很高的風(fēng)險(xiǎn)回報(bào)。以下的能源價(jià)值振蕩圖也顯示出了積極的前景。

但是，能源投入隨時(shí)可能下降。

從歷史上看，在算力下降時(shí)進(jìn)行買入是不明智的，而在算力恢復(fù)時(shí)買入，風(fēng)險(xiǎn)回報(bào)會(huì)高得多。

上圖：能源價(jià)值振蕩圖

此圖表示價(jià)格占能源價(jià)值的百分比。2019年的走勢(shì)看起來(lái)與之前的牛市征兆極為相似。

啟示

通過(guò)考慮能源及供給的增長(zhǎng)，我們發(fā)現(xiàn)比特幣價(jià)格與其價(jià)值之間存在內(nèi)在聯(lián)系。

比特幣的價(jià)值是其能源投入（以焦耳為單位）的函數(shù)。

以下是“能源價(jià)值”公式的一些啟示：

· 挖礦網(wǎng)絡(luò)的健康狀況與比特幣的價(jià)值存在著內(nèi)在的聯(lián)系

· 電能投入的增加會(huì)提高比特幣的基本價(jià)值（反之亦然）

· 算力越高（能源效率不變），每枚比特幣的價(jià)值就更高

· 哈希技術(shù)的重大改進(jìn)（如ASIC的引入）導(dǎo)致比特幣的短期內(nèi)在價(jià)值出現(xiàn)相當(dāng)大的波動(dòng)，這是由于能源效率的顯著提高，而不是依靠算力的增長(zhǎng)。

· 如果量子計(jì)算（或其他重大技術(shù)進(jìn)步）解決SHA-256算法的網(wǎng)絡(luò)總能源更少，那么能源價(jià)值公式所表示比特幣的內(nèi)在價(jià)值將會(huì)下跌。

· 更改比特幣代碼以提高比特幣的供給增長(zhǎng)率會(huì)降低每枚流通幣的基本價(jià)值。

· 若比特幣在2140年仍被哈希，那么它的供給增長(zhǎng)率將為零。能源價(jià)值公式就好比S2F模型，可以預(yù)測(cè)那時(shí)的比特幣無(wú)限價(jià)值（以美元計(jì)算）。但是，與S2F不同，這要取決于當(dāng)時(shí)正進(jìn)行的挖礦作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。

如果比特幣成功坐上財(cái)富存儲(chǔ)和/或全球貨幣的寶座，金融市場(chǎng)也許就會(huì)有證據(jù)表明，價(jià)值與努力（工作中所消耗的精力）存在內(nèi)在聯(lián)系。

人類的時(shí)間是有限的，因?yàn)檫@是我們最寶貴的資源。我們選擇將精力和時(shí)間投入到種種事情上，這是我們最有價(jià)值的選擇。

比特幣可以用能源衡量。正如質(zhì)量可以用能源來(lái)表示，比特幣的價(jià)格也可以。
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