比特幣在能源投入中的價值探討

比特幣市場中，針對影響比特幣價格的因素一直未有定論。比特幣的價值支撐到底在哪里？哪些因素影響著幣價？如何對比特幣走勢進行估計？本文作者從能源投入的角度，做了一種假設(shè)，探討了比特幣價格和能源投入間的關(guān)系，希望為比特幣投資者提供一些參考。

能源投入的單位：焦耳，可以用來評估比特幣的公允價值

能源投入的增加會提高比特幣的公允價值(反之亦然)

比特幣的價格在一定程度上反映了其能源消耗成本的平均值

能源價值模型顯示，比特幣在2019年12月12日的公允價值約為11,500美元，比當(dāng)前幣價高出50%。

1、發(fā)現(xiàn)：幣價和能源消耗的緊密聯(lián)系

在作者之前的文章里，曾講到：比特幣的電力消耗可用于估算生產(chǎn)成本，進而可以通過生產(chǎn)成本估計礦工的盈利能力。通過觀察比特幣的價格與生產(chǎn)支出之間的關(guān)系，我們發(fā)現(xiàn)：比特幣生產(chǎn)成本的變化與能源消耗以及挖礦設(shè)備的效率有著緊密聯(lián)系。

假設(shè)其他因素保持不變的話，我們來考慮一個問題:

比特幣的基本價值能否僅用能源消耗來衡量?

2、模型：計算比特幣的公允價值

假設(shè):比特幣的公允價值是能源消耗（Energy Input）、供應(yīng)增長率（Supply Growth Rate）和代表能源的法幣系數(shù)f的一個常數(shù)的函數(shù)。

這些變量可以組合成以下方程，稱為比特幣的能量值(V):

其中:

能源消耗(單位:瓦)=哈希率(GH/s) *挖礦效率(J/GH)

供應(yīng)增長率(單位：s-1) =比特幣流通量的年增長率，等于儲量產(chǎn)量模型（S2F）的倒數(shù)。以比特幣年變化率(單位:年-1)計算，然后折算為秒

法幣系數(shù)（美元 /焦耳）=一個恒定的換算系數(shù)，以考慮能源的法幣價值

由于所有單位的哈希率和供應(yīng)率可以抵消，該方程表明，比特幣的公允價值(V)可以表示為生產(chǎn)一個比特幣的能源消耗:

能源價值公式:比特幣的價值是能源消耗的函數(shù)

3、計算：比特幣的能源價值

為了驗證這個理論，除了挖礦能源效率外，所有的輸入數(shù)據(jù)都來自：blockchain.info。

最具挑戰(zhàn)性的部分是在不同時間點，對比特幣挖礦的能源效率的準(zhǔn)確評估。

3.1 評估比特幣挖礦的能源效率(J/GH)

比特幣挖礦的能源消耗與兩個因素有關(guān)：SHA-256算法的哈希率和礦機本身的能效。

早期，比特幣是使用的高能耗的CPU和GPU挖礦。

而現(xiàn)在ASIC礦機的挖礦效率，比2009年使用的礦機的效率高出10萬倍以上。這意味著，如今礦工的平均電費中相對較高的一部分，已經(jīng)轉(zhuǎn)化為有效的哈希算力。

為了評估比特幣礦機能效的歷史概況，我計算了來自Cambridge(僅ASICs)、BitcoinWiki (FPGAs)和 Bitcoin.it (ASICs, CPUs 和 GPUs)的150個比特幣礦機的能效?？紤]了能源效率（J / GH）的所有ASIC，F(xiàn)PGA以及Intel，AMD和Nvidia硬件，并找到了大概的礦機面世時間。將常見模型分組，并在等權(quán)重的基礎(chǔ)上計算了該模型的平均能效。

然后，將比特幣網(wǎng)絡(luò)的每日能源效率計算為所有硬件的加權(quán)平均值，該平均值在CPU / GPU / FPGA發(fā)布后的兩年內(nèi)，和發(fā)布ASIC的1.5年之內(nèi)。

之所以選擇折舊年限，是因為：

CPU和GPU的礦機通常會使用數(shù)年的時間

比特幣挖礦在早期通常沒有競爭力

其他研究還表明，近年來，ASIC的折舊期限通常為1.5年

最后，計算了1個月的能源效率移動平均值，以分階段逐步淘汰模型類型。

實際上，某些礦機具有更廣泛的用途和更長的使用壽命。但是，由于存在增加能源價值模型中的歷史誤差的風(fēng)險，并且想盡力獲得一個無偏見的結(jié)果，我們沒有將這些礦機進行排除、數(shù)據(jù)清理或其他數(shù)據(jù)操作。

在上述過程中，隨著時間的推移，比特幣能源效率(J / GH)形成以下走勢。

隨比特幣挖礦效率提高的S曲線（表示J / GH隨時間推移逐步下降）。請注意，從2013年至2014年推出ASIC型礦機以來，挖礦效率急劇提高。

3.2 ?計算法幣系數(shù)（美元 /焦耳）

法幣系數(shù)是將能源消耗單位(焦耳)轉(zhuǎn)換為法幣（美元）的一個常數(shù)。它僅表示“我們”對能源的重視程度。

根據(jù)上述的能源效益曲線，得出的法幣系數(shù)為:2.0E-15

法幣系數(shù)的值取決于能源效率曲線的準(zhǔn)確性，因此這里所提供的值應(yīng)視為是一個近似的估值。從長期來看，美元貶值、惡性通貨膨脹或法幣***將導(dǎo)致法幣系數(shù)以1比1的相對方式增加。

4、結(jié)論：能源價值和歷史幣價吻合

繪制結(jié)果顯示，比特幣的能源價值與歷史價格非常吻合。

比特幣能源價值10年走勢圖

2013 - 2014年，比特幣的能源價值大幅下跌，這主要是由GPU/FPGA向ASIC礦機的轉(zhuǎn)型所推動的。雖然在此期間可能有大幅下降，但由于上面概述的硬件使用和折舊模型假設(shè)，這個結(jié)果有夸大的可能。

5、市場力量——搭建供應(yīng)和需求的橋梁

第一個問題是：

比特幣的能源價值模型合乎邏輯嗎?

在“用稀缺性來搭建的比特幣價值模型”一文中，Plan B發(fā)現(xiàn)市場價格與比特幣等資產(chǎn)的稀缺性有很強的關(guān)系。我們可以假定，這代表了人類對長期“硬通貨”、保值資產(chǎn)的“需求”的基本關(guān)系。

但這里有個問題。

并非所有稀缺資產(chǎn)都具有或保持著廣泛的市場價值。例如，大約有3000種加密貨幣的市值在500美元以下。這些代幣中有許多具有“有限”的供應(yīng)模型，但市場依舊認(rèn)為它們沒有基本價值。稀缺，但不值錢。容易獲得或復(fù)制的稀缺資產(chǎn)具有較低的市場價值。

持續(xù)的、高水平的人力投入通常與需求相關(guān)。

當(dāng)把精力（能源）投入到一項事件中時，精力的提供者（工人）期望他人對他們的付出有需求。當(dāng)供應(yīng)商看到他們的勞動成果，對工人的需求增長時，工人會更加努力地工作以獲得更大的回報。然而，如果供應(yīng)商對勞動力的需求下降，或者工人可以在其他地方獲得更好回報的時候，他們就可能會停止對該事件的投入。

這既可以解釋比特幣的算力之爭，也可以作為比特幣能源價值模型的論據(jù)。

持續(xù)的挖礦投入代表了供需之間的平衡。不斷上漲的比特幣價格通過算力增長和技術(shù)的改進，來激勵礦工增加挖礦投入，從而提高能源效率。因此，市場價格的大幅上漲通常會促進挖礦投入的增加，因此也會提高比特幣的能源價值。然而，當(dāng)投機行為導(dǎo)致價格飛漲時，如果沒有相應(yīng)地增加能源消耗，根據(jù)歷史經(jīng)驗，價格就會暴跌回能源價值。

它表示了均值回歸的現(xiàn)象，正如那些由基本面驅(qū)動的內(nèi)在價值估值所期望的一樣。

比特幣的價格和能源價值是相互聯(lián)系的，就像磁鐵一樣緊密聯(lián)系。盡管兩者之間可能存在偏差，但它們最終是契合的。盡管在數(shù)學(xué)上比特幣的能源價值與交易價格和交易量無關(guān)，但是，市場這只 “看不見的手”把他們聯(lián)系在一起。

比特幣價值基于儲量產(chǎn)量模型和挖礦支出來獲取對稀缺資產(chǎn)的長期需求，代表了比特幣供需之間的共生關(guān)系。

6、衡量：能源價值模型的有效程度

根據(jù)2010年1月的每日數(shù)據(jù)，“能源價值”公式的R2為實際比特幣價格的80% (R2越高，模型越符合現(xiàn)實)。相比之下，在相同數(shù)據(jù)下，儲量產(chǎn)量模型在相同數(shù)據(jù)下的R2為88%。

雖然比儲量產(chǎn)量模型模型低8%，但有幾點需要考慮:

比特幣的能源價值高度依賴于我們估算的挖礦效率。在本次分析***人工整理了150個比特幣礦機的詳細信息，存在數(shù)據(jù)遺漏或數(shù)據(jù)錯誤的可能性。折舊期是實際情況的近似值。效率還可能根據(jù)運行條件和超頻的變化而變化。不可能完美呈現(xiàn)出每個比特幣礦工在歷史上的每個時間點使用的礦機。因此，這里可能會出現(xiàn)一些誤差。

如果所有礦工都突然停止開采比特幣，那根據(jù)儲量產(chǎn)量模型的預(yù)測，比特幣價格將達到無窮大。能量價值預(yù)測則為零。如果所有礦工都放棄比特幣(如災(zāi)難性事件發(fā)生：SHA-256算法的***，更好的財富存儲方式產(chǎn)生)，就不會產(chǎn)生新的區(qū)塊，不會發(fā)送任何交易，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)就當(dāng)于癱瘓。在這樣的情況下，僅使用儲量產(chǎn)量模型?(0.4 *SF3)將認(rèn)為比特幣有無限的價值。而能源價值模型則表示：如果所有礦工明天都停止開采比特幣，那么電力輸入將為零，比特幣將一文不值。

儲量產(chǎn)量模型模型是一個擬合的冪律。比特幣的價格已經(jīng)有了指數(shù)級的表現(xiàn)，并特別選擇了儲量產(chǎn)量模型來匹配它。通過優(yōu)化參數(shù)，獲得了較好的比特幣價格擬合精度。能源價值沒有曲線擬合參數(shù)，只有一個固定的常數(shù)，允許將純能量轉(zhuǎn)換成美元。事實上，礦機的挖礦效率的指數(shù)級增長與哈希率的增長可能解釋了儲量和產(chǎn)量的指數(shù)關(guān)系。

綜上所述，80% R2被認(rèn)為是能源價值的強結(jié)果。

7、根據(jù)能源價值模型尋找投資機會

比特幣的能源價值模型和儲量產(chǎn)量模型

從上圖中我們可以看出，比特幣價格與公允價值之間的拐點和巨大差距預(yù)示著買賣比特幣的大好時機。

能源消耗的大幅下降往往意味著退出市場的好時機，而強勁的能源消耗增長則代表了買入的大好時機。

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

這表明，比特幣在2019年12月上旬將會有巨大的風(fēng)險回報。下面的能源價值振蕩圖也給出了一個積極的信號。

但是，能源消耗可以在任何時候下降。

從歷史上看，在哈希率下降時買進是不明智的，而在哈希率回升時買入，風(fēng)險回報要高得多。

能源價值振蕩圖

比特幣價格占能源價值的百分比。2019年的走勢看起來與之前的牛市開始前的特征非常相似。

8、能源價值模型帶來的啟示

通過考慮能源和供應(yīng)的增長，我們發(fā)現(xiàn)了比特幣的價格和價值之間的內(nèi)在聯(lián)系。

比特幣的價值是其以焦耳為單位的能量投入的函數(shù)。

以下是能源價值模型的一些含意:

挖礦網(wǎng)絡(luò)的健康程度與比特幣的價值有著內(nèi)在的聯(lián)系

電費投入的增加會增加比特幣的基本價值(反之亦然)

更高的哈希率(能源效率不變的情況下)意味著每個比特幣的價值更高

挖礦技術(shù)的重大改進(如ASICs的使用)導(dǎo)致比特幣的短期內(nèi)在價值出現(xiàn)相當(dāng)大的波動，這是由于能源效率的顯著提高，而不是算力的增長

如果量子計算機技術(shù)(或其他重大技術(shù))的進步，使得攻擊SHA-256算法的成本更低，根據(jù)能量價值公式，比特幣的內(nèi)在價值將下降

更改比特幣的代碼，以增加比特幣的供應(yīng)增長率，會降低每個流通的比特幣的基本價值

2140年，如果比特幣還沒死的話，則其供應(yīng)增長率將為零。能源價值模型，就像儲量產(chǎn)量模型一樣，可以預(yù)測到那時的比特幣超高價值(以美元計算)。然而，與儲量產(chǎn)量模型不同的是，這取決于挖礦活動的發(fā)展情況。

如果比特幣被大量用作價值存儲工具或全球貨幣的一種，我們可能會有更多的金融數(shù)據(jù)表明，其價值與挖礦活動中消耗的能量有著內(nèi)在的聯(lián)系。

我們的時間是有限的——它是我們最有價值的資源。我們選擇把精力和時間投入到這件事情上，這是我們最有價值的選擇。

比特幣的價值可以用能源價值衡量。正如質(zhì)量可以用能源來表示，比特幣的價格也可以。
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