在全球数字货币领域，比特币挖矿一直是能源消耗与环保争议的焦点。然而，最新研究显示，这一行业正悄然发生积极转变。
剑桥大学法官商学院替代金融中心（CCAF）近期发布了《剑桥数字挖矿产业报告》，该报告调查了来自16个司法管辖区的49家数字挖矿公司，业务覆盖23个国家，涵盖了全球近48%的比特币网络算力，为我们揭示了挖矿行业的最新趋势。
报告核心发现概览
挖矿硬件效率显著提升
比特币挖矿硬体的能源效率年成长率达到24%，预计至2024年6月可提升至28.2 J/TH（焦耳/太哈希）。J/TH是衡量挖矿硬件能源效率的单位，数值越低代表越省电。
总用电量持续增长
尽管硬件效率改善，但由于全网算力增长，比特币挖矿年总用电量仍上升17%，达到138太瓦时（TWh），约占全球总电力使用量的0.54%。
电费构成主要运营成本
电力成本是矿工最主要的运营支出，占比超过80%。受访矿工的中位电价为每兆瓦时（MWh）45美元（仅电费）或55.5美元（含总成本）。
全球挖矿格局与能源结构
北美主导算力分布
数据显示，美国（75.4%）和加拿大（7.1%）是当前比特币挖矿活动的主力地区，表明挖矿产业重心持续向北美集中。同时，南美、中东与北欧等地的活跃度也在提升，全球挖矿格局呈现多元化发展趋势。
永续能源采用率大幅上升
一个令人鼓舞的发现是，52.4%的受访矿工使用了永续能源，这一比例在2022年仅为37.6%。其中，风力和水力等可再生能源占42.6%，核能占9.8%。
此外，能源结构也在转变。天然气在2024年成为比特币挖矿的最大能源来源，占比达38.2%，远超过燃煤的8.9%（2022年仅为36.6%）。
环境影响的客观评估
报告通过模型估算，全球比特币挖矿年碳排放量约为39.8公吨二氧化碳当量（MtCO₂e），相当于斯洛伐克的年排放量，在全球184个国家中排名第118位。
值得注意的是，由于部分矿工使用回收的废气发电，实际碳足迹可能介于32.9至37.6 MtCO₂e之间。报告指出，约70.8%的矿工正在积极为气候和环保能源做出努力。
产业运营与风险管理
挖矿成为电网“弹性负载”
2023年，比特币挖矿公司合计减少了888吉瓦时（GWh）的电力使用，展现出其调节用电的强大能力。这意味着比特币挖矿有潜力成为电网中重要的“大型弹性负载”，尤其是在风能、太阳能等不稳定可再生能源占比增加的未来，通过快速增减用电来帮助电网保持稳定。
硬件市场高度集中，固件市场分散
比特币挖矿芯片硬件市场呈现高度集中化，前三大制造商合计市占率超过99%。相比之下，固件（运行在硬件上的软件）市场则更为多元，由标准方案、第三方方案和专有方案共同构成。
矿机回收再利用成果显著
报告驳斥了关于矿机浪费的批评。数据显示，高达86.9%的退役矿机硬件通过转售、回收或重新部署得到再利用，显示出矿机寿命管理具备良好的循环经济特性。
当然，挑战依然存在。2024年，与挖矿相关的电子废弃物仍达到约2,300公吨，对环境仍构成压力。
主要风险与矿工应对策略
矿工面临的最大风险依次是：电费价格波动、法规政策变动以及比特币价格下跌。
为此，矿工们主要采取三种应对策略：
- 跨地域设厂：分散单一地区的政策或能源风险。
- 业务多元化发展：开拓其他收入来源。
- 签订长期电价合约：锁定成本，减少价格波动带来的不确定性。
未来趋势与产业转型
预测准确但偏保守
报告发现，比特币矿工对全网算力增长的预测相对准确，显示出他们对产业内在趋势有深刻理解。然而，他们对比特币价格的预期则普遍偏保守，反映了其对市场波动持审慎态度。
转型压力下的创新之路
随着比特币挖矿难度增加与区块奖励减少，矿工的利润空间持续受压。产业正面临转型，企业主要采取两大策略：
- 业务多元化：利用其强大的算力基础，进军高性能运算（HPC）或人工智能（AI）等新兴领域。
- 能源创新：通过回收废热、参与电网需求侧响应（DSR）等项目，提高能源效率并创造额外收益。
常见问题
Q1: 什么是比特币挖矿？
A: 比特币挖矿是指通过计算机算力竞争来验证交易、维护比特币分布式账本的过程。成功验证新区块的矿工会获得比特币作为奖励，这也是新比特币被创造出来的方式。
Q2: 报告中的“永续能源”具体指什么？
A: 报告中的永续能源主要包括可再生能源（如风能、水能、太阳能，占比42.6%）和核能（占比9.8%）。52.4%的占比意味着超过半数的挖矿活动使用了这些低碳能源。
Q3: 矿机回收率高达86.9%，是如何实现的？
A: 高回收率主要通过三种方式实现：将退役矿机转售给算力要求较低的地区市场、拆解零件进行回收利用、或将整机重新部署到电费更低廉的地区继续工作。
Q4: 比特币挖矿为什么能成为电网的“弹性负载”？
A: 挖矿作业可以几乎瞬时启动或停止。在电网用电高峰、供应紧张时，矿场可以快速关机让电；在电网有冗余电力（如风力发电夜间过剩）时，则可以开机消耗电力，从而帮助平衡电网供需。
Q5: 目前比特币挖矿面临的最大挑战是什么？
A: 根据报告，最大的运营挑战是电力成本的波动和各地法规政策的不确定性。此外，比特币本身价格的波动也直接影响矿工的收益。
Q6: 普通投资者如何参与比特币挖矿？
A: 个人直接参与挖矿门槛已很高。通常可以通过购买云算力合约、投资挖矿上市公司股票或基金等方式间接参与。👉了解更多参与方式与实时数据
结语
剑桥大学的这份报告清晰地勾勒出比特币挖矿产业正在经历的深刻变革：它正从一个备受争议的能源密集型产业，逐步转向更具永续性、创新性和战略弹性的发展方向。
尽管电力成本与法规不确定性仍是主要风险，但通过能源创新、多角化经营以及对环境责任的重视，挖矿企业正在为整个产业的可持续发展铺路。未来，这场关于效率、弹性与责任的新竞赛，值得持续关注。