Arcane Research：ビットコインは将来どれくらいのエネルギーを消費するのか？

出典 ：Arcane Blog

翻訳 ：白沢研究院

ビットコインに関する議論の焦点は、ほとんどがビットコインの現在のエネルギー消費に集中していますが、将来の発展について考える人はほとんどいません。本記事では、いくつかの価格シナリオに基づいて、ビットコインの将来のエネルギー消費を推定します。

ビットコインの将来のエネルギー消費を決定する要因は何ですか？

詳細な推定を行う前に、ビットコインの将来のエネルギー消費を決定する要因を理解する必要があります。最も重要な変数はビットコインの価格、取引手数料、マイナーが電力に費やす収入の割合、およびマイナーの平均電気料金です。

ビットコインの年エネルギー消費 = BTC 価格 X（ブロック補助金 + ブロックあたりの平均取引手数料）X 年間のブロック数 X マイナーがエネルギーに費やす収入の割合 / マイニング業界の平均エネルギー価格

ビットコインの価格

ビットコインの価格は、ビットコインの将来のエネルギー消費を決定する最も重要な要因です。

ビットコインの価格にブロック報酬を掛けることで、ビットコインマイナー全体の収入が決まります。これには、彼らのコストと利益率が含まれます。ビットコインの価格が上昇すると、全体のマイナーの収入が増加し、短期的にはマイナーの利益率が向上します。ビットコインマイニングは競争が激しく、参入障壁が低い業界であり、これらの高い利益率は自然により多くのマイナーを引き寄せ、エネルギー消費の増加を引き起こします。

取引手数料

現在、多くのマイナーは取引手数料をほとんど考慮していません。なぜなら、それはマイナーの総収入のごく一部に過ぎないからです。したがって、なぜ私たちがビットコインの取引手数料の水準が将来のエネルギー消費にとって重要であると考えるのか、驚くかもしれません。

ビットコインマイナーは毎年52,560のブロックを生成し、最初にブロックを取得したマイナーがブロック報酬を得ます。ブロック報酬はブロック補助金と取引手数料の2つの部分で構成されています。

ブロック補助金は新たに鋳造されたビットコインであり、取引手数料はブロックに含まれる取引の送信者がマイナーにチップとして支払うビットコインです。

CoinMetricsのデータによると、各ブロックの歴史的な平均取引手数料は0.4ビットコインであり、これは現在のブロック報酬のごく一部に過ぎません。

取引手数料はブロック報酬の中では重要でないように見えるかもしれませんが、ブロック補助金が約4年ごとに半減するため、その重要性は徐々に増していきます。

2040年までに各ブロックの取引手数料が0.4ビットコインに維持されると仮定します。取引手数料は一定ですが、ブロック補助金は4年ごとに半減するため、取引手数料は徐々にブロック報酬のより大きな割合を占めるようになります。私の推定によれば、2040年までに取引手数料の割合は67%に増加し、ブロック補助金は0.195ビットコイン、取引手数料は0.4ビットコインになります。

ビットコインの価格がビットコインの将来のエネルギー消費を決定する最も重要な要因である一方で、取引手数料もその後に続き、将来的にはその重要性がさらに増すでしょう。

マイナーが電力に費やす収入の割合

ビットコインマイナーは収入の一定割合をエネルギーに費やします。この割合が高いほど、業界のエネルギー消費は高くなります。この割合が2040年までにどのように発展するかを推定するためには、再び業界の競争の性質を見直す必要があります。

どの業界でも、費用は主に2つの部分に分けられます：CAPEX（資本支出）とOPEX（運営費用）。ビットコインマイナーにとって、CAPEXは設備と電気インフラで構成され、OPEXは主にエネルギーです。現在、88 TWhのエネルギー消費と1 MWhあたり50ドルの平均エネルギー価格に基づくと、ビットコインマイナーは収入の約50%をエネルギーに費やしています。

私は、業界が成熟するにつれて、ビットコインマイナーのエネルギーに対する収入の割合は現在の水準よりも一定の増加があると信じています。業界が成熟するにつれて、これは史上最も競争の激しい業界になる可能性があります。これは規制が難しく、参入障壁が低いグローバルな業界です。競争の力は長期的に利益率を削るかもしれませんが、異常に安価な電力を得られるマイナーは除外されます。

さらに、ASICの改善が鈍化しているため、CAPEX部分は徐々に低下します。これらのトレンドを説明するために、マイナーの収入のうちエネルギーに費やす割合が毎年2%増加すると仮定します。これにより、2040年には71%に達することになります。

ビットコインマイニング業界の平均エネルギー価格

私が説明したように、ビットコインマイナーはビットコインの価格とブロック報酬に応じて特定の年収を共同で得ます。彼らはこの収入の一定割合をエネルギーに費やしますが、これは業界の競争の仕方によります。エネルギーコストがどのようにエネルギーに変換されるかを理解するためには、業界の平均エネルギー価格を推定する必要があります。

私たちはビットコインマイニング業界の平均電気料金を1 MWhあたり50ドルと推定しており、私は近い将来この水準を維持すると信じています。私たちは世界的に高インフレを目の当たりにしており、この状況は続く可能性が高いです。それにもかかわらず、ビットコインマイニングの超競争性は、マイナーがより安価なエネルギーを探す動機となります。

ビットコインマイニングは場所に依存しない業界であり、これはほぼどこでも規制が許可されている場所でマイニングビジネスを設立できることを意味します。2040年までに、私はほとんどのビットコインマイナーが電力網よりもはるかに安価なフレアエネルギーを使用すると信じています。一部のマイナーはまだ電力網に接続しているかもしれませんが、彼らは需要応答サービスを提供したり、機器の熱出力を販売することでエネルギーコストを削減します。

マイナーはエネルギー業界に積極的な外部効果を提供することでエネルギーコストを削減し、これがインフレの影響を相殺します。したがって、私はマイニング業界の平均エネルギー価格が1 MWhあたり50ドルのままであると信じています。

ビットコインは重要なエネルギー消費者になる可能性があるが、それは価格次第

ビットコインマイニングに関するニュースの見出しを読んだことがあるなら、この業界が現在、世界的なエネルギー消費者であると考えるかもしれません。

しかし、ビットコインマイニングは年間88 TWhしか消費せず、これは世界のエネルギー消費173,340 TWhの0.05%です。これは、ビットコインマイニングの現在のエネルギー消費が世界的には非常に小さな数字であることを意味します。

ビットコインマイニングの現在のエネルギー消費は限られていますが、歴史的にはビットコインの価格が上昇するにつれて急速に増加しています。もしビットコインの価格が今後数十年にわたって急騰し続ければ、ビットコインマイニングは世界の主要なエネルギー消費者に成長する可能性があります。

ビットコインの価格は、ビットコインの将来のエネルギー消費を決定する最も重要な要因です。したがって、私は3つのシナリオをシミュレーションしました：

1. ビットコインの価格が2040年に200万ドルに線形的に成長する強気シナリオ。

2. ビットコインの価格が2040年に50万ドルに線形的に成長する中立シナリオ。

3. ビットコインの価格が2040年に10万ドルに線形的に成長する弱気シナリオ。

以下の図に示すように、ビットコインの将来のエネルギー消費は、将来のビットコインの価格によって大きく異なります。

もし2040年までにビットコインの価格が200万ドルに達すれば、ビットコインは年間894 TWhを消費する可能性があります------これは現在の水準の10倍の増加です。このエネルギー消費は、2040年の世界のエネルギー消費の0.36%に相当し、今日の0.05%のシェアと比較してかなりの増加です。

中立的なシナリオ、すなわち2040年にビットコインの価格が50万ドルに達する場合を見てみましょう。この場合、ビットコインは年間223 TWhを消費し、現在の水準のわずか2倍を超えます。このエネルギー消費の小幅な増加は驚くべきことです。なぜなら、50万ドルのビットコイン価格はビットコイン価格が20倍に上昇したことを意味するからです。ここで、私たちは半減の影響を見ていますが、これは本文の後半で説明します。

弱気のシナリオでは、ビットコインの価格は2040年に10万ドルに達します。これは現在の価格の4倍以上を意味しますが、ビットコインの年エネルギー消費量は45 TWhに半減し、世界のエネルギー消費量の0.02%を占めます。中立的なシナリオと同様に、これが半減の魔力です。

シナリオ分析：ビットコインの価格と取引手数料

上記の3つのシナリオは、価格のみに異なります。前述のように、取引手数料の高低もビットコインの将来のエネルギー消費に大きな影響を与えます。したがって、2040年のビットコインのエネルギー消費量がビットコインの価格と取引手数料によってどのように異なるかを理解するために、シナリオ分析を含めました。

上の表では、2040年に200万ドルのビットコイン価格を計算した場合、取引手数料がビットコインのエネルギー消費に大きな影響を与えることがわかります。各ブロックの取引手数料が0.1ビットコイン増加するごとに、ビットコインのエネルギー消費は150 TWh増加し、現在の88 TWhのエネルギー消費のほぼ2倍になります。

表のもう一つの興味深い結論は、各ブロック0.4ビットコインの歴史的平均取引手数料を考慮すると、ビットコインの価格は2040年に20万ドルを超えなければ、エネルギー消費を現在の水準に維持できないということです。ここでも、私たちは再び半減の影響を見ています。

上の図は前の図と同じですが、TWh単位ではなく、世界のエネルギー消費の割合でエネルギー消費を示しています。ここでは、2040年の世界のエネルギー消費の年成長率を2%と仮定しています。

もし2040年にビットコインの価格が200万ドルに達し、取引手数料が歴史的平均水準に維持されれば、ビットコインの世界のエネルギー消費におけるシェアは0.36%になります。今日のわずか0.05%の水準と比較して、これは大きな増加ですが、ビットコインの批評家が予測する「世界の終わり」にはまだ遠く及びません。このようなエネルギー消費の下で、ビットコインマイニングは重要なエネルギー集約型産業と見なされるでしょうが、依然として世界のエネルギーの2%を消費するセメント生産などの産業には遠く及びません。

半減はビットコインのエネルギー消費の増加を制限する

下の図は、2022年から2040年までのビットコインのエネルギー消費の発展に関する私たちの推定を示しています。すべての価格シナリオにおいて、エネルギー消費は4年ごとに大幅に減少することがわかります。その理由は、ブロック補助金が210,000ブロックごと、または4年ごとに半減するからです。

ブロック補助金が4年ごとに半減するため、ビットコインマイニングは徐々にエネルギー消費を減少させます。時間が経つにつれて、ブロック補助金の半減がビットコインマイニングのエネルギー消費に与える影響は徐々に弱まります。

各ブロックの取引手数料が0ビットコインであると仮定すると、ビットコインの価格がブロック補助金の減少速度を上回る速度で上昇しない限り、ビットコインのエネルギー消費は増加しません。ブロック補助金は4年ごとに半減し、ビットコインの価格はこの影響を相殺するために4年ごとに倍増する必要があります。この場合、ビットコインの価格は2040年までに約65万ドルに達する必要があり、そのエネルギー消費は現在を上回ることになります。

しかし、取引手数料は確実に存在します。ビットコインの歴史的平均取引手数料は0.4ビットコインです。この取引手数料がこの水準に維持されると仮定すると、ビットコインの価格はブロック補助金の半減の影響を相殺するために4年ごとに倍増する必要はありません。この場合、ビットコインの価格が20万ドルを超えると、2040年のビットコインのエネルギー消費が増加します。

結論

ビットコインの将来のエネルギー消費は非常に不確実であり、いくつかの要因に依存します。しかし、確かなことは一つあります：ビットコインの価格が数百万ドルに達しない限り、ビットコインは主要なグローバルエネルギー消費者にはなりません。

ビットコインの価格の上昇は、より多くのマイニング活動とより高いエネルギー消費を刺激しますが、半減は逆の効果をもたらします。半減のために、ビットコインの価格は驚異的な速度で上昇し続けなければ、ビットコインのエネルギー消費は長期的に増加しません。半減の緩和効果は、将来の取引手数料の増加によって相殺される可能性があります。ビットコインがグローバルな主要な決済システムとなり、需要が高まるときにのみ、このような成長が起こります。

この事実は、私たちに本記事から重要な結論を導き出させます。それは、ビットコインの将来のエネルギー消費が増加するのは、人々がビットコインを価値の保存手段および決済システムと見なすときだけだということです。価格が数百万ドルに上昇し、取引手数料がかなり高くなると、ビットコインは2040年に大量のエネルギーを消費することになります。ビットコインの価格は、ビットコインを価値の保存手段として求める市場の需要に依存し、取引手数料はビットコイン決済システムの使用需要によって駆動されます。

したがって、ビットコインが「通貨」として成功したときにのみ、エネルギー消費は非常に高い水準に達すると言えます。2040年に200万ドルの強気シナリオでも、ビットコインは世界のエネルギー消費の0.36%しか消費しません。価値の保存を確保し、世界中の数十億人の取引を促進するために、私たちが0.36%のエネルギーを費やすことは非常に価値があります------これは、ビットコインマイナーのエネルギー需要がさらに多くのエネルギー生産を刺激することを考慮していません。

ビットコインのエネルギー消費が減少することを望む人々にとって、良いニュースがあります：もしビットコインが通貨システムとして失敗すれば、あなたの願いは実現します。