
CoinShares 채굴 보고서: 반감기 이면에 숨겨진 비트코인 사이클의 비밀
글: James Butterfill
번역: Frank, Foresight News
요약
-
성장과 지속 가능성 문제: 비트코인 채굴 네트워크는 2023년에 90% 성장했으며, 이는 환경적 지속 가능성과 수익성, 특히 채굴 네트워크의 효율성과 에너지 비용에 대한 의문을 불러일으켰다.
-
채굴 난이도의 동적 변화와 해시파워 추세: 비트코인 채굴의 '난이도' 조정 메커니즘은 BTC 공급의 비탄력적 변화를 보장하며, 이로 인해 반감기 이후 즉각적인 수입 감소로 인해 비용이 높은 채굴자가 어려움을 겪을 수 있다. 본고에서는 반감 후 BTC 하나당 평균 생산비용을 분석하였으며, 결과적으로 평균 비용은 37,856달러로 나타났다.
-
채굴 네트워크 효율성 향상: 채굴 네트워크의 전력 수요가 증가하고 있음에도 불구하고 효율성은 상당히 개선되었다. 무작위수 데이터 활용은 다양한 채굴 모델의 효율성을 분석하는 데 도움이 되며, 현재 비트코인 채굴 네트워크의 평균 효율은 34W/T이며, 2026년 중반까지 약 10W/T 수준으로 감소할 것으로 예상된다.
-
비트코인 채굴과 환경 영향: 비트코인 채굴은 외진 지역에서 버려진 자원을 활용하는 경향이 있으며, Daniel Batten은 현재 약 53%의 비트코인 채굴이 지속 가능한 에너지를 사용하고 있다고 밝혔다. 따라서 천연가스 소각으로 인한 배출을 크게 줄일 수 있는데, 이는 주요 환경 문제 중 하나이다.
-
반감기 이후 채굴자의 재무 분석: 2024년 반감기 이후 채굴자의 생산비용과 수익 구조가 변화할 것이며, 본고의 분석 초점은 상장된 채굴 기업들의 서로 다른 비용 구조와 비트코인 반감기에 직면한 취약성에 있다.
-
결론 및 채굴자 포지셔닝: 대부분의 채굴자는 높은 SG&A 비용이라는 과제에 직면하여 수익성을 유지하기 위해 비용을 절감해야 하며, 비트코인 가격이 4만 달러 이상 유지되더라도 소수의 채굴 기업만이 수익을 낼 수 있을 것으로 예상된다.
비트코인 채굴 네트워크의 성장
비트코인 채굴 네트워크는 급속도로 성장하여 2023년에는 해시파워가 104% 증가했다. 환경적 관점에서나 채굴 네트워크의 수익성 측면에서 이러한 급격한 확장은 지속 가능성에 대한 우려를 야기하였으며, 본고에서는 두 가지 문제 모두를 다루고자 한다.
아래 표시된 바와 같이, 우리는 각 채굴자의 비트코인 생산 평균 비용이 반감 후 최종적으로 어떻게 될지를 분석하였으며, 평균 생산비용이 37,856달러임을 강조한다.

비트코인 채굴은 유한 자원을 소모해 가치 있는 자산을 생성한다는 점에서 전통적인 채굴과 유사하지만, 그 유사성은 거기까지만 해당한다. 비트코인 채굴에는 '난이도' 조정이라는 독특한 자기 조절 메커니즘이 존재하여 BTC 공급이 엄격하게 비탄력적으로 유지되도록 보장한다.
비트코인 채굴 사이클의 어느 시점에서 비용곡선 상단에 위치한 채굴자들이 영향을 받게 되며, 해시파워는 감소하기 시작한다. 이는 가격 상승이 채굴 난이도 상승을 충당하기에 부족하기 때문이다.
채굴 네트워크 내에 2명 또는 200만 명의 채굴자가 있든 간에 다음 예정된 반감 이벤트 이전까지 채굴되지 않은 비트코인의 수량은 변하지 않는다. 즉, 네트워크의 집합적 해시파워가 크게 증가하면 BTC 생산 속도를 일정하게 유지하기 위해 채굴 난이도가 상향 조정되어 고비용 채굴자를 시장에서 퇴출시킨다는 의미이다.
따라서 본고의 분석은 상장된 채굴 기업들 간의 서로 다른 비용 구조와 2024년 4월 최신 반감에 가장 취약한 기업들을 중심으로 진행된다.
해시파워의 미래 방향을 예측하기 위해 가장 좋은 방법은 역사적 패턴을 분석하는 것이다. 정성적 추론에 따르면 해시파워 성장은 부분적으로 비트코인 가격에 의해 좌우되며, 긍정적인 가격 전망은 채굴자가 수익성이 있다고 판단해 해시파워를 늘리도록 유도할 수 있지만, 이는 미래 가격에 대한 가정에 따라 달라진다.
과거 데이터 회고에 따르면, 실제로 반감기 동안 채굴 활동이 증가했지만, 지수적 성장으로 인해 명확한 사이클을 파악하는 것은 어렵다. 우리는 이미 이와 관련해 일부 연구를 수행하였다. 해시파워는 불안정한 수치이기 때문에 순전히 정성적인 접근보다는 역사적 데이터 추세의 편차를 사용하는 것이 더 정확한 결과를 제공한다.
핵심 문제는 대부분의 추세선이 미래 정보를 포함하고 있다는 점인데, 이는 우리가 오늘 보는 추세선이 과거에는 다르게 보였다는 것을 의미한다. 따라서 가장 신뢰할 수 있는 방법은 미래 발전의 영향을 받지 않는 샘플 외부 데이터를 기반으로 추세선을 계산하는 것이다.

데이터는 반감 사이클 사이에 흥미로운 규칙적인 패턴이 있음을 보여주며, 이는 역사적으로 볼 때 현재의 해시파워 피크가 사이클 내 대응 시점에서 특별히 드문 일이 아니라는 것을 시사한다. 아래 차트는 이러한 주기적 변화를 더욱 명확하게 보여준다.

2012년 첫 번째 비트코인 반감기와 이후 2016년, 2020년 반감기를 거치면서 한 가지 패턴이 나타났는데, 바로 반감 후 일반적으로 해시파워가 추세선보다 약 9% 감소하며, 이 상태는 대략 6개월 정도 지속된다. 2020년은 중국의 채굴 금지로 인해 특수한 경우였으며, 추세선 아래로 42%까지 떨어지는 등 그 기간이 훨씬 길었다.
그럼에도 불구하고 이 패턴은 일반적으로 초기 해시파워 감소 후 사이클 중반에 회복되고, 다음 반감기 약 1년 전에 활동이 급증하는 형태를 따른다.
이 사이클은 논리적이다. 반감기를 앞두고 경쟁력을 유지하기 위해 채굴자들은 자본 지출을 늘려 해시파워를 추세보다 훨씬 높게 만든다. 반감 후에는 채굴자의 직접 수입이 줄어들어 자본 지출 사이클에 영향을 미친다. 현재 사이클 역시 예외가 아니다. 주목할 점은 해시파워 성장의 피크는 일반적으로 반감기 4개월 전쯤에 발생한다. 이는 '비트코인 열풍'으로 인해 채굴 난이도가 급등하고, 고생산비용 채굴자와 채굴 장비가 퇴출되기 때문이다. 현재의 채굴 난이도는 사상 최고 수준이며, 이전 사이클에서 관찰된 '상대적' 피크와 일치한다.
비트코인 해시파워의 미래는 어떻게 될까? 역사적 추세를 참고하면 2024년 4월 반감 시점에서 해시파워가 약 450EH/s 수준의 추세선으로 회복될 것으로 예상된다. 6개월 후에는 추가로 410EH/s까지 떨어질 수 있다. 이후 추세선 예측에 따르면 2024년 말까지 해시파워는 약 550EH/s로 급격히 증가할 것으로 보인다.

이번 반감은 비용 곡선 상단에 위치한 채굴자들을 퇴출시킬 가능성이 있으며, 유동성이 풍부한 자들에게 할인된 가격에 채굴 하드웨어를 구매할 기회를 제공할 것이다. 그러나 이 상황은 가격이 각 채굴자의 평균 생산비용을 넘어서 오를지 여부에 크게 좌우되며, 가격의 큰 하락이나 거래 수수료의 급감(예: Ordinals 사용 감소)이 필요할 수도 있다.
채굴 네트워크 효율성 향상
현재 비트코인 채굴에 사용되는 장비는 다양하며, 다양한 전력 소비 수준, 해시파워, 그리고 이에 따른 효율성을 포함한다. 역사적으로 이러한 다양성은 채굴자 전체의 효율성을 파악하는 것을 어렵게 만들어왔다.
CoinMetrics의 Karim Helmy는 무작위수 데이터를 이용한 하드웨어 지문 인식 기술로 주목할 만한 연구를 수행했다. 기술적 세부사항에 깊이 들어가지 않기 위해 우리는 각 채굴 모델이 비트코인 블록체인에 고공에서 비행기가 남기는 '증기 꼬리'(vapour trail)처럼 독특한 서명을 남기며, 이를 분석해 네트워크 내 다양한 채굴 모델의 분포를 확인할 수 있다는 사실을 발견했다.

각 채굴 모델의 효율성이 W/T 단위로 측정되기 때문에 비트코인 채굴 네트워크 전체의 효율성을 계산할 수 있다. 이러한 추세는 비교적 선형적이므로 미래 추세도 예측 가능하다.
현재 비트코인 채굴 네트워크는 34W/T의 가중 평균 효율을 보유하고 있으며, 2023년 한 해 동안 효율성이 8% 향상되었고, 지난 3년간 전체적으로 28% 향상되었다.
이러한 추세를 바탕으로 예측하면, 칩 설계가 계속 개선되고 더 효율적인 채굴 하드웨어가 도입됨에 따라 2026년 중반까지 비트코인 채굴 네트워크의 전체 효율 수준이 약 10W/T 수준까지 하락할 가능성이 있다.

비트코인 채굴은 항상 가장 저렴한 에너지를 추구하기 때문에, 채굴자들은 쉽게 기존 전력망에 판매할 수 없는 전력을 활용하려는 경향이 있다.
이러한 경우 일반적으로 외진 지역에 위치한 재생 가능 에너지 프로젝트와 관련이 있으므로, 점점 더 많은 비트코인 채굴이 지속 가능한 에너지원으로 운영되고 있다. Daniel Batten의 추정에 따르면 현재 비트코인 채굴에 사용되는 전력 소비의 약 53%가 지속 가능한 에너지이며, 이는 금융업계를 이미 능가한다. Daniel Batten이 지적했듯이 금융업계의 전력 소비 중 약 40%만이 지속 가능한 에너지에서 나온다.
최근 해시파워가 크게 증가했음에도 불구하고, 이와 대조적으로 네트워크 효율성은 지속적으로 개선되고 있다.

CoinMetrics의 무작위수 데이터는 새로운 수준의 상세함을 제공하여 연간 전기 요금을 추정할 수 있게 해주며, 이는 케임브리지 대학의 추정치와 매우 근접하다.

데이터는 비트코인 전망 채굴 효율성이 현저히 향상되었음에도 불구하고 연간 채굴 네트워크의 전력 수요가 115TWh의 사상 최고치에 도달했음을 강조하며, 이는 2023년에 44% 증가한 수치이다. 그러나 채굴 효율성이 지속적으로 향상됨에 따라 해시파워 증가에 비해 전력 수요 증가는 상대적으로 완만한 편이다.
Daniel Batten의 채굴 산업 배출 강도 연구에 따르면 일부 데이터 출처는 추적이 어렵지만, 이산화탄소 배출량은 실제로 현저히 감소했다.
2021년 이후 채굴 산업의 이산화탄소 배출량은 kWh당 거의 600g에서 현재 kWh당 299g으로 감소했다. 이 감소는 지속 가능한 에너지 사용량이 2021년 33%에서 현재 52%로 크게 증가했기 때문일 수 있다.
텍사스 주 전력망의 연료 구성이 부분적으로 이를 반영하는데, 비트코인 채굴 활동이 상당한 비중을 차지하고 있으며, IEEFA의 데이터에 따르면 재생 가능 에너지의 비중은 2017년 전체 에너지 생산의 20%에서 2023년 31%로 증가했다.

비트코인이 탄소 배출 감소에 기여
BBC의 최근 보고서가 강조했듯이, 천연가스 소각은 점점 심각한 문제가 되고 있다. 이 보고서는 걸프 지역의 석유 시추 활동과 관련된 잉여 천연가스 소각이 수백만 명에게 이전보다 더 심각한 위협을 가하고 있음을 주목하게 했다.
Mesa Solutions는 소각이 환경에 미치는 영향이 배출보다 작다고 언급했다. 이는 CO2e 배출을 92% 감소시키기 때문이다. 하지만 그 광범위한 사용은 여전히 우려된다. SkyTruth가 제공한 이미지는 이 글로벌 문제의 범위를 생생하게 보여주며, 노란색 점들이 소각 활동 지역을 명확히 표시하고 있다.

세계은행은 2022년 전 세계적으로 약 1390억 입방미터의 천연가스가 소각되었다고 추정하며, 이 수치는 중앙아메리카와 남아메리카의 천연가스 소비량 총합과 맞먹는다. Mesa Solutions의 데이터에 따르면 현재 일반적인 메탄 소각은 1000BTU당 59g의 CO2e를 배출한다.
이에 반해 현대식 터보발전기는 1000BTU당 22g의 CO2e만 배출하므로 배출량이 63% 감소하며, 휘발유 자동차보다 오염이 3배 적다.

천연가스 소각의 주요 문제는 관련 에너지를 경제적으로 저장하거나 운송할 수 없다는 점이다. 따라서 전력망이나 파이프라인에 연결되지 않은 외진 지역에서 소각이 자주 발생한다. 우리는 비트코인 채굴이 이러한 소각으로 인한 배출을 크게 줄일 수 있다고 생각한다. 채굴 하드웨어와 필요한 발전기를 컨테이너에 담아 기존 전력망에서 멀리 떨어진 외진 지역에서도 운영할 수 있기 때문이다.
또한 소각은 메탄 누출 발생률을 높이는 경향이 있다. 일부 천연가스가 완전히 연소되지 않고 대기로 유출되는 현상인데, 이는 바람이 강한 조건에서 특히 흔하다. 반면 터빈은 메탄 누출률이 가장 낮은 장비 중 하나로 알려져 있어 이러한 사건의 위험을 크게 줄일 수 있다.

현재 천연가스 소각은 매년 약 4.06억 톤의 이산화탄소를 배출하고 있지만, 만약 현재 소각되는 모든 천연가스가 비트코인 채굴에 사용된다면 배출량은 약 1.52억 톤으로 줄어들 수 있다. 현재 전 세계 폐기물 소각이 전 세계 CO2 배출의 1.1%를 차지한다면, 비트코인 채굴은 이를 전 세계 배출의 0.41%로 줄일 수 있다.
지금까지 알려진 바로는 약 120MW의 비트코인 채굴 용량만이 폐기된 천연가스 에너지를 활용하고 있다. 따라서 비트코인 채굴이 이러한 낭비되는 폐기 가스 사용을 확대한다면 전 세계 이산화탄소 배출을 크게 줄일 잠재력을 가지고 있다.
반감이 비트코인 채굴자에게 미치는 영향
본 연구 논문에서 우리는 2023년 3분기 비트코인 생산비용과 현금비용의 가중 평균을 추정했는데, 각각 비트코인 당 약 16,800달러와 25,000달러였다.
2024년 4월 반감 이벤트 이후 이러한 비용은 각각 27,900달러와 37,800달러로 상승할 것으로 예상된다. Riot는 효율적인 비용 구조와 장기 발전 계획 덕분에 이러한 변화에 가장 잘 대응할 수 있는 기업으로 보인다. 우리는 상장 및 비상장 채굴 기업들의 재무제표를 분석하고 비트코인 가격을 4만 달러로 가정했을 때, 대부분의 채굴 기업들이 직면하게 될 어려움은 과도한 판매관리비(SG&A) 비용에서 비롯될 것임을 발견했다.
방법론
우리는 2023년 3분기 재무 분석에 수정된 통합 손익계산서 접근법을 적용하였다. 이 표준화된 방법은 14개의 채굴 기업에 적용되며, 이 중 13개는 상장 실체이고, 2023년 12월 기준으로 전체 비트코인 채굴 해시파워의 19%, 반감 후(네트워크 해시파워 450 EH/s 기준) 약 25%를 차지한다.
2023년 3분기 데이터는 주로 SEC 문서, 웹사이트 생산 보고서, 또는 필요한 경우 추정치에서 가져왔다.
우리의 방법에는 다음이 포함된다.
-
매출 원가는 채굴 자체의 원가, 주로 전기 비용을 의미한다.
-
SG&A는 스톡 기반 보상, 일회성 지불 등 비현금 지출을 제거한다.
-
이자 비용은 채무 이자만 고려하며, 리스 비용이나 기타 재무 비용은 포함하지 않는다.
반감 이벤트 후 생산 및 운영 손익분기점에 도달하는 직접 비용은 각각 27,900달러와 37,800달러로 급격히 변화한다. 이 변화는 블록 보상 반감의 영향에서 비롯된다. 우리는 수익과 지출을 다음과 같이 예측한다.
-
해시파워 시장 점유율은 각 기업이 공개한 예상 해시파워에 기반하여, 반감 시점의 전체 해시파워 450 EH/s 대비 백분율로 표현되며, 이는 500EH/s 대비 약 10% 감소한 수치이다.
-
생산비용은 채굴 하드웨어 효율, 전기 비용, 사용된 kWh(2023년 3분기 가동률 유지 가정), 채굴된 비트코인 수량 등을 포함한 하향식(bottom-up) 방법으로 계산된다.
-
SG&A 비용은 반감으로 인해 기업 비용이 크게 변하지 않을 것으로 예상되어 2023년 3분기 수준을 유지한다고 가정한다.
-
이자 지출은 미상환 원금 합계에 정기 이자율을 곱하여 결정된다.
-
우리의 포괄적인 방법론은 반감 전후 상황에 대한 표준화되고 비교 가능한 재무 분석을 보장하여 운영 결정을 효과적으로 안내한다.
채굴자 해시파워

평균 10분마다 비트코인 네트워크는 채굴자가 해시값(의사 난수 64자리 알파벳 숫자)을 올바르게 계산(추측)함으로써 블록을 생성하고, 나머지 채굴자들이 그 정확성을 검증한다. 더 많은 해시파워(더 많은 채굴기 = 더 많은 계산 능력)를 가진 채굴자는 네트워크 해시파워의 더 큰 비율을 통제하여 블록을 생성하고 블록 보상(현재 6.25 BTC, 하지만 반감으로 2024년 4월경 3.125 BTC로 감소)과 거래 수수료를 받을 기회가 더 크다.
채굴자들은 가능한 한 많은 기계를 구매하고 늘리는 군비 경쟁을 하고 있는 셈이다.
채굴자가 자가 채굴에 사용하는 채굴기 수가 많을수록 필요한 데이터센터도 커진다(MW급). 이러한 막대한 자본 지출은 대부분 현금, 지분 또는 부채로 조달되며, 후자는 더 높은 이자 지출로 인해 채굴자의 총 생산비용을 해칠 수 있고, 비트코인 가격이 낮을 때 채굴 기업에 리스크를 초래할 수 있다.
예를 들어 2023년 3분기 문서에 따르면 Core Scientific은 2022년 말 파산 절차를 밟았으며, Mawson은 Marshall 대출금을 지불하지 못했다. 이러한 사례는 드물지 않다.
비트코인 생산량
생산된 비트코인 수량은 각 채굴자의 단위 경제와 비용 구조에 필수적인 부분이다. 채굴자가 반감 전과 동일한 양의 비트코인을 생산하려면 해시파워 점유율을 두 배로 늘려야 하는데, 지난 3년간 네트워크 해시파워의 CAGR이 약 53%임을 고려하면 매우 도전적인 과제다. 또는 각 블록에서 받는 수수료 금액이 블록 보상 감소를 완전히 보완해야 한다.

전기 요금
비트코인 채굴자의 비용 구조는 두 가지 요소의 함수다: 에너지와 장비. 우리가 추적하는 상장 채굴자들의 평균 전기 요금은 kWh당 4.5센트다. 이 에너지는 현물 또는 선물 시장에서 도매로 구매되거나, 전력 구매 계약(PPA)을 통해 에너지 공급업체와 협상하여 고정 가격을 제공받는다. PPA는 일반적으로 '조달·지불' 조항(firm commitment to purchase and pay regardless of actual need)을 포함한다(Foresight News 주석).
반면 채굴자는 자신의 채굴 장비 플릿에 대해 더 많은 통제권을 가지며, 더 효율적인 기계에 투자함으로써 전기 요금을 줄일 수 있다. 이는 각 채굴기의 단위 해시파워당 전력 소비를 상대적으로 줄이는 것을 의미한다.
우리가 추적하는 상장 채굴자들의 전체 장비 플릿 효율은 반감 시점에 29W/T에서 26W/T로 떨어질 것으로 예상된다. CleanSpark와 Iris Energy의 최신 기계 거래는 채굴자들이 효율성을 높이기 위해(즉, W/T를 낮추기 위해) 채굴 장비 플릿을 업그레이드하는 방법을 보여준다.
양사는 각각 4.4EH/s와 1.4EH/s의 비트마이너 Antminer S21 채굴기를 구입했는데, 효율은 17.5W/T이며 가격은 약 14달러/TH다.
아래 행렬은 T21이 더 새로운 모델임에도 불구하고 S21이 모든 전력 및 해시파워 가격 시나리오에서 다른 모든 채굴기 유형보다 우수함을 보여준다. 이는 더 높은 해시파워(수익에 영향)와 더 낮은 전력 소비(비용에 영향) 때문입니다.

아래 차트는 반감 전후 채굴기 효율의 변화를 보여준다. 대부분의 채굴 기업이 전체 채굴 장비 플릿의 효율(W/T)을 높이고 있음에도 불구하고, 직접 비용 구조는 개선되지 않았다는 점에 유의하라. 앞서 설명한 바와 같이 동일한 수의 비트코인을 채굴하기 위해 전력 소비와 에너지 소비를 늘려야 하기 때문이다.
반감 전후 비트코인 하나당 전기 비용은 현금 비용 구조에서 가중 평균으로 각각 약 68%와 71%를 차지한다. 소폭 증가는 주로 규모와 에너지 가격의 약간 상승에서 기인한다.

채굴자 생존 주기
생존 주기는 채굴자가 현금과 비트코인 보유고를 사용해 현금 운영 비용을 상환할 수 있는 일수로 정의한다. 업계 전반에 표준 자금 관리 전략은 존재하지 않는다. 일부는 가능한 한 많이 산출물을 축적하는 'HODL' 전략을 취하고, 다른 일부는 채굴 즉시 비트코인을 판매하는 선택을 한다.
자본이 풍부하고 비트코인 잔고가 큰 채굴 기업은 상승장에서 더 높은 프리미엄을 받을 수 있다(예: Riot). 그러나 낮은 생존 주기와 높은 현금 비용이 결합되면 Stronghold와 같은 채굴자들은 비트코인 가격 하락에 취약해진다.

현금 생산비용
아래 차트에 따르면 Riot, TeraWulf, Cleanspark이 반감기에 가장 유리한 위치에 있는 것으로 보인다. 채굴 기업들이 직면한 주요 문제 중 하나는 막대한 SG&A 비용이다. 채굴 기업이 손익분기점을 달성하려면 반감이 판매관리비를 삭감하도록 강요할 수 있으며, 그렇지 않으면 계속 적자를 보고 HODL 잔고와 기타 유동자산을 청산해야 할 수 있다.
참고: Iris Energy와 Cormint의 데이터는 2023년 2분기 문서, 경영진 회의 및 월간 생산 보고서에 기반한다.

결론
우리의 분석에 따르면 Riot은 주로 비용 구조와 긴 생존 주기 덕분에 반감 이벤트의 복잡성에 가장 잘 대응할 수 있는 것으로 보인다. 채굴자들이 겪을 대부분의 어려움은 막대한 판매관리비에서 비롯될 것이며, 수익성을 유지하기 위해 이러한 비용을 삭감해야 할 필요가 있다.
전반적으로 비트코인 가격이 4만 달러 이상 유지되지 않는 한 Bitfarms, Iris, CleanSpark, TeraWulf, Cormint만이 계속 수익을 낼 수 있을 것으로 생각한다. 다른 모든 채굴 기업들은 지분을 잠식하게 되고, 결국 주가 희석이 가속화될 가능성이 있으며, 이는 아마도 지분을 늘리거나 부채를 전환하기 때문이다.

TechFlow 공식 커뮤니티에 오신 것을 환영합니다
Telegram 구독 그룹:https://t.me/TechFlowDaily
트위터 공식 계정:https://x.com/TechFlowPost
트위터 영어 계정:https://x.com/BlockFlow_News










