ما هو تعدين البيتكوين؟ كيف يعمل وماذا يلزم لجعله يدفع

على الرغم من السعر المتقلب للعملات المشفرة والمخاوف البيئية المتزايدة ، يزدهر تعدين البيتكوين في أمريكا الشمالية. بدأت ولاية تكساس ، على وجه الخصوص ، في الظهور كمركز بؤرة منذ أن حظرت الصين الصناعة في عام 2021 ، مما أدى إلى نزوح عمال المناجم من البلاد. أدى الحظر ، الذي قيل إنه قلل من سيطرة الصين على تعدين البيتكوين من حوالي ثلثي الصناعة العالمية في أبريل 2021 إلى الصفر في يوليو 2021 ، إلى خلق فرصة جديدة لشركات أمريكا الشمالية ، لا سيما تلك العاملة في صناعة الطاقة ، لتصبح أكثر دراية. مع تعدين البيتكوين ودمجه في نماذج أعمالهم.

بالنسبة لأولئك الذين ليسوا على دراية بأعمال Bitcoin الداخلية ، فإن "التعدين" هو كيفية التحقق من صحة المعاملات في blockchain. إنها في الأساس مسابقة تشفير لإضافة كتل أو سجلات إلى شبكة blockchain دائمة التوسع في العملة المشفرة. في مقابل هذه الخدمة ، يتم الدفع لعمال المناجم الفائزين بعملة البيتكوين (BTC) ، والتي وصلت إلى سعر قياسي بأكثر من 68000 دولار في نوفمبر 2021.

في أعقاب الحظر الصيني ، قامت الشركات الموجودة في أمريكا الشمالية ، والتي تشمل Riot Blockchain و Marathon Digital Holdings ، بجمع كميات قياسية من رأس المال مع زيادة الإنتاج وتوسيع نطاق عملياتها الصناعية. في الوقت نفسه ، انضمت الشركات الصينية إلى ما يُطلق عليه هجرة التعدين الكبرى إلى أمريكا الشمالية ، حيث استثمرت في منشآت أمريكية وأنشأت مستودعات ضخمة خاصة بها مزودة بآلاف من أجهزة الكمبيوتر الصغيرة المصممة خصيصًا لتعدين عدد من العملات المشفرة ، وأكثرها شيوعًا هو بيتكوين.

ما تعلمته من تجربتي في إجراء دراسات الجدوى للعملاء المقيمين في كندا لاستكشاف هذه الأعمال المزدهرة هو أن الوافدين الجدد ، وخاصة شركات الطاقة ، ينتقلون أيضًا إلى القطاع بطريقة مادية من خلال المشاريع المشتركة والشراكات الأخرى. تعد تكلفة الطاقة أحد أهم العوامل في تعدين العملات المشفرة. وهذا يعني أن الشركات التي تتمتع بإمكانية الوصول إلى كهرباء موثوقة ومنخفضة التكلفة - لا سيما من مصادر متجددة - لديها فرصة للعب دور مركزي مع تطور الصناعة في أمريكا الشمالية.

في هذه المقالة ، أقدم رؤى حول أساسيات تعدين البيتكوين ، وأظهر كيفية حساب التكاليف والمكافآت ، والتي يمكن أن تكون هائلة. أتناول أيضًا تحديات الصناعة ، بما في ذلك الأسئلة حول استخدام الطاقة والمخاطر ، مثل البيئة التنظيمية للتشفير دائمة التطور.

بيتكوين في ازدهار

ألهمت Bitcoin الآلاف من العملات المشفرة منذ إطلاقها في عام 2009 ، ولكن من حيث القيمة ، لا تزال قائمة بذاتها. على الرغم من تقلب سعرها ، فإن سياستها النقدية تبني قدرًا من الاستقرار عن طريق الحد من التعدين إلى 21 مليون بيتكوين عبر جدول زمني محدد مسبقًا. على الرغم من وجود ما يقرب من 19 مليونًا متداولًا الآن ، إلا أن مكافأة التعدين تنخفض بشكل دوري إلى النصف بحيث سيستغرق الأمر حتى عام 2140 لاستنفاد إنتاج البيتكوين.

بينما تدير شبكات التشفير الأخرى الإمداد أيضًا ، لم يتمكن أي منها من تكرار شعبية Bitcoin. مع احتضان المستثمرين لفئة الأصول ، أصبحت عقود بيتكوين الآجلة والصناديق المتداولة في البورصة أول ما يتم تقديمه في الأسواق الأمريكية والأوروبية المنظمة. سرعان ما ظهر في الميزانيات العمومية لشركات مثل Tesla و Overstock. ساعد هذا الطلب في دفع القيمة السوقية لبيتكوين إلى ما يزيد عن تريليون دولار في نوفمبر 2021. على النقيض من ذلك ، وصلت ثاني أكثر العملات المشفرة شيوعًا ، Ethereum ، إلى حوالي نصف هذه القيمة فقط.

تبرز Bitcoin أيضًا بسبب عمليات التعدين على نطاق صناعي ، أو المزارع التي ولدت. تركز أكبر منشآت العملة المشفرة المزودة بأحدث التقنيات بشكل أساسي أو حصري على Bitcoin ، مثل مزرعة Genesis Mining ، التي تستهلك كهرباء أكثر من أي شركة أخرى في أيسلندا. واحدة من أكبر المزارع في أمريكا الشمالية هي منشأة Riot Blockchain في تكساس ، والتي تحتل ثلاثة مستودعات كبيرة على مساحة 100 فدان من الأرض تحتوي على 60.000 جهاز كمبيوتر تعدين يركز فقط على Bitcoin.

أساسيات تعدين البيتكوين

يوجد في جذر كل عملة مشفرة blockchain ، وهو في الأساس دفتر أستاذ إلكتروني يحافظ على قائمة متزايدة باستمرار من السجلات. الكتل الموجودة في السلسلة هي في الأساس ملفات يتم فيها تسجيل بيانات مثل معاملات Bitcoin ، بما في ذلك المُعدِّن الذي أنشأ تلك الكتلة المعينة بنجاح. تتضمن كل كتلة أيضًا تجزئة ، وهي قيمة سداسية عشرية فريدة مكونة من 64 رقمًا تحددها ومحتوياتها ، بالإضافة إلى تجزئة الكتلة السابقة في السلسلة.

من أجل كسب كتلة في معظم العملات المشفرة ، بما في ذلك Bitcoin ، يجب أن يكون المُعدِّن أول من يخمن قيمة تجزئة تساوي أو تقل عن تلك التي تنشئها Bitcoin للمعاملة. مع تنافس المزيد من عمال المناجم ، ونشر المزيد من قوة الحوسبة ، تقل فرصة كل عامل منجم ليأتي أولاً - الاحتمالات الحالية واحدة من عشرات التريليونات - مما يساعد على ضمان وتيرة إنشاء كتل جديدة تبلغ حاليًا حوالي كتلة واحدة كل 10 دقائق.

تعمل هذه المنافسة بين المُعدِنين أيضًا بشكل جماعي على تأمين blockchain من خلال السماح للمعاملات والبيانات بالتدفق فيما يعرف بطريقة غير موثوقة ، مما يعني أن وسيطًا مثل البنك غير مطلوب لضمان عدم إنفاق Bitcoin مرتين. بدلاً من ذلك ، فإن صعوبة حل التجزئة الصحيحة والمكافأة المالية للنجاح تخلق آلية إجماع آمنة من خلال جعلها غير فعالة من حيث التكلفة بالنسبة للمستخدمين الضارين لاختراقها.

تُعرف آلية الإجماع التي تستخدمها Bitcoin بإثبات العمل ، أو PoW. نظرًا لأن هذه الخوارزمية تعتمد في النهاية على القوة الجماعية لآلاف أجهزة الكمبيوتر ، فهي طريقة قوية بشكل خاص للحفاظ على شبكة آمنة ولا مركزية. لا يزال ، لها عيوب. الأهم من ذلك ، أنها كثيفة الاستخدام للطاقة بشكل استثنائي. نظرًا لاستخدام المزيد من طاقة الكمبيوتر في التعدين ، فإن مقدار الكهرباء المطلوبة لكسب العملة المشفرة والحفاظ على الشبكة يرتفع.

بعض العملات المشفرة الأخرى ، مثل Ethereum ، قد تحولت أو تخطط للتبديل إلى خوارزمية مختلفة تسمى إثبات الحصة ، أو PoS. لا تتطلب PoS نفس الشبكة الواسعة واللامركزية من عمال المناجم لدعم عملياتها وهي بالتالي أقل استهلاكًا للطاقة. على الرغم من أنها ليست آمنة ، إلا أن متطلباتها الأقل للطاقة قد تجعل الأمر أسهل وأكثر فعالية من حيث التكلفة لتلك البلوكشين لدعم الجيل التالي من تطبيقات التشفير مثل العقود الذكية والرموز غير القابلة للاستبدال والتمويل اللامركزي. ومع ذلك ، لم تعلن Bitcoin عن أي خطط للانتقال إلى PoS.

أخيرًا ، كجزء من نظام إدارة التوريد في Bitcoin ، من المقرر خفض مكافأة تعدين الكتلة إلى النصف ، من 6.25 BTC لكل كتلة تم تعدينها بعد النصف الأخير في مايو 2020 إلى 3.125 BTC في عام 2024. الاتجاه الصعودي الحالي حول التعدين ، حتى في مواجهة هذا الانخفاض المخطط ، يقول الكثير عن ربحية الصناعة والتوقع بأن العملة المشفرة الأصلية ستستمر في التقدير. كما أنه يعكس حقيقة أن ما يسمى بـ hashrate ، الذي يقيس العدد الإجمالي لتخمينات التجزئة التي يتم حسابها في وقت معين في الشبكة ، قد انخفض عندما أُجبر المشغلون الصينيون على الإغلاق في عام 2021. وقد خلق هذا فرصة كبيرة لعمال المناجم الجدد. في كانون الأول (ديسمبر) 2021 ، بلغ معدل التجزئة حوالي 175 كوينتيليون هاش - أو 175 إكساهاش - في الثانية (EH / s).

إعداد تعدين البيتكوين

تشمل الموارد المطلوبة لتعدين البيتكوين ما يلي:

• جهاز كمبيوتر متخصص واحد على الأقل (يسمى الدائرة المتكاملة الخاصة بالتطبيق أو عامل تعدين ASIC) ، وهو مصمم خصيصًا للتنافس على عملة معماة ودعمها.
• مصدر طاقة موثوق به وغير مكلف.
• اتصال إنترنت يمكن الاعتماد عليه.
• بنية تحتية للتبريد (سواء كنت تقوم بالتعدين في المنزل أو في مزرعة بيتكوين).
• حاسوب وبرمجيات ومهارة فنية لتأسيس ومراقبة العمليات.

قد تتكون عملية التعدين في المنزل من جهاز كمبيوتر وعدد قليل من عمال المناجم ASIC.

كان الهواة الفرديون مسؤولين إلى حد كبير عن شعبية Bitcoin الأولية ، لكن من المرجح الآن أن ينضموا إلى مجموعة تعدين افتراضية مثل Slush Pool أو AntPool من أجل زيادة احتمالات نجاحهم.

يتم تمثيل الصناعة اليوم بشكل أكثر دقة من خلال مزرعة تعدين على نطاق صناعي تحتوي على الآلاف من عمال المناجم ASIC الموجودين في مستودع أو حتى سلسلة من المستودعات.

سواء كنت تقوم بالإعداد في المنزل أو في مستودع ، سيكون إطار عمل التعدين متشابهًا ، بغض النظر عن الحجم.

ستحتاج أولاً إلى الحصول على مُعدِّن ASIC مُحسَّن لـ Bitcoin ، مثل المُنتَج بواسطة Bitmain أو Whatsminer. تبدأ ASICs الجديدة بحوالي 11000 دولار ، على الرغم من أنه يمكن شراء الطرز القديمة المستعملة بسعر أقل. مع تساوي كل شيء آخر ، فإن الإصدارات الأحدث تولد المزيد من التيراهاش في الثانية ، أو TH / s - لذا فإن الهدف هو البحث عن أحدث وبالتالي أكثر كفاءة ASIC يمكنك تحمل تكاليفها.

الأولوية التالية هي الطاقة اللازمة لتشغيل وتبريد ASICs. نظرًا للانخفاض النسبي في النفقات العامة والتباين في تكاليف المعدات ، يصبح سعر الكهرباء هو العامل الأكثر أهمية في حساب صافي أرباحك. ينتج مركز التمويل البديل التابع لجامعة كامبريدج خريطة عالمية توضح كيف بحثت الصناعة عن طاقة رخيصة بعد أن تم استبعاد التعدين من الصين ، وكيف شهدت دول مثل الولايات المتحدة وكندا وروسيا زيادات كبيرة في معدلات انتشار التجزئة.

بعد ذلك ، بالطبع ، سوف تحتاج إلى حساب تكلفة استضافة عملياتك والحفاظ عليها ، والحفاظ عليها باردة ، وتوصيلها بمزود إنترنت سريع وموثوق ، وتوظيفها إذا كنت لا تخطط لإدارتها بنفسك.

فيما يتعلق بالإيرادات ، يمكن للمعدنين أن يتوقعوا كسب مكافأة الكتلة ورسوم المعاملة (الرسوم التي تسدد بها الشبكة عمال المناجم الناجحين وتحفزهم على مواصلة تأكيد المعاملات) إذا فازوا بمجموعة. يمكن أن تختلف رسوم المعاملات بناءً على ظروف الشبكة والمبلغ الذي يرغب المتعامل في دفعه مقابل المعالجة العاجلة ، ولكن بحلول نهاية عام 2021 ، بلغ متوسط ​​الرسوم حوالي 0.125 BTC وفقًا لتحليلي ، أو حوالي 2٪ من مكافأة الكتلة.

اقتصاديات تعدين البيتكوين

لتوضيح الاعتبارات المالية المتضمنة في تعدين البيتكوين بمثال افتراضي ، دعنا نلقي نظرة على التكاليف والإيرادات المقدرة لتعدين بيتكوين واحد مع عامل منجم ASIC واحد.

تمثل هذه الجداول التكاليف والإيرادات النموذجية بناءً على قيم من كانون الأول (ديسمبر) 2021.

النموذج ، إذن ، يبدو كما يلي:

تجزئة مطلوبة لتعدين بيتكوين واحد:

= معدل تجزئة الشبكة * عدد الثواني في اليوم / عملة البيتكوين المستخرجة يوميًا (بما في ذلك الرسوم)

= 175 EH / s * 86400 ثانية / 918 BTC = 16471 EH / BTC

الوقت الذي يستغرقه عامل منجم ASIC لتعدين بيتكوين واحد:

= ~ 16471 EH * 10 ^ 6 / (100 TH / s * 60 ثانية * 60 دقيقة * 24 ساعة * 365 يومًا) = 5.22 سنة تقريبًا

المصاريف الرأسمالية (النفقات الرأسمالية):

• عملة البيتكوين المستخرجة لكل عمر ASIC = 2.5 سنة / ~ 5.22 سنة = ~ 0.48 BTC
• السعر الفعال لكل Bitcoin = سعر عامل تعدين ASIC / Bitcoins المستخرجة في حياته

= 10858 دولارًا أمريكيًا / ~ 0.48 بيتكوين = 22684 دولارًا أمريكيًا

المصاريف التشغيلية (النفقات التشغيلية):

• تكلفة الكهرباء لكل بيتكوين = الوقت المطلوب لتعدين بيتكوين واحد * استهلاك الطاقة * التكلفة = 5.22 سنة تقريبًا * 365 يومًا * 24 ساعة * 3400 * 0.05 دولار / 1،000 = 7778 دولارًا أمريكيًا
• التبريد والنفقات العامة الأخرى لكل Bitcoin = 20٪ من تكلفة الكهرباء = ~ 1،556 $

التكلفة الإجمالية للإنتاج لكل بيتكوين: = النفقات الرأسمالية + الكهرباء + العمليات التشغيلية الأخرى لكل بيتكوين

= ~ 22684 دولارًا أمريكيًا + ~ 7778 دولارًا أمريكيًا + ~ 1556 دولارًا أمريكيًا

= ~ 32.018 دولار

ملاحظة: تم تقريب المجاميع. الأرقام تقريبية.

وبالتالي ، في عمليتنا الافتراضية ، أنتجنا عملة بيتكوين واحدة مع عامل منجم ASIC بتكلفة تقارب 32000 دولار على مدار خمس سنوات.

ما يوضحه هذا النموذج أيضًا هو أهمية الحجم لاستعادة الاستثمار الأولي بسرعة. يتطلب كسر التعادل على الفور آلات متعددة ، ويجب على أي شخص يفكر في الاستثمار تقييم الشراكات مع اللاعبين الحاليين الذين يمثلون بالفعل بعض نسبة التجزئة في الشبكة. إذا كان المُعدِّن قادرًا على المساهمة بقدرته على التجزئة في مجمع التعدين ، فإن هذه الاقتصاديات تُترجم إلى فترة التعادل على التكلفة الأولية لـ ASIC بحوالي 16-18 شهرًا ، وبعد ذلك يمكن للمُعدِّن جني الأرباح لما تبقى من عمر ASIC .

مخاطر تعدين البيتكوين

لا يوجد مشروع جديد يخلو من المخاطر بالطبع. نظرًا لأن المعدنين يُدفعون بعملة البيتكوين ، فإن تقلب الأسعار يمثل خطرًا كبيرًا على الإيرادات. تشمل مخاطر التشغيل عوامل مثل المشاكل المحتملة مع اتصال الإنترنت ، وارتفاع درجة حرارة ASICs ، واختراق النظام - على الرغم من حجم شبكة Bitcoin وأمانها ، تظل مخاطر القرصنة منخفضة.

يجب أن يكون على رأس أولوياتنا توافر الكهرباء وموثوقيتها. نظرًا لأن الطاقة مركزية جدًا في نموذج التشغيل هذا ، يحتاج عمال المناجم إلى النظر عن كثب في وفرة إمداداتهم. بينما برزت تكساس كمركز للصناعة ، هناك أسئلة مهمة حول ضعف شبكة الكهرباء الخاصة بها والتي يجب على المستثمرين المحتملين النظر فيها.

تشكل البيئة التنظيمية أيضًا خطرًا محتملاً ، حيث تعلم عمال المناجم في الصين ودول أخرى. حتى البلدان التي كانت ترحب في السابق بعمال المناجم ، مثل كازاخستان وأيسلندا ، بدأت في تقليص عمليات التعدين الجديدة والقائمة من أجل إدارة الطلب على شبكات الطاقة الخاصة بها. تبنى عدد من حكومات الولايات الأمريكية مثل ولاية تكساس تعدين البيتكوين ، وذهب البعض إلى حد تقديم حوافز للمنتجين. لكن الحكومة الفيدرالية الأمريكية تولي اهتمامًا أكبر للصناعة الآن ، حيث من المقرر أن تبدأ متطلبات إعداد التقارير الضريبية الجديدة في عام 2023 وزيادة التدقيق من جانب مجلس الاحتياطي الفيدرالي في مخاطر العملات المشفرة على المستهلكين والبنوك والنظام المالي العام.

نظرًا لأن لوائح التشفير في كل من الولايات المتحدة وحول العالم لا تزال شديدة الانسيابية ، يحتاج عمال المناجم إلى توخي الحذر ومراقبة التغييرات التي يمكن أن تقوض أرباحهم النهائية.

ينتج عن مطالب الطاقة في تعدين Bitcoin مصدر قلق آخر: التأثير البيئي للتعدين ، والذي يحمل مخاطر أخلاقية ومخاطر تتعلق بالسمعة. تعرضت صناعة العملات المشفرة لانتقادات شديدة بسبب بصمتها الكربونية. قامت New York Times مؤخرًا بمساواة إجمالي الطاقة التي تستهلكها Bitcoin سنويًا بما تستخدمه فنلندا في عام واحد. الحقيقة هي أنه حتى أكثر عمليات تعدين البيتكوين كفاءة تتطلب ما يقرب من 155000 كيلو وات في الساعة لتعدين بيتكوين واحد. على سبيل المقارنة ، تستهلك الأسرة الأمريكية المتوسطة حوالي 900 كيلوواط ساعة شهريًا.

المناخ ليس قضية متخصصة بعد الآن. وفقًا لتقرير حديث لشركة Deloitte ، أصبح تقليل انبعاثات الكربون الآن أولوية عالمية بشكل أساسي ، والعلامات التجارية تستجيب. في مايو 2021 ، أعلنت Tesla ، التي كانت مستثمرًا رئيسيًا في Bitcoin ، أنها ستعلق عمليات الشراء باستخدام Bitcoin بسبب المخاوف البيئية. قالت الشركة منذ ذلك الحين إنها ستستأنف قبول Bitcoin بمجرد أن تؤكد أن 50٪ على الأقل من عمليات تعدين البيتكوين تستخدم مصادر متجددة.

بدأت صناعة العملات المشفرة في الاستجابة أيضًا. يلتزم العديد من كبار المنتجين بالتحول إلى الطاقة المتجددة ، إما من خلال الشراء المباشر أو عن طريق الحصول على أرصدة الكربون. طورت شركات مثل Great American Mining و Crusoe Energy طرقًا لمزارع التعدين للاستفادة من الطاقة التي قد تُهدر ، مثل الغاز الطبيعي المشتعل في حقول النفط ، أو الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح الزائدة التي لا يمكن تخزينها ، أو الطاقة الكهرومائية الناتجة عن الفيضانات من السدود. هذه الإستراتيجية فعالة فقط ، بالطبع ، طالما أن تعدين العملات المشفرة لا يزيد الطلب في هذه العملية.

تعدين البيتكوين: فرصة جديدة

في حين أن اقتصاديات تعدين البيتكوين على نطاق واسع جذابة للغاية ، يجب على المنتجين التعرف على سياقهم التنظيمي والبيئي. بالنسبة للوافدين الجدد مثل شركات الطاقة ، فإن دمج تعدين البيتكوين في العمليات الحالية لإدارة إنتاج الطاقة الخاصة بهم بشكل أفضل يوفر فرصة فريدة للاستفادة من الرأي العام بالإضافة إلى الموارد الزائدة.

وجدت جامعة كامبريدج أن حوالي 40٪ من تعدين إثبات العمل يتم تشغيله بالفعل بواسطة الطاقة المتجددة ، لكن الضغط مستمر لزيادة هذا الرقم بشكل كبير. يمكن للشركات التي لديها حلول طاقة واعية بيئيًا أن تلعب دورًا مهمًا في القيام بذلك مع جني ثمار كبيرة أيضًا.