Expected Revenue, Risk, and Grid Impact of Bitcoin Mining: A Decision-Theoretic Perspective
تقدم هذه الورقة نموذجاً إحصائياً موحداً قائماً على تجارب برنولي مسبقاً (ex ante) لتحديد الإيرادات المتوقعة، ومخاطر الجانب الهبوطي، وإمكانات الجانب الصعودي لتعدين البيتكوين بدقة، مما يوفر أساساً أكثر موثوقية لتحليل آثار التعدين مقارنة بالنهج السابق الذي يعتمد على البيانات اللاحقة (ex post).
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
غالبًا ما تُصور تعدين البيتكوين كآلة ثابتة لا تهدأ، مصنع يطن ليلًا ونهارًا، ويستهلك كميات هائلة من الكهرباء بغض النظر عن التكلفة أو احتياجات شبكة الطاقة. في الواقع، هذه العمليات تشبه إلى حد كبير يانصيبًا عالي المخاطر حيث تتغير قيمة التذكرة في كل ثانية. المنقبون ليسوا مستهلكين سلبيين؛ بل هم مشاركون نشطون يوازنون باستمرار بين احتمالات الفوز بجائزة رقمية وبين تكلفة الكهرباء المطلوبة للعب. هذا التوازن الدقيق بين المخاطرة والمكافأة واستخدام الطاقة أصبح قضية بالغة الأهمية لمشغلي شبكات الطاقة، الذين يتعين عليهم التخطيط لأحمال ضخمة يمكن أن تختفي أو تندفع في غضون دقائق بناءً على ظروف السوق. ولإدارة ذلك، يحتاج المخططون ليس فقط إلى معرفة مقدار الطاقة التي يستهلكها المنجم في المتوسط، بل أيضًا مدى احتمالية إغلاقه أو زيادة وتيرته عندما تتغير الأسعار.
لقد طور فريق من الباحثين في جامعة تكساس إيه آند إم (Texas A&M) طريقة جديدة للنظر إلى هذه المشكلة، مبتعدين عن مجرد اللقطات التاريخية البسيطة نحو نموذج إحصائي يستشرف المستقبل. فبدلاً من التخمين بشأن الأرباح المستقبلية بناءً على ما حدث بالأمس، يعاملون عملية التعدين بأكملها كسلسلة من الفرص الصغيرة والمستقلة للفوز. تخيل جهاز كمبيوتر خاص بمنقب يحاول حل لغز ما؛ كل محاولة هي بمثابة رمية نرد. معظم الرميات تفشل، ولكن أحيانًا تنجح إحداها، مما يكسب صاحبه مكافأة. لقد بنى الباحثون إطارًا موحدًا يحسب الدخل المتوقع، وخطر خسارة المال، وإمكانية تحقيق أرباح ضخمة بناءً على هذه الاحتمالات الأساسية. ويكشف عملهم أن حجم عملية التعدين وقرارها بالانضمام إلى مجموعة مشتركة، تُعرف باسم "تجمع التعدين" (mining pool)، يغير بشكل جذري من ملف مخاطرها وسلوكها كمستهلك للطاقة.
يبدأ البحث بتفكيك عملية التعدين إلى أبسط أشكالها. في كل مرة يقوم فيها جهاز كمبيوتر بإجراء عملية حسابية، فإنه يشتري في الأساس تذكرة يانصيب. فرصة الفوز ضئيلة للغاية، وتحددها صعوبة الشبكة، لكن المكافأة تكون كبيرة. ولأن نتيجة أي عملية حسابية واحدة غير مؤكدة، فإن إجمالي الدخل على مدار يوم أو سنة ليس رقمًا ثابتًا بل هو نطاق من الاحتمالات. وقد أظهر الباحثون أنه لكي يشعر المنقب بالثقة بشأن دخله، فإنه يحتاج إلى عدد هائل من هذه المحاولات. فإذا كانت المنشأة صغيرة جدًا، فإن حظ التوزيع قد يتسبب في تقلبات حادة في الإيرادات، مما يجعل من المستحيل التنبؤ بما إذا كانوا سيحققون ربحًا أم خسارة. ولتخفيف هذه التقلبات، غالبًا ما ينضم المنقبون إلى "تجمع"، حيث تدمج العديد من العمليات الصغيرة قدراتها الحوسبية للفوز بشكل أكثر تكرارًا، وتشارك المكافآات والرسوم. وبينما يقلل هذا من خطر التعرض لشهر سيء، فإنه يخفض أيضًا متوسط الربح المحتمل بسبب الرسوم المدفودة للتجمع.
باستخدام بيانات حقيقية من عامي 2023 و2024، قام الفريق بمعايرة نموذجهم ليتناسب مع الأداء الفعلي للصناعة. فقد نظروا في شركات تعدين كبرى مثل "Riot Platforms" و"Marathon Digital"، وقارنوا بين ما تنبأ به نماذجهم بأن يجنيه المنقبون وبين ما أبلغت عنه هذه الشركات بالفعل. وأظهرت النتائج وجود فجوة مستمرة: إذ كانت الأرباح الفعلية غالبًا أقل من الحد الأقصى النظري، وهو فرق يعزوه الباحثون إلى التقلب المتأصل في اليانصيب وتكاليف الانضمام إلى التجمعات. تمثل هذه الفجوة "تكلفة الفرصة البديلة"، وهي مقايضة مالية حقيقية يقوم بها المنقبون لاستقرار تدفقاتهم النقدية. ويسمح النموذج للمنقب بحساب عدد الآلات التي يحتاج لتشغيلها بالضبط لإبقاء مخاطره تحت مستوى معين، أو مقدار أسطوله الذي يجب أن يرسله إلى تجمع لضمان حد أدنى من الدخل مع ترك الباقي حرًا لمطاردة مكافآت أعلى.
إن أحد النتائج الأكثر عملية لهذا البحث هو الفهم الأوضح لمتى سيقوم المنقب بإيقاف تشغيل آلاته. فقد حسب الباحثون سعر كهرباء "نقطة التعادل" (break-even) لنوع نموذجي من آلات التعدين. فإذا ارتفعت تكلفة الطاقة فوق هذا الحد، يصبح من الأوفر التوقف عن التعدين والانتظار حتى تنخفض الأسعار. ومع ذلك، فإن هذا الحد ليس ثابتًا؛ فهو يتغير مع سعر البيتكوين، ومكافأة العثور على كتلة، وكفاءة الأجهزة. فعلى سبيل المثال، إذا انخفض سعر البيتكوين بنسبة 20%، فإن نقطة التعادل للكهرباء تنخفض بشكل كبير، مما يعني أن المنقبين سيوقفون التشغيل عند أسعار طاقة أقل بكثير مما كانت عليه من قبل. كما وجدت الدراسة أن المنقبين المشاركين في التجمعات لديهم نقطة تعادل أقل قليلاً، مما يجعلهم أكثر استعدادًا للاستمرار في العمل خلال فترات الغلاء، ولكنهم أيضًا أقل مرونة في استجابتهم لصدمات السوق.
بالنسبة للأشخاص الذين يديرون شبكة الكهرباء، فإن هذا المنظور الجديد حيوي للغاية. فأساليب التخطيط الحالية غالبًا ما تعامل التعدين كحمل ثابت أو كمفتاح بسيط يمكن إطفاؤه. ويشير هذا البحث إلى أن التعدين هو "حمل يعتمد على الحالة" (state-dependent load)، مما يعني أن سلوكه يتغير ديناميكيًا بناءً على مزيج معقد من العوامل المالية والتقنية. لا يمكن لمشغل الشبكة أن يفترض ببساطة أن المنجم سيقطع الطاقة عندما يصل السعر إلى رقم معين؛ بل يجب عليه فهم درجة تحمل المخاطر وترتيبات التجمع الخاصة بهذا المنجم للتنبؤ برد فعله بدقة. ومن خلال استخدام هذا الإطار الإحصائي، يمكن لمخططي الشبكة التنبؤ بشكل أفضل بكمية الطاقة التي ستكون متاحة أو كم يمكن قطعه أثناء حالات الطوارئ، مما يؤدي إلى أنظمة كهربائية أكثر موثوقية.
يخلص المؤلفون إلى أن نهجهم يوفر أساسًا متينًا لتحليل التأثيرات الاقتصادية والطاقية لتعدين البيتكوين. إنه ينقل النقاش من مجرد التقديرات البسيطة لإجمالي استخدام الطاقة إلى فهم دقيق لكيفية اتخاذ المنقبين للقرارات في ظل عدم اليقين. وهذا الوضوح يساعد المنقبين على تصميم استراتيجيات أفضل لعملياتهم، ويساعد مشغلي الشبكات على وضع سياسات يمكنها استغلال مرونة هذه الأحمال الضخمة بفعالية. وبينما يبسط النموذج بعض التفاصيل المعقدة مثل رسوم المعاملات والقيود المحلية المحددة، فإنه يقدم طريقة موحدة وصارمة لرؤية التفاعل بين العملة الرقمية وأنظمة الطاقة الفيزيائية، مما يضمن أن التخطيط المستقبلي يقوم على الطبيعة الاحتمالية الحقيقية للعبة التعدين.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.