《Computers》：Modelling the Economic Viability of Bitcoin Mining as a Flexibility Resource in European Electricity Markets (2015–2025)
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比特币挖矿是一个高度耗能的过程，其经济可持续性取决于电价、比特币价格、运营模式和技术效率之间复杂的相互作用。本研究通过基于法国2015至2025年间十一年的每小时电价数据集和固定技术参数构建的仿真模型，分析了这些关系。分析分五个步骤进行，比较了灵活挖矿与连续挖
比特币挖矿是一个高度耗能的过程，其经济可持续性取决于电价、比特币价格、运营模式和技术效率之间复杂的相互作用。本研究通过基于法国2015至2025年间十一年的每小时电价数据集和固定技术参数构建的仿真模型，分析了这些关系。分析分五个步骤进行，比较了灵活挖矿与连续挖矿，量化了电价阈值的影响，检验了比特币价格与销售策略之间的交互作用，确定了能源盈利阈值，并最终找出了最能平衡利润与风险的电价阈值。结果表明，尽管灵活挖矿产生的绝对利润低于连续挖矿，但它显著降低了亏损风险，并提高了每枚比特币的成本效率。电价阈值被证明是一个关键参数：提高它会增加总利润，但也会增加波动性和单位成本。能源分析确定了一个约600,000 kWh/BTC的可持续性阈值，超过该阈值，在测试条件下挖矿将变得无利可图。最后，风险调整分析表明，最能平衡长期稳定性和利润的阈值价格低于能使绝对利润最大化的阈值。因此，本文为比特币挖矿的经济可持续性提供了新的见解，并为评估波动市场条件下价格响应型灵活负荷建立了一个方法论框架，这对关注能源资源高效利用的矿工、投资者和政策制定者具有启示意义。
论文解读文章
研究背景与问题
过去十年，可再生能源在全球能源系统中的渗透率显著提升，这带来了电网稳定性的挑战，尤其是由于风能和太阳能等间歇性能源导致的供需失衡，使得电力批发市场中极低甚至负电价现象愈发频繁。传统的解决方案如储能存在能量损耗和环境问题。在此背景下，如何有效利用这些过剩或廉价电力成为关键议题。比特币挖矿作为一种高能耗过程，具备可根据电价信号灵活启停的特性，因此被视为一种潜在的“灵活负荷”（Flexible Load），能够消耗过剩电力并可能创造经济价值。然而，其经济可行性受制于电价、比特币价格、设备效率和运营策略等多重因素的复杂互动，缺乏系统性的量化评估。本研究旨在通过构建仿真模型，分析2015至2025年间法国电力市场数据，量化在不同情景下比特币挖矿作为灵活性资源的经济效益，为其在能源市场中的角色提供实证依据。
研究方法概述
研究人员采用了一种基于规则的仿真模拟方法。首先，获取了2015至2025年法国电力市场的真实小时级电价数据。其次，设定了一个固定功率（1 MW）的虚拟矿场，并以恒定的设备效率（350,000 kWh/BTC）和配电费（0.08 EUR/kWh）作为基础参数。核心决策规则是：对于灵活挖矿模式，只有当实时电价低于预设的“电价阈值”（CLEVEL）时才启动挖矿；而连续挖矿模式则全天候运行。通过遍历不同的电价阈值（从-10到100 EUR/MWh）和比特币价格场景（50,000、100,000、400,000 EUR/BTC），并结合两种销售策略（每年出售与期末一次性出售HODL），研究人员计算并比较了不同组合下的净利、单位成本和一系列风险指标（如标准差、夏普比率Sharpe-like ratio、索提诺比率Sortino-like ratio）。
研究结果
H1: 灵活挖矿 vs. 连续挖矿
通过对比两种模式的净利发现，连续挖矿在多数年份获得更高的绝对利润，但其波动性极大，并在2022年出现巨额亏损。相比之下，灵活挖矿（仅在负电价时运行）虽然产量有限、绝对利润较低，但在所有活跃年份均保持正利润，单位成本更低，展现了更强的抗风险能力和成本效率。假设未获证实，即灵活挖矿在绝对利润上并未超越连续挖矿，但在风险控制和成本效率上优势显著。
H2: 电价阈值对盈利能力的影响
通过设置13个不同的电价阈值进行敏感性分析发现，随着阈值的提高，挖矿时长和总利润同步增加。例如，阈值从-10 EUR/MWh升至100 EUR/MWh时，总净利从约4.3万欧元增至1158.6万欧元。然而，这一增长伴随着单位成本的急剧上升（从17,797.50 EUR/BTC升至43,460.93 EUR/BTC）。这表明存在一个收益递减点，即在约50 EUR/MWh之后，利润增速放缓，边际效益下降。假设得到证实，即电价阈值是影响盈利能力的关键参数。
H3: 比特币价格与销售策略的影响
通过结合历史比特币价格数据和两种销售策略（每年出售 vs. HODL）进行模拟发现，销售策略从根本上改变了经济结果。在每年出售策略下，因早期比特币价格低迷，两种挖矿模式均出现长期亏损，但灵活挖矿的累计亏损（342万欧元）远小于连续挖矿（926万欧元）。而在HODL策略下，得益于2025年的高币价，两种模式均实现盈利，连续挖矿利润更高（1144万欧元 vs. 823万欧元）。结论是，灵活的挖矿模式在保护资本、减少损失方面效果显著，而销售策略的选择直接影响现金流和最终收益。
H4: 每枚比特币的电力消耗
研究人员通过两个步骤进行分析：一是使用历史上逐年变化的能耗数据；二是设定固定的能耗值进行扫描。结果显示，在历史情景下，当能耗在2021年超过约400,000 kWh/BTC后，挖矿开始出现亏损。在固定能耗情景下，明确了盈亏平衡点大约在600,000 kWh/BTC，一旦超过此阈值，挖矿在经济上便不可持续。假设得到证实，即能源强度是决定挖矿经济可持续性的决定性因素，并给出了明确的量化阈值。
H5: 从风险和利润角度寻找最优电价阈值
本部分引入风险指标来评估不同电价阈值下的表现。在HODL策略下，尽管最高绝对利润出现在100 EUR/MWh，但风险调整后的指标（如Sharpe-like比率）显示，40-60 EUR/MWh区间提供了最佳的风险与回报平衡，在该区间内没有出现亏损年份，且收益稳定性更高。在每年出售策略下，所有高于10 EUR/MWh的阈值均导致长期亏损。结论是，追求风险与利润平衡的最优阈值（约40-60 EUR/MWh）低于追求绝对利润最大化的阈值。假设得到证实。
讨论与结论
讨论部分指出，研究结果揭示了挖矿策略选择的重要性：保守型投资者适合灵活挖矿，而高风险偏好者可选择连续挖矿。电价阈值的选择需权衡利润与风险，40-60 EUR/MWh是最佳平衡点。同时，研究也强调了销售策略的根本性影响。此外，研究认为比特币挖矿可以作为比传统“电加热器”更有价值的消纳过剩电力的方式，为能源系统提供了额外的灵活性价值。
结论部分翻译如下：
本研究报告分析了在各种输入参数组合下比特币挖矿的经济效率，重点考察了电价、比特币价格、运营模式和能源强度。利用基于法国2015至2025年间历史电价数据的仿真模型和固定输入假设，研究人员得以量化各个因素对净利润、单位成本和挖矿风险的影响。
各假设的测试结果得出了若干重要发现。H1表明，在负电价时段进行的灵活挖矿产生的绝对利润较低，但降低了亏损风险并提高了单位效率。H2证实，电价阈值对盈利能力有显著影响——更高的阈值增加了挖矿时长和总利润，但代价是单位成本上升和风险增高。H3证明了比特币价格波动和销售策略（持续销售 vs. 期末销售）会显著改变经济结果。灵活挖矿已被证明是一种风险较低的策略，可以在比特币价格低迷时期减少损失。H4聚焦于能源强度，并确定了盈亏平衡点约为600,000 kWh/BTC。H5表明，从风险调整的角度来看，最优电价阈值（约40-60 EUR/MWh）低于使绝对利润最大化的阈值。
