比特币挖矿需求响应:削减用电补偿与挖矿收入损失对比分析
2026-10-15 11:11

简介

比特币挖矿需求响应是指矿工为应对电网状况、购电协议(PPA)条款或正式需求响应计划而决定减少或停止用电,而不是继续挖矿。经济问题的关键不在于是否存在削减用电补偿,而在于增量补偿和真正规避的成本是否超过放弃的挖矿收入以及因削减用电而产生的任何额外成本。这一比较在很大程度上取决于具体的电力合同、需求响应计划的规则以及矿池的结算方式,因此无法在不同地区或合同之间一概而论。本文提出了一个用于进行该比较的框架,以及每项输入所需的数据。

比较两种运营情景

针对同一事件及其相关结算影响,比较继续挖矿与削减用电两种情形:

削减用电的净收益 = 增量补偿 + 规避成本 − 放弃的挖矿收入 − 额外的削减成本。

其中,放弃的挖矿收入是指扣除矿池手续费后、但未计入现场电费及托管成本之前的预期收入。增量补偿是指两种情形下支付或抵扣金额之间的差额,不一定等于计划方报告的全部金额。规避成本是指继续挖矿时需要支付、但削减用电时无需支付的费用;额外的削减成本是指仅因现场削减用电而产生的费用。每一项只能计算一次。两种情形下保持不变的成本会相互抵消。

结果为正意味着在所述假设下,削减用电具有更高的预期经济回报。但这并不能免除矿场响应调度指令的既有义务。

以一个假设的自愿性事件为例,假设某现场在两小时内将负荷恒定减少1兆瓦,减少用电量为2兆瓦时。假设该现场获得单独的120美元/兆瓦时绩效补偿,规避了50美元/兆瓦时的可变电费,放弃了扣除矿池手续费后300美元的挖矿收入,并产生了20美元的重启成本。此外没有其他付款差异、罚款或追回款项。

项目 继续挖矿 削减用电
扣除矿池手续费后的挖矿收入 300美元 0美元
事件补偿 0美元 240美元
可变电费 −100美元 0美元
额外重启成本 0美元 −20美元
不变固定成本之前的净额 200美元 220美元

削减用电的净收益为 240美元 + 100美元 − 300美元 − 20美元 = 20美元。不变的固定托管费用相互抵消。如果240美元的补偿已经包含了100美元的电费节省,那么该项节省就不能再重复计算。这些数字仅用于说明计算方法,并非市场费率或盈利预测。

明确计划规则

在估算任何具体金额之前,矿工需要确认自己实际有资格获得哪种结算方式,因为不同机制并不能互换。

例如,在ERCOT(得克萨斯州电力可靠性委员会)中,负荷资源(Load Resource)是指注册以需求响应形式提供辅助服务或能源的负荷,ERCOT对可控负荷资源(Controllable Load Resources)和不可控负荷资源(Non-Controllable Load Resources)分别维持独立的资格认定程序(ERCOT)。参与通常需要注册、通过资格测试,并遵守该计划特定的绩效要求。其他市场和双边PPA可能提供的是针对未使用的签约电力的抵扣,这与电网运营商的辅助服务付款是不同的机制。

对于每一项适用的计划或合同条款,矿工应记录:

  • 触发削减用电事件的条件(价格阈值、电网运营商通知或合同选项);
  • 补偿是基于经核实的绩效、可用性,还是针对未使用电力的固定抵扣;
  • 结算基准,包括每兆瓦时能源的费率,或每兆瓦容量费率及其适用的小时、天数或其他合同期间,以及开票或付款的时间安排;
  • 若矿工在被调用时未能削减用电,是否存在任何付款减少、追回款项或违约处罚;以及
  • 电力合同是否为“照付不议”(take-or-pay)合同,这会影响矿工削减用电是否能真正规避能源成本。

应将“参与或承诺容量”的决策与“承诺后对某次事件的评估”区分开来。ERCOT指出,在其日前辅助服务市场中被安排或选中的负荷资源,无论是否在实时中被调度,均可能获得容量付款(ERCOT)。此类付款并不自动等同于某次具体削减用电事件所带来的额外收入。应比较在每种情形下实际能够保留或损失的金额,并且对任何追回款项只计算一次。一旦矿工已承诺提供某项服务,相应的调度和绩效义务仍然适用于其响应行为。

这些规则因司法管辖区、公用事业公司和具体合同而异,因此为某一现场制定的削减用电方案,在未审阅相关管辖文件的情况下,不应假定适用于另一现场。

估算放弃的挖矿收入

第二项输入是该矿场若在削减用电期间继续运营本可能获得的挖矿收入。该估算应基于矿池端和网络端的数据来构建,而不应仅凭铭牌算力假设得出。

矿池的支付方式会改变该估算的构建方式。矿池使用“share”(份额)来计算矿工的贡献,share是指满足矿池所分配目标值的工作量证明解;该矿池目标值在数值上高于比特币网络的区块目标值,因此更容易达到,这意味着share比网络有效区块更容易产出(比特币开发者指南)。单个share本身并不能保证矿池已经找到一个区块。

ViaBTC目前的文档说明了为何支付方式对估算损失至关重要。在PPS+模式下,区块奖励部分是根据份额(shares)、当前全网难度(difficulty)以及4%的手续费计算得出,并按小时结算;而交易手续费部分则采用PPLNS逻辑分配,收取2%的手续费,须在矿池所挖出的区块达到六次确认后,根据矿工在此前五个难度轮次内占矿池算力(hashrate)的比例进行分配。在PPLNS模式下,区块奖励和交易手续费两部分均遵循这一五轮次、确认后分配的方法,并收取2%的手续费(ViaBTC帮助中心)。

这在实际操作中意味着:PPS+矿工可以合理地利用相同算力近期的按小时结算数据,预测损失收入中区块奖励部分的金额,并应明确标注为估算值。而交易手续费部分,以及任何基于PPLNS的收益,不应被归因于确切的限电(curtailment)时段,因为相关奖励取决于矿池实际挖出的区块,以及一个滚动的难度轮次窗口。更稳妥的做法是,在一个能够完整覆盖受影响PPLNS窗口的较长时间段内衡量影响,或者将较短窗口的数据明确作为估算值呈现,并说明所采用的假设。

进行该项估算所需的输入数据包括:设备在事件发生前的上线/离线时间戳及实测算力;来自矿池记录的有效份额与被拒绝份额;当前比特币全网难度;矿池所记载的手续费与支付方式;以及若需要进行法币比较,还需提供BTC/USD价格及其估值时间戳。矿池估算的算力不应被用来推算设备能效(例如J/TH),因为该计算需要在相匹配的时间窗口内获取实测功耗与算力数据。

纳入重启成本与托管成本

一份完整的对比分析必须区分在两种运营情景之间会发生变化的成本与保持不变的成本,且不应将已在其他地方计入的成本重复计算。

相关成本项目包括:

  • 已避免的电力成本 —— 即离线期间未产生的可变能源成本,根据合同条款的不同,该成本可能与电力补偿(power credit)分开,也可能不分开(见下文);
  • 重启成本 —— 与将ASIC矿机重新上线相关的任何额外能耗、人工或设备磨损;
  • 托管或场地费用 —— 通常无论是否限电都会持续产生的固定托管费用,若两种情景下费用相同,则相互抵消;仅应计入实际发生的费用差额;
  • 违约罚款与追回款项 —— 应将这些费用归属于其产生的具体情景。因在被要求限电时仍继续挖矿而产生的罚款,属于不履约成本,而非合规限电的额外成本。若已损失的款项已反映在补偿差额中,则不应再将其作为单独的追回项重复计入;以及
  • 矿池支付效应 —— 应将对PPLNS窗口贡献度降低所产生的影响,纳入未实现挖矿收入之内,而非作为第二项成本单独计入。只有在另行、单独记载的奖励资格规则,且其影响尚未包含在收入估算中时,才应作额外调整。

其中最严重的核算风险在于电力补偿(power credit)与已避免电力成本之间的重复计算。如果某需求响应(demand-response)项目针对减少负荷单独支付了一笔经核实的款项,那么该笔付款与已避免的能源成本可以合理地相加。但如果所报告的补偿金额本身已经反映了未使用的合同电力的价值——例如在PPA回购(buy-back)安排中——那么在该补偿之外再额外计入已避免电力成本,可能会高估限电带来的收益。Riot Platforms在其2025年Form 10-K文件中指出,其电力限电补偿(power curtailment credits)既代表了根据其PPA出售未使用电力所得,也代表了参与ERCOT与MISO需求响应项目所得,这是两种应默认分别建模而非合并计算的机制(Riot Platforms 2025年Form 10-K)。Riot报告称,截至2025年12月31日止年度此类补偿金额为5670万美元,而2024年为3370万美元——这一年度间差异表明,这些数字可能随电网和市场状况发生多大程度的变化,不过该文件并未披露可用于计算“补偿金额与未实现收入之比”的逐笔事件明细。

对结算条款进行压力测试

在依赖某项限电估算值进行规划之前,矿工应针对驱动对比双方的输入变量的变化情况,对该估算值进行检验。

在电力市场方面,结算价值取决于相应项目的价格形成机制,该机制可能因季节、一天中的时段以及系统状况而有所不同。在挖矿方面,预期收入取决于每单位算力收益(hashprice)与全网难度,这两者均会独立于任何单一运营方的决策而变化。利用德州市场数据进行的学术研究发现,当hashprice较高时,比特币挖矿负荷响应会减弱,这意味着在某一hashprice环境下校准的限电阈值,在挖矿收入条件发生变化时可能不再适用;该发现来自一篇预印本论文,应被视为研究成果,而非行业已有定论(arXiv预印本)。

一个有用的历史案例是Riot在2023年8月披露的德州高温事件,该公司报告称在用电高峰期削减了超过95%的负荷,当月生产了333枚BTC,并估计电力与需量响应信用合计为3170万美元(Riot Platforms 2023年8月运营情况更新)。这表明在一定规模下,与限电相关的收益可能相当可观,但该文件并未披露该公司若不进行限电本可实现的BTC产量,因此3170万美元这一数字不能被解读为该特定月份补偿款超过了损失的挖矿收入的证据。

压力测试还应审视该比较结果对估值窗口期内BTC价格波动的敏感性,因为挖矿收入通常以BTC计价,而大多数结算款项则以法币计价。

制定限电核查清单

以下条目有助于构建事件层面的评估;它们描述的是一种实用方法,而非强制性的行业规程。

  1. 事件时间区间——限电窗口期的起止时间。
  2. 限电负荷与电量——记录以兆瓦(MW)计的负荷削减量、其持续时长,以及相对于适用基线的兆瓦时(MWh)电量削减结果。在可获取计量数据时应加以使用;对于恒定削减量,MWh等于MW乘以小时数。
  3. 结算依据——项目类型、费率、适用的结算周期,以及支付款项是基于可用性、履约表现,还是固定电力信用额度。应记录两种情景之间的支付差额,而非假设所有补偿都依赖于事件的发生。
  4. 挖矿收入预测或反事实情形——扣除矿池手续费后、扣除场地电费和托管成本前的预期收入、矿池的结算方式、区块奖励与交易手续费的处理方式,以及所采用的测量窗口期。
  5. 已避免的电费——需确认该部分是在结算金额之上额外计入的,还是已经包含在结算金额之中。
  6. 成本差异——重启成本以及托管费、罚金或追回款项的任何变化,应归属于产生这些成本的具体情景。差异计算中应排除不变的固定成本。
  7. BTC/USD估值时间戳——用于任何法币比较的价格来源及采用时间。
  8. 净结果与所述假设——增量补偿加上已避免成本,减去损失的挖矿收入和额外的限电成本,并明确注明每项输入数据的来源及任何局限性。

结论

参与需量响应既是一项电力市场与合同层面的决策,也是一项运营层面的决策,其经济性取决于矿工所处的司法管辖区、电力合同以及矿池结算方式等具体情况。对于自愿参与的事件而言,当电网增量补偿及已避免成本相对于损失的挖矿收入和额外限电成本上升时,限电就变得更为有利。在其他条件不变的情况下,扣除矿池手续费后的预期挖矿收入越高,限电的吸引力就越低。既有的服务承诺仍必须履行。一个合理的评估应将限电补偿款、已避免的电费以及挖矿收入作为彼此独立、来源清晰的输入项,并在一致的时间窗口内加以衡量,而不应将任何单一的公开披露信息当作普适的基准。

常见问题

限电补偿款是否等同于挖矿收入?

不是。需量响应补偿可能是针对可用性或经核实的负荷削减而支付的,而挖矿收入则是矿池针对所贡献算力而以BTC计价发放的收入。应将二者分别追踪,且仅比较在“继续挖矿”与“限电”这两种情形之间会发生变化的金额。

是否所有挖矿业务都能参与需量响应?

不是。参与资格取决于电网运营商的项目规则、矿工的电力合同,以及特定司法管辖区的资格要求,例如ERCOT的负荷资源(Load Resource)注册流程。矿工应在假定可以参与之前,核实当前的项目规则和合同条款。

限电是否总能完全避免该时段的电费?

不一定。在“照付不议”(take-or-pay)电力合同下,无论实际用电量如何,矿工可能仍需支付合同约定的费用,因此“可避免成本”这一假设应对照具体合同条款加以核实。

PPLNS模式下的矿工应如何估算短时限电造成的收入损失?

由于PPLNS是根据矿工在此前若干个难度轮次中占矿池总算力的份额来分配奖励,并取决于矿池实际找到的区块,因此短时事件的影响更适合在更长、对齐的周期内加以衡量,而不应将其归因于限电发生的具体那一个小时。

参考文献

  1. Riot Platforms, Inc. 截至2025年12月31日财年的10-K表年度报告。
  2. Riot Platforms, Inc. 2023年8月运营情况更新。
  3. ERCOT.《负荷资源参与ERCOT市场》。
  4. 比特币开发者指南.《挖矿》。
  5. ViaBTC帮助中心.《收益是如何计算的?》。
  6. Majumder, Subir.《Hashprice moderates the electricity demand response of Bitcoin miners》. arXiv预印本,第2版,2026年6月3日。