美股加密矿工股专题：AI缺电驱动加密挖矿电力价值重估 综合考虑电力及算力优选矿股Alpha

行业评级：/证券研究报告|行业专题 海外科技 2024年8月4日 AI缺电驱动加密挖矿电力价值重估 综合考虑电力及算力优选矿股Alpha ——美股加密矿工股专题 证券分析师姓名：郑嘉伟 资格编号：S1350523120001 邮箱：zhengjiawei@huayuanstock.com 证券分析师姓名：于炳麟 资格编号：S1350524060002 邮箱：yubinglin@huayuanstock.com 联系人 姓名：郑冰倩 资格编号：S1350124050014 邮箱：zhengbingqian@huayuanstock.com 请务必阅读报告末页的重要声明 目录 1、加密挖矿：低效的生意模式，关键的生态价值 2、算力的尽头是电力：AI缺电驱动挖矿电力价值重估 3、美股挖矿公司梳理：综合储备电及算力增长优选Alpha 1.1挖矿商业模式：通过验证交易获得BTC与交易费用 挖矿是验证交易的过程，挖矿回报是获得BTC和交易费用。比特币挖矿是在区块链上验证交易的过程，这也是新比特币进入流通的方式。“挖掘”是使用硬件和软件来执行以生成符合条件的加密数字，第一个找到问题解决方案的矿工将获得比特币奖励，该过程不断循环。 BTC使用专用集成电路作为”矿机”，更快更强更安全。ASIC是专用集成电路，为比特币挖矿所需的计算专门设计。与传统的CPU或GPU挖矿相比 ，ASIC挖矿在执行挖矿所需的复杂计算方面具有更高的效率，且每秒可管理的交易量要大得多。ASIC挖矿试图加速并增强挖矿过程，这将带来更快 的交易处理时间和更高的网络安全性。 图：BTC挖矿商业模式 资料来源：TheMotleyFool，华源证券研究 1.2矿厂报表：收入来自挖矿现价，成本大头是折旧+电费 利润表关注电费与折旧：挖矿主营收入来自挖矿数量与挖矿均价，成本主要来自电费与矿机折旧，但这里注意收入是非现金项，如果挖到的矿没有卖出是没有现金流入的。 资产负债表关注数字资产与有息负债：挖矿企业的资产主要由现金 、数字资产、预付款（矿机采购）、固定资产（矿机）等大项组成 。负债则主要由应付款、长期借款或债券等组成。大部分矿机企业尽量避免有息负债，但部分企业也会持续加杠杆新增算力来保障挖矿能力的持续增长。 现金流量表关注预付款、资本开支：挖矿企业大部分有屯矿的诉求 ，现价卖矿的比例有限，因此经营性现金流很少大幅转正，企业通常通过融资或借债来进行资本开支，且矿机需要大额预付款，投资现金流这两个科目预示着公司未来算力的增长。 图：比特小鹿2024Q1主营业务、成本情况 图：MARA2024Q1末 资产负债表结构 图：MARA2024Q1末 现金流量表结构 资料来源：各公司官网、华源证券研究 1.3挖矿收入：挖矿行业规模随价格上涨，矿工年化收入已超200亿 BTC挖矿正成为年化近200亿美元收入的大生意。尽管每4年单区块的比特币奖励会减半，但挖矿行业的规模随着比特币价格的上涨仍不断增加，2024年初随着BTC价格重回5W美元以上，BTC挖矿单日收入超过6千万美元/日（包括区块回报与交易收入），行业年化收入超过200亿美元。2024年4月比特币奖励减半后，矿工每日收入降至3千万美元左右，年化行业收入仍然超过100亿美元。 图：矿工全行业BTC挖矿数量每四年减半图：矿工全行业BTC挖矿美元日回报逐渐上升 资料来源：BitcoinMagazinePro、华源证券研究资料来源：Coinmetrics、华源证券研究 1.4成本1：挖矿耗电：消耗全球0.3%电力，绿电占比快速提升至近60% BTC挖矿耗电量大的指责并不成立。根据剑桥加密货币电力消耗指数，2023年，全球比特币挖矿年耗电量约为121.13太瓦时，目前预计2024年全球比特币挖矿年耗电量预计为88.01太瓦时。 BTC挖矿耗电结构快速向绿电切换，不同地区对BTC挖矿耗电的好感随立场变化。根据BTC矿业协会，2023年上半年会员矿主绿电消耗占比达到63%，全球矿主绿电消耗占比达到59%，这一数据在2021年尚不到30%。对于部分电力欠发达地区，BTC挖矿带来的基础设施投资使更多人口获得了电力使用的权利，而对于部分发达地区，挖矿的高灵活性也提供了对电网的需求侧响应，使更多多余的可再生电力得到应用。当然，也有部分地区指责挖矿使居民用电成本增加。2024年2月，为了更好的监管，拜登政府已发出与比特币矿机功耗相关的“紧急收集数据请求”。美国总统大选期间，为了获得更多选民的支持，两党分别明确表达对行业的支持。 图：矿工绿电使用比例高于大部分国家 图：历年BTC挖矿耗电数据（TWH/年） 图：历年BTC挖矿时点年化耗电数据（TWH/年） 资料来源：VisualCapitalist、华源证券研究资料来源：ccaf、华源证券研究 1.4成本2：挖矿算力总哈希值不断快速提升，矿机效率也不断提升 矿机效率跟随制程进步，随着制程迭代慢慢减速，矿机效率对成本的影响在减弱。由于针对成熟的哈希碰撞算法使用专用集成电路（ASIC），挖矿芯片在制程上始终走在科技最前沿，从7nm到5nm到24年的3nm应用都是行业领先。2009年到2014年矿机效率（单位算力耗电量）提升了700倍 ，而18年初到21年末仅提升了5倍。后续随着先进制程迭代的变慢，预计每两年矿机效率提升在50%以内，矿机效率对成本的影响逐渐减弱。 图：历史矿机效率图：19-24年矿机效率走势 资料来源：ccaf、华源证券研究 1.4成本2:过去矿机按照回本周期定价，未来这个模式可能改变 矿机价格目前在底部，但多重原因导致过去回本周期定价的模式难再现。过去矿机按照回本周期定价，以当前市场价格如果采购矿机能够1.5-2年回本，可以反推矿机定价，因此2021年矿机价格走势恢宏，是卖方市场。随着矿主对未来矿价波动不确定性的担忧，以及上游晶圆厂的强势（晶圆厂要求预测10个月以上订单，并且全额预付款，矿机厂商不得不按需采购，且要求矿主支付预付款），导致下游矿主在价格端议价能力加强，矿机虽然是寡头垄断的格局，却也慢慢转入了买方市场的形态。预计未来按照回本周期定价的模式难再现，矿机价格的波动也将显著减小。这意味着，如果矿的价格在某个减半周期内维持较高时间的高位，较多买到平价矿机的矿主将享受更长一段时间的超额利润。 图：2024年矿机价格仅小幅反弹，幅度远不及矿价图：高效矿机投资大耗电少，低效矿机反之 资料来源：Hashrateindex、华源证券研究 1.5矿主分布：2017年以前中国主导，21年中国禁挖后华尔街主导 21年9月中国禁止BTC挖矿后，哈希值分布发生了显著变化。许多国家决定不仅禁止比特币开采，而且完全禁止加密货币，包括阿尔及利亚、孟加拉国、埃及、伊拉克、摩洛哥、阿曼、卡塔尔、突尼斯，尤其是中国。当中国于2021年9月禁止加密货币时，全球算力（通过比特币挖矿为网络贡献的计算能力水平）和比特币挖矿地图发生了显着变化。21年以来美国和哈萨克斯坦是哈希值扩张的主力，其中美国的风险资本也开始快速介入 ，而哈萨克斯坦的算力则可能更多来自亚洲资本。承接了部分中国大陆的算力转移，同时据Cointelegraph报道，美国共和党全国大会批准了前总统唐纳德·特朗普为共和党提出的新政纲，其中绝大多数内容都是标准的共和党政纲，但有一个很大的例外：支持创新的加密政策。特朗普的新政纲中承诺捍卫美国人比特币挖矿、自托管数字资产、以及自由交易的权利，并且称民主党非法和不合时宜的打击加密货币。 图：全球算力分布情况（预估绝对值）图：全球算力分布情况（占比） 资料来源：ccaf、华源证券研究 1.6未来矿主地理分布：非洲成为未来十年最有潜力的矿主聚集地 比特币挖矿在非洲兴起：低成本电力是比特币挖矿的首选要素，矿主聚集地首先是中国，然后是伊朗、哈萨克斯坦、俄罗斯和瑞典北部等地，中国禁止挖矿后矿主涌入德克萨斯州等地，而未来十年，非洲将是挖矿的兵家必争之地。 比特币挖矿为非洲更广泛人口用上电带来了希望：根据IEA，2021年非洲仍有超过5亿人用不上电。比特币通过两种方式加强了用电人口的覆盖：1 、通过挖矿收益，使已建成的电厂但尚未配套电网的地区有能力追加电网投资，将电力输送到用户家中；2、通过建立微电网挖矿，使偏远地区的居 住疏松的附近居民获得了稳定的电力。 图：非洲人口的电力获取仍远低于清洁食物的获取图：顺流水力发电及小型电网示意图 资料来源：IEA、华源证券研究 1.7矿场的重要作用：1）维护比特币网络安全 矿工通过大量计算来保护区块链网络的安全。区块链安全是指网络受到攻击或破坏的可能性。在比特币这样的去中心化网络下，主要关注的是51%的攻击，即单一实体控制着比特币网络的一半以上的计算能力（称为哈希率）。如果实现了这一点，攻击者可以控制网络，或者更具体地说，对打开的分类帐进行更改，例如执行双重支出或反转交易。用户将会丧失对网络的信任，进而可能导致整个网络系统崩溃。随着比特币网络变得更大，随着更多的节点和矿工分布在更多的人、实体和地理区域中，攻击它变得更困难、更昂贵。比特币是迄今为止最安全的数字资产，以哈希率或计算能力衡量，与其他数字资产保护网络的安全相比，BTC的网络哈希值遥遥领先。 图：BTC网络哈希值远高于其他加密货币（TH/S，对数坐标） 资料来源：coinmetrics、华源证券研究 1.7矿场的重要作用：2）维护比特币最强的去中心化特征 去中心化是数字加密货币的终极追求：集中式系统或一个实体拥有完全控制权的系统常常成为利益冲突的受害者。这些系统还存在单点故障，使其更容易受到攻击。去中心化系统不存在单点故障，除非大多数参与方同意，否则无法进行更改，从而大大降低了成功攻击的可能性和腐败的可能性。 图：BTC活跃账户数远高于其他类型加密货币 资料来源：coinmetrics、华源证券研究 1.8低效的商业模式：持续Capex，持续融资，现金流出，周期波动大 作为上市公司的矿工对于股东来说并不是好的商业模式：矿工存在以下商业模式特点：1、持续Capex投入，矿机理论更换周期2年；2、作为市场参与者，被动承受更多后发优势的竞争（老矿机卷不过新矿机，新矿机进入市场，全网哈希值上升，老矿机市占率被动下降）；3、收入非现金（BTC要实时卖出才能获得现金），但成本（Capex、电费、人力）都是现金流出；4、在每个周期中有大量时间BTC现价低于全网平均挖矿成本，现挖现卖会亏钱。在下表中我们选取了22家矿业上市公司中具有代表性的5家上市公司，可以清晰的看出，大部分挖矿企业上市多年经营现金流累计为负 ，资本开支额较大，上市后股权融资额较大。 表：代表矿企关键财务数据（百万美元） 矿股 上市时间 市值 累计经营性现金流 累计净利润 累计capex 累计筹资活动产生的现金流量净额 累计股权融资 首发后总股本（万股） 当前总股本 （万股） RIOT.O 2007-08-28 3474.1 -181.5 -777.0 1277.0 2098.4 2151.9 3679.5 28878.5 MARA.O 2014-07-28 6993.3 -528.8 -567.3 878.2 2255.6 1574.2 579.9 28278.7 IREN.O 2021-11-17 2111.2 29.8 -672.2 211.6 555.4 215.3 5503.6 18683.1 CAN.O 2019-11-21 365.8 -619.2 822.9 146.7 796.4 2451.7 237222.2 453532.2 CLSK.O 2020-01-16 4065.2 -1.0 -239.1 220.4 785.4 788.0 486.4 22787.0 资料来源：wind、华源证券研究 目录 1、加密挖矿：低效的生意模式，关键的生态价值 2、算力的尽头是电力：AI缺电驱动挖矿电力价值重估 3、美股挖矿公司梳理：综合储备电及算力增长优选Alph