Grayscale: Desconstruindo o modelo de negócios BTCMineração e sustentabilidade

Grayscale acredita que o BTC tem uma vantagem única na aceleração da transição do mundo para energia renovável.

Escrito por: Zach Pandl

Compilado por: Luffy, Foresight News

  • A capacidade do BTC para se tornar um sistema global de criptomoeda deve-se a este processo competitivo de mineração. O mecanismo de mineração garante a atualização adequada da blockchain e coordena os incentivos econômicos de toda a rede. Atualmente, a escala da rede de mineração BTC é enorme, com mais de 700 quintilhões de 'hashes' gerados por segundo (Nota: 1 quintilhão = 1 quatrilhão, 10^18).
  • A receita dos mineiros de BTC vem do BTC recém-emitido e das taxas de transação da rede. Seus gastos cobrem equipamentos, eletricidade e outros custos operacionais. Muitos mineiros também possuem BTC em seus balanços patrimoniais, e cada vez mais mineiros estão expandindo seus negócios para os serviços de inteligência artificial (IA) e computação de alta performance (HPC).
  • A pesquisa da Grayscale estima que a mineração de Bitcoin representa 0,2% do consumo global de eletricidade; em comparação com outras indústrias, a proporção de energia limpa no consumo de eletricidade da mineração de Bitcoin é maior. A mineração de Bitcoin pode ajudar a acelerar a realização de objetivos ambientais, especialmente no campo das emissões de metano.

BTC é uma rede de computadores descentralizada que armazena o valor de 2 trilhões de dólares. A realização deste milagre moderno depende inteiramente da mineração: os participantes da rede competem pelo direito de adicionar o próximo bloco à blockchain e receber uma recompensa. Hoje em dia, a escala operacional da mineração de BTC é surpreendente, transformando efetivamente energia em segurança digital. A capacidade computacional usada para proteger a blockchain do BTC é como uma espécie de "cofre digital", e é precisamente por meio desse mecanismo que uma rede de computadores autônoma se torna um sistema de moeda digital global. Os requisitos de tecnologia especializada, despesas de capital e custos operacionais contínuos para operar instalações de mineração de BTC, juntamente com a alta competitividade do setor, contribuem para manter a descentralização da rede BTC e tornar os custos de ataque tão elevados que desencorajam tentativas.

Investir em empresas de mineração de BTC listadas publicamente pode gerar receita a partir da produção de blocos e, com o tempo, esperar aumentar a receita a partir das crescentes taxas de transação da rede. Na verdade, a maioria das empresas de mineração de BTC listadas publicamente adota modelos de negócios diversificados, com muitas mantendo BTC minerado em seus balanços patrimoniais ou até comprando BTC no mercado aberto. Atualmente, as empresas de mineração de BTC também estão entrando na operação de centros de dados de inteligência artificial e computação de alto desempenho, diversificando seus negócios.

Milagre Moderno

Embora a mineração de BTC seja tecnicamente complexa, o conceito é bastante simples. Computadores especializados competem entre si para adivinhar um número aleatório, e o primeiro a acertar ganha o direito de atualizar a blockchain (ou seja, 'extrair um bloco'). O mineiro vencedor recebe novos BTC emitidos no bloco e taxas de transação (ou seja, 'recompensa do bloco').

Não há atalhos neste concurso, como um algoritmo mais rápido para encontrar o número correto, os mineiros de BTC têm que competir puramente com força. Este processo pode ser visto como um jogo de probabilidade. Os mineiros continuam a adivinhar até encontrarem a resposta correta, assim como lançar um dado de várias faces até obter o número desejado. Portanto, a probabilidade de ganhar depende do número de palpites que um mineiro pode fazer por segundo ("número de lançamentos de dados"). Operadores com a maior quantidade e eficiência de máquinas têm o maior número de palpites e, portanto, a maior chance de ganhar a recompensa do bloco.

Do ponto de vista técnico, o resultado vencedor não é apenas um número aleatório, mas sim o 'valor de hash' resultante da combinação desse número com outros dados. Em ciência da computação, uma função de hash é uma operação matemática que converte quaisquer dados em uma sequência de caracteres, ou seja, um valor de hash. Por exemplo, usando a função de hash na rede BTC, o valor de hash da palavra 'Bitcoin' é: b4056df6691f8dc72e56302ddad345d65fead3ead9299609a826e2344eb63aa4.

Portanto, a tarefa dos mineiros de BTC é gerar rapidamente valores de hash: adivinhar um número aleatório, calcular o seu valor de hash (combinando o número aleatório com outros dados) e verificar se está correto.

Estima-se que atualmente existam cerca de 500-600 milhões de máquinas de mineração de BTC operando em uma escala impressionante para gerar valores hash (ver Figura 1). Nos últimos 90 dias, a taxa média de geração de hash pelos mineradores de BTC foi de 765 EH/s (765 exahashes por segundo). Isso significa que os mineradores de BTC estão fazendo mais de 700 quintilhões de tentativas de adivinhar números aleatórios e calcular seus valores hash a cada segundo. Para dar uma ideia mais visual dessa quantidade, estima-se que haja cerca de 7,5 quintilhões de grãos de areia e 10 quintilhões de insetos na Terra.

Figura 1: Os mineiros de BTC geram valores hash em escala massiva

Gerar tantos hashes é caro, mas é exatamente aí que está o cerne da questão. Para competir pelas recompensas, os operadores de mineração precisam adquirir máquinas especializadas e outros hardwares, além de arcar com custos contínuos de eletricidade e manutenção. Portanto, ao gerar hashes corretos, os mineiros fornecem uma forma de 'prova de trabalho', demonstrando que investiram recursos econômicos e podem ser confiáveis para atualizar o blockchain.

Atacar o BTC significa derrotar a indústria existente de mineração de BTC. Em teoria, se um atacante malicioso controlar 51% da taxa de hash da rede, ele pode perturbar a rede (por exemplo, fazer gastos duplos de BTC ou censurar algumas transações) ao conseguir minerar a maioria dos blocos. Em um artigo, os pesquisadores estimaram que, até fevereiro de 2024, lançar um ataque de 51% contínuo à rede BTC por uma hora custaria entre 5 e 20 bilhões de dólares. Na realidade, não há nenhum ator com incentivo econômico para investir esses recursos, e a rede BTC possui mecanismos de defesa além da mineração.

O modelo de negócio da mineração de BTC

A receita dos mineiros de BTC é igual à recompensa em bloco recém-extraída, enquanto os seus custos operacionais vêm da energia consumida para operar as máquinas e gerar valores hash (possivelmente incluindo também despesas de manutenção, taxas de pool, entre outros custos operacionais). Assim, o objetivo dos mineiros de BTC é gerar o maior número possível de valores hash por segundo a custos o mais baixos possível.

Em 2024, os mineiros receberam um total de cerca de 230 mil BTC, avaliados em quase 15 mil milhões de dólares à taxa de câmbio da época. Isso representa um aumento de aproximadamente 19 vezes em relação a 2014, com uma taxa de crescimento anual composta de 34% (ver Figura 2). A cada quatro anos, a taxa de emissão de novos BTC diminui durante um evento chamado de 'halving do BTC'. Embora a quantidade de BTC emitida diminua, o aumento do preço do BTC em termos de dólares americanos resulta em um aumento da receita de mineração ao longo do tempo. No futuro, o crescimento da receita de mineração pode advir do aumento do preço do BTC e das taxas de transação da rede.

Figura 2: Receita de mineração de BTC ao longo do tempo

Os mineiros suportam os custos operacionais, principalmente na forma de eletricidade consumida para operar as máquinas. Cada operador negocia seu próprio contrato de compra de eletricidade, e esses contratos variam muito ao redor do mundo. Para facilitar a explicação, podemos construir um gráfico simplificado da situação econômica geral dos mineiros de BTC, assumindo um custo de eletricidade e ignorando outros custos. Por exemplo, o gráfico 3 compara a receita dos mineiros de BTC com o valor estimado dos custos totais de eletricidade quando o preço da eletricidade é assumido como 0,05 dólares por quilowatt-hora. A diferença entre a receita e os custos de eletricidade pode ser considerada como uma medida simplificada da taxa de lucro operacional dos mineiros. Os mineiros se beneficiam quando o valor em dólares da recompensa de bloco aumenta; no entanto, são prejudicados quando o custo em dólares de gerar o hash aumenta.

Figura 3: A taxa de lucro da operação de mineração reflete a diferença entre a recompensa em bloco e o custo da eletricidade

Tendo em conta que os custos de eletricidade enfrentados pelos mineiros globais variam, um indicador mais intuitivo pode ser o valor em dólares obtido por unidade de eletricidade consumida, como a receita dos mineiros por megawatt-hora (MWh). Os participantes do setor de mineração frequentemente mencionam o conceito intimamente relacionado de 'preço do hash', que é calculado pela relação entre a receita diária dos mineiros e a taxa de hash da rede. Embora os conceitos sejam muito semelhantes, o preço do hash tende a diminuir à medida que a eficiência dos mineiros aumenta. Portanto, a receita dos mineiros em relação ao consumo de eletricidade pode refletir com mais precisão as mudanças na situação econômica dos mineiros ao longo do tempo. O Gráfico 4 mostra a receita diária dos mineiros de BTC por MWh. Nos últimos dois anos, apesar das flutuações significativas em torno do halving de 2024, esse valor estimado permaneceu em grande parte estável.

Figura 4: Nos últimos dois anos, a receita dos mineiros por megawatt hora tem sido aproximadamente estável

Investir em empresas de mineração de BTC

Investir em ações de empresas mineradoras listadas publicamente pode permitir a participação na economia do Bitcoin através do mercado de títulos. Os modelos de negócios das empresas mineradoras de Bitcoin podem estar se tornando cada vez mais diversificados, mas todos eles envolvem atividades principais como geração de hash, mineração de blocos e obtenção de recompensas em blocos. Devido a diferenças nos custos de eletricidade, despesas operacionais não relacionadas à eletricidade e outros fatores, o custo real de obter recompensas em bloco varia para cada empresa mineradora. No terceiro trimestre de 2024, os maiores mineradores listados publicamente tiveram um custo médio de produção de BTC entre 34.000 e 59.000 dólares (ver Figura 5). Enquanto o preço médio do BTC nesse trimestre foi de 61.000 dólares.

Figura 5: Custos de produção variados para diferentes empresas mineiras

As formas como as empresas de mineração de BTC mantêm BTC em seus balanços patrimoniais também diferem. Algumas empresas de mineração liquidam imediatamente as recompensas em bloco, outras retêm as recompensas em bloco, e ainda outras podem até comprar mais BTC no mercado aberto. Naturalmente, quando o preço do BTC muda, as diferenças nas políticas do balanço patrimonial podem ter um impacto significativo no desempenho financeiro das empresas de mineração listadas (ver Figura 6). No entanto, muitos fatores podem afetar a situação de risco de uma empresa individual de mineração, e as empresas de mineração com uma quantidade relativamente alta de BTC em seus balanços patrimoniais não necessariamente têm um risco mais alto do que as empresas que liquidam as recompensas em bloco.

Figura 6: Alguns mineiros mantêm BTC no balanço patrimonial

Recentemente, as empresas de mineração de Bitcoin começaram a se envolver em áreas como inteligência artificial e serviços de computação de alta performance (HPC), onde a demanda por infraestrutura de data center está crescendo rapidamente. Por exemplo, a pesquisa da Goldman Sachs estima que, entre 2023 e 2030, a demanda por eletricidade nos data centers (excluindo a parte relacionada a criptomoedas) pode aumentar em 160%. As empresas de mineração de Bitcoin podem ter uma vantagem competitiva no fornecimento para o mercado de inteligência artificial / computação de alta performance, pois conseguem acessar eletricidade de baixo custo e infraestrutura relacionada. No início de 2024, a terceira maior empresa de mineração listada em valor de mercado, Core Scientific, anunciou a assinatura de um contrato de longo prazo com a CoreWeave, uma provedora especializada em infraestrutura de inteligência artificial. Desde o anúncio da transação entre Core Scientific e CoreWeave em junho de 2024, várias outras empresas de mineração listadas também tomaram medidas para expandir seus negócios para o campo da inteligência artificial / computação de alta performance.

Mineração de BTC e sustentabilidade

A mineração de BTC consome recursos econômicos reais - eletricidade - para criar uma segurança digital descentralizada. O sucesso do sistema de moeda digital BTC significa que a mineração consome uma grande quantidade de eletricidade. O BTC é um consumidor de energia único, já utilizando uma proporção considerável de recursos de energia limpa. A Grayscale Research acredita que, com o tempo, a mineração pode contribuir positivamente para a transição para a energia verde.

Com base nos dados da Coin Metrics, estimamos que nos últimos 12 meses, a taxa de consumo de eletricidade da rede BTC foi de aproximadamente 175 TWh (1 TWh = 1 milhão de kWh). Isso é comparável à estimativa do Centro Alternativo de Finanças de Cambridge (ver Figura 7). De acordo com os dados de 2023 (o ano mais recente disponível), o consumo de energia do BTC representa 0,2% do total global (considerando as perdas de energia durante a transmissão). Segundo o Centro Alternativo de Finanças de Cambridge, os data centers consomem cerca de 200 TWh de eletricidade por ano, e espera-se que o consumo de energia dos data centers aumente devido ao uso de modelos de inteligência artificial.

Figura 7: O consumo de energia da mineração de BTC para criar segurança digital

Em comparação com utilizadores residenciais e comerciais típicos, o BTC é um consumidor de energia único. A mineração de BTC é modular, móvel, não está limitada por localização geográfica, é interrompível e altamente sensível às variações de preços da eletricidade. Assim, os mineiros geralmente podem operar em locais com recursos de energia limpa de baixo custo. Estima-se que cerca de 50% - 60% da eletricidade utilizada na indústria de mineração de BTC provenha de fontes de energia sustentável (incluindo energia nuclear). Em termos dos Estados Unidos e globalmente, a proporção de energia sustentável na geração de eletricidade é de cerca de 40%. Com base em dados de 2023 e assumindo que 50% - 60% da energia consumida na mineração de BTC é proveniente de fontes sustentáveis, estimamos que a mineração de BTC representa 0.2% - 0.3% das emissões globais de dióxido de carbono relacionadas à geração de eletricidade.

A pesquisa da Grayscale sugere que nos próximos anos a mineração de BTC ajudará a acelerar a aplicação de energia renovável. Devido às suas propriedades únicas, a mineração de BTC incentiva o investimento em infraestruturas de energia renovável, especialmente em áreas sem linhas de transmissão conectadas aos principais centros populacionais. A mineração de BTC também pode ajudar a estabilizar a demanda da rede elétrica, evitando flutuações na demanda devido a padrões de consumo e condições climáticas, assim como faz no sistema do Conselho de Confiabilidade de Energia do Texas. Além disso, empresas iniciantes como o Sustainable Bitcoin Protocol já criaram mecanismos de mercado para incentivar o uso de energia limpa e recompensar a redução das emissões de metano. Lidar com as emissões de metano pode ser um caminho particularmente importante para os mineradores de BTC contribuírem para alcançar objetivos ambientais. Empresas como a Crusoe Energy já desenvolveram métodos para aproveitar o excesso de gás natural em vez de liberá-lo, transformando-o em eletricidade para fornecer aos mineradores de BTC.

Nos próximos anos, o crescimento da aplicação da tecnologia gerará uma enorme demanda de eletricidade, tanto de ativos digitais, inteligência artificial quanto de outras indústrias. A Grayscale acredita que o BTC contribui para a operação saudável da infraestrutura elétrica global e, em comparação com muitas outras indústrias, o BTC possui vantagens únicas na aceleração da transição para energia renovável.

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