60개 데이터로 세계 비트코인 채굴 패턴 변화, 시장 규모 및 에너지 소비 통계

비트코인 채굴 통계 데이터 모음

2023년 5월, 전 세계 비트코인 채굴 연간 전력 소비량은 약 95.58 테라와트시(TWh)입니다.
비트코인은 전 세계 암호 자산 전력 소비량의 60%-77%를 차지하는 것으로 추정됩니다.
비트코인 채굴의 총 시가총액은 81.1억 달러입니다.
비트코인 채굴자는 매일 2,770만 달러의 수익을 얻고 있습니다.
미국은 전 세계에서 가장 큰 비트코인 채굴 산업을 보유하고 있으며, 비트코인 전체 네트워크 해시율의 38% 이상을 차지합니다.

비트코인 채굴 에너지 소비 통계

비트코인 채굴의 에너지 소비는 광범위한 관심과 검토의 주제가 되었습니다. 비트코인의 보급과 가치 상승에 따라 새로운 코인을 채굴하고 블록체인을 유지하는 데 필요한 에너지도 증가하고 있습니다.

《뉴욕 타임스》에 따르면, 비트코인이 초기 단계였던 시절, 추종자가 적었을 때는 한 대의 데스크탑 컴퓨터로 몇 초 만에 암호화폐를 쉽게 채굴할 수 있었습니다. 그러나 현재 비트코인 한 개를 채굴하는 데는 약 '9년의 전형적인 가정용 전력 소비량'이 필요합니다. 2023년 5월, 비트코인 채굴은 약 95.58 테라와트시의 전력을 소비할 것으로 예상되며, 2022년 전체 전력 소비량은 204.5 테라와트시로 핀란드 전체 전력 소비량을 초과했습니다.

그림 1: 비트코인 채굴 예상 전력 소비량, 최소 전력 소비량 (TWh/년)

백악관 보고서에 따르면, 2022년 미국 비트코인 채굴이 소비한 에너지 총량은 500억 킬로와트시(kWh)에 달하며, 이는 에너지 사용 규모의 크기를 강조합니다. 비트코인 채굴이 소비하는 전력은 미국에서 운영되는 모든 컴퓨터의 전력 소비 총합을 초과합니다. 물론 비트코인 채굴 자체도 국가 전력 소비량 데이터에 포함됩니다.

그림 2: 미국 가정용 전력 소비량과 암호화폐 채굴 소비량 비교

위의 그림은 미국의 다양한 가정 상황에서의 전력 소비량을 높은 순서대로 나열한 것입니다: 냉방, 조명, TV, 암호화폐, 컴퓨터, 팬 및 펌프, 냉동고, 세탁기, 식기세척기 (2022년 8월 기준, 비트코인은 모든 암호화폐 소비량의 60%-77%를 차지할 것으로 예상됨, WEEX 주)

비트코인 거래 한 건을 기록하는 데는 1,449킬로와트의 전력이 필요하며, 이는 미국 일반 가정의 50일 전력 소비량에 해당합니다. 금전적으로 환산하면, 미국에서 1킬로와트의 평균 비용은 12센트로, 즉 비트코인 거래를 기록하는 데 약 173달러의 전기 요금이 소요됩니다.

비트코인 채굴이 소비하는 에너지는 전 세계 에너지 총량의 약 0.5%를 차지하며, 이는 구글의 전 세계 비즈니스 총 전력 소비량보다 7배 이상 높습니다. 비트코인 네트워크의 에너지 소비를 각국의 전력 소비량과 비교하면, 이는 전 세계에서 34위에 해당합니다. (네덜란드에 이어, 카자흐스탄보다 높음, 편집자 주)

그림 3: 각국 에너지 소비 순위

비트코인 거래 한 건의 에너지 소비는 거의 10만 건의 비자 카드 거래 에너지 소비에 해당합니다. 2023년 5월, 비트코인 거래당 전력 소비량은 703.25킬로와트시였으며, 비자 카드의 전력 소비량은 148.63킬로와트시에 불과했습니다.

그림 4: 비트코인 거래 vs. 비자 카드 거래 에너지 소비

1) 비트코인 채굴의 에너지 소비를 어떻게 계산하나요?

비트코인 채굴의 정확한 에너지 소비를 결정하는 것은 여러 요인이 영향을 미치기 때문에 도전적입니다. 여기에는 다음과 같은 요인이 포함됩니다:

비트코인 채굴의 탈중앙화 특성
표준화된 보고 요구 사항의 부족
동적이고 지속적으로 변화하는 채굴 패턴
채굴자가 사용하는 전력 출처의 다양성
채굴장 운영의 사적 성격과 비밀성

정확한 에너지 사용량 추정은 일반적으로 사용 가능한 데이터를 기반으로 한 가정, 근사치 및 통계 모델에 의존합니다. Digiconomist에서 발표한 인포그래픽은 비트코인 에너지 소비를 정확하게 측정하는 데 직면한 도전 과제를 드러냅니다. 전기 비용이 지속적인 지출의 중요한 요소인 만큼, 비트코인 네트워크의 총 전력 소비는 채굴자의 수익과 밀접하게 관련되어 있습니다.

그림 5: 비트코인 채굴 에너지 소비를 결정하는 단계

2) 미국 비트코인 채굴장 및 에너지 소비 데이터

《뉴욕 타임스》는 미국의 대형 비트코인 채굴장 34곳을 나열했으며, 이들 채굴장은 막대한 에너지를 소비합니다. 이러한 채굴장의 운영은 전기 요금 증가와 대량의 탄소 배출과 같은 비용을 발생시켜 인근 개인에게 영향을 미칩니다. 이 34개 채굴 프로젝트 중 각 프로젝트의 전력 소비량은 최소한 미국 가정의 평균 전력 소비량의 3만 배에 달합니다. 이들 사업체는 총 3,900메가와트의 전력을 소비하며, 이는 주변 300만 가구의 전력 소비량에 해당합니다.

그림 6: 미국 대형 비트코인 채굴장 분포

네브래스카주 코르니의 한 비트코인 채굴장이 소비하는 전력량은 주변 73,000가구의 전력 소비량에 해당합니다. 조지아주 달턴의 한 채굴장은 주변 약 97,000가구의 전력 소비량과 같습니다. 텍사스주 록데일에 위치한 Riot Platform 채굴장은 미국에서 전력 소비량이 가장 많은 비트코인 채굴장으로, 주변 30만 가구의 전력 소비량에 해당합니다.

Riot 채굴장은 Bitdeer 채굴장 근처에 위치하며, 소비하는 총 전력량은 반경 40마일 내 모든 가구의 총 전력 소비량을 초과합니다.

텍사스의 암호화폐 채굴자는 10년 동안 대폭 할인된 전기 요금을 보장하는 장기 계약을 체결했습니다.

그림 7: 텍사스 비트코인 채굴장 분포

3) 기후 변화와 비트코인 채굴 및 에너지 소비

2021년 8월 기준으로 비트코인 네트워크의 평균 배출 계수는 557.76 gCO2/kWh이며, 예상 전력 부하 수요는 13.39 GW로, 비트코인 채굴은 매년 약 65.4 메가톤의 이산화탄소(MtCO2)를 배출할 수 있습니다.

비트코인 채굴의 탄소 발자국은 채굴자가 사용하는 전력 출처에 따라 추정할 수 있습니다. 아래 그림은 비트코인 채굴의 전 세계 탄소 발자국을 기본적으로 나타내며, 이는 그리스와 같은 국가의 배출량과 유사합니다 (2019년 56.6 MtCO2), 전 세계 총 배출량의 0.19%를 차지합니다.

그림 8: 비트코인 채굴의 탄소 발자국

2021년 5월 기준으로 비트코인 채굴은 매년 약 31,000톤의 전자 폐기물을 발생시킵니다. 2022년 6월에는 이 숫자가 35,000톤/년으로 증가했으며, 이는 네덜란드 전체의 전자 폐기물 연간 생산량에 해당합니다.

예를 들어, 뉴욕주에 있는 한 천연가스 발전소인 Greenidge LLC는 비트코인 채굴을 수행할 때 매년 약 88,440톤의 이산화탄소를 배출합니다. 만약 한 발전소에서 생산하는 전력이 모두 비트코인 채굴에 사용된다면, 연간 배출량은 656,983톤의 이산화탄소에 이를 것입니다.

온실가스 배출 총량의 약 79%는 발전에서 발생하며, 발전이 주요 배출원입니다. 만약 발전소가 전력을 최대한으로 생산한다면, 연간 배출량은 약 14만 대의 승용차 배출량에 해당하거나, 6억 파운드의 석탄 연소로 발생하는 배출량과 같습니다.

4) 비트코인 채굴 에너지 소비의 이점

비트코인 채굴의 부정적인 영향을 해결하기 위해 비트코인 채굴 위원회(BMC) ------ 비트코인 전체 네트워크 해시율의 48.4%를 차지하는 채굴 회사들로 구성된 글로벌 포럼 ------는 2022년 4분기 운영 데이터에 따르면, 비트코인 채굴에 사용되는 전력의 58.9%가 재생 가능 에너지로 구성되어 있다고 밝혔습니다. 이는 2021년 1분기 보고된 36.8% 추정치에 비해 상당한 증가입니다.

또한 비트코인 청정 에너지 이니셔티브 메모에서 발표된 연구 보고서는 비트코인 채굴기가 재생 가능 에너지와 저장의 이상적인 보완 기술이라고 언급했습니다. 이 연구 보고서에서 강조된 비트코인 채굴의 다른 주요 하이라이트는 다음과 같습니다:

비트코인 채굴은 전 세계 에너지를 재생 가능 에너지로 전환하는 속도를 가속화할 수 있습니다.
비트코인 채굴은 태양광에 대한 투자를 장려할 수 있으며, 전기 비용은 변동하지 않을 수 있습니다.

비트코인 채굴 시장 규모 및 수익 통계

비트코인 채굴, 즉 거래를 검증하고 네트워크 보안을 보호하는 과정은 경쟁이 치열한 산업으로 발전하여 시장 규모와 수익이 기하급수적으로 증가했습니다. 이 시장은 매우 수익성이 높아졌으며, 전 세계의 많은 참여자가 있습니다. 개인 채굴자와 대형 채굴 운영자가 포함됩니다.

동시에 비트코인 가격은 2021년 11월 65,000달러를 돌파하며 암호화폐 역사상 최고치를 기록했습니다. 2023년 6월 기준으로 비트코인 시가총액은 5,978억 달러에 달합니다.

비트코인의 최대 공급량은 2,100만 개로 설정되어 있습니다. 이는 희소성을 보장하며, 비트코인 가치 주장을 촉진하는 중요한 요소입니다. 2023년 3월, 채굴된 비트코인 수량은 1,900만 개를 초과했으며, 남은 미채굴 수량은 200만 개입니다. 2,100만 개의 한계에 도달하면 더 이상 새로운 비트코인이 채굴되지 않습니다.

이러한 희소성은 비트코인 채굴의 총 시가총액을 뒷받침하며, 현재 이 시가총액은 81.1억 달러입니다.

1) 최대 비트코인 채굴 회사 데이터

CompaniesMarketCap에서 작성한 목록에는 16개의 최대 상장 비트코인 채굴 회사의 평가가 포함되어 있습니다. 그 중 Marathon Digital Holdings는 가장 큰 비트코인 채굴업체로, 시가총액은 22.7억 달러입니다.

그림 9: 비트코인 채굴 회사 시가총액 Top5

주목할 점은 이 목록에 다른 일부 시가총액이 작은 상장 채굴 회사와 많은 비상장 암호화폐 채굴 회사가 포함되지 않았다는 것입니다.

수익 기준으로, 카나안(Canaan)은 2022년 보고된 총 수익이 6.5억 달러로, 상장 채굴 회사 중 1위를 차지합니다. 중국 비트코인 채굴 회사의 수익은 주로 비트코인 채굴기 판매에서 발생합니다.

그림 10: 비트코인 채굴 회사 수익 Top5

수익(세전 이익) 기준으로도 카나안이 2022년 총 수익 9,233만 달러로 1위를 차지했습니다. 2021년 이 회사의 수익은 3억 달러에 달하며, 2020년의 3,120만 달러 손실에 비해 크게 개선되었습니다.

2) 비트코인 채굴 수익 데이터

2023년 6월 26일 기준으로 비트코인 채굴자가 매일 발생시키는 수익은 2,770만 달러로, 지난해 같은 기간의 1,820만 달러에 비해 52.20% 증가했습니다. 2021년 4월, 비트코인 채굴자는 2018년 이후 최고 일일 수익인 8,012만 달러를 기록했습니다 (주로 Ordinals, BRC20에 따른 BTC 가스 요금 상승 덕분, WEEX 주).

그림 11: 비트코인 채굴자 수익 변화

Glassnode에 따르면, 2023년 6월 27일 비트코인 채굴자는 거래소에 단일로 1.28억 달러의 BTC를 전송했습니다.

그림 12: 채굴자가 거래소로 전송한 BTC 데이터

3) 비트코인 채굴 수익의 출처

채굴자의 수익은 두 가지 출처에서 발생합니다: 비트코인 블록 보상과 거래 수수료입니다.

비트코인 보상은 블록체인 시스템에서 블록을 성공적으로 채굴한 채굴자가 받습니다. 보상을 받기 위해 채굴자는 이를 블록의 헤더에 추가합니다.

약 4년마다 비트코인 네트워크에서 새 블록을 성공적으로 채굴할 때의 보상이 절반으로 줄어듭니다. 비트코인이 처음 등장했을 때 채굴의 블록 보상은 50 비트코인이었습니다. 2023년 6월 기준으로, 새 블록을 채굴할 때의 보상은 6.25 비트코인으로, 약 10분마다 새 블록이 생성됩니다. 다음 절반의 보상 감소는 2024년으로 예상되며, 블록 보상은 3.125 BTC로 줄어듭니다.

그림 13: 비트코인 역사상 절반의 감소

비트코인은 약 210,000개의 블록마다 절반으로 줄어들며, 2140년경에는 모든 2,100만 개의 비트코인이 채굴됩니다. 블록 보상이 0이 되면, 채굴자는 거래 수수료만 받을 수 있습니다. 사용자는 거래 수수료를 지불하여 채굴자가 자신의 거래를 비트코인 블록체인에 패키징하도록 합니다. 사용자는 거래 수수료를 높여 채굴자가 자신의 거래를 우선적으로 패키징하도록 유도할 수도 있습니다.

2023년 6월 28일 기준으로 비트코인의 평균 거래 수수료는 2.226달러로, 12개월 전의 1.168달러보다 증가했습니다. 이 데이터는 계속해서 증가할 잠재력이 있으며, 2021년 4월에 발생한 상황과 유사합니다. 당시의 피크는 62.79달러에 가까웠습니다.

그림 14: 비트코인 가스 요금

비트코인 거래 수수료는 여러 요인에 따라 달라질 수 있습니다:

네트워크 혼잡도
거래 데이터 크기
필요한 확인 시간

수수료 계산은 일반적으로 거래 크기(바이트 단위)에 따라 계산되며, 거래 금액에 따라 계산되지 않습니다. 2023년 6월 28일 기준으로 평균 블록 크기는 1.69MB입니다. 해시율이 높은 채굴자는 블록체인에 새 블록을 추가할 가능성이 더 높아지며, 이를 통해 블록 보상과 거래 수수료를 받을 수 있습니다.

비트코인 채굴의 맥락에서 해시율은 채굴 장비나 네트워크가 암호화 계산(해시 연산이라고도 함)을 수행할 수 있는 계산 능력이나 속도를 의미합니다.

수익과 보상의 동기에 따라, 채굴자는 일반적으로 재정적 기준에 따라 어떤 코인을 채굴할지를 선택합니다. 여기에는 일일 보상 금액이나 다양한 암호 자산의 가격과 같은 요소가 포함됩니다.

그림 15: 토큰 선택 기준

2023년 5월의 해시율 지수 보고서에 따르면, 평균 해시율 가격은 $82.23/PH/일(0.00298 BTC/PH/일에 해당)로, 4월의 평균 $77.87/PH/일(0.00270 BTC/PH/일에 해당)보다 5.6% 상승했습니다.

그림 16: 비트코인 해시율 측정 단위

2023년 5월, 채굴자들은 총 33,365 BTC(9.185억 달러에 해당)를 얻었으며, 이는 4월에 벌어들인 27,743 BTC(8.008억 달러)에 비해 20% 증가한 수치입니다. 이 수익 중 거래 수수료는 4,540 BTC(1.258억 달러)를 기여했으며, 이는 4월의 812 BTC(2,350만 달러)와 비교해 459% 증가한 것입니다.

비트코인 채굴 국가별 통계 데이터

중국, 미국과 같은 대국에서 카자흐스탄, 러시아와 같은 국가에 이르기까지, 다양한 국가들이 전 세계 비트코인 채굴의 복잡한 패턴에 영향을 미치고 있습니다.

1) 중국의 비트코인 채굴 수력 발전 사용

2021년 6월 비트코인 채굴이 금지되기 전, 중국은 해시율 제공과 전력 소비 측면에서 논란의 여지가 없는 리더로, 네트워크 해시율의 거의 50%를 차지했습니다. 이 금지는 중국에서의 채굴 활동에 심각한 영향을 미쳐 해시율이 크게 감소했습니다.

그림 17: 각국 채굴 전력 소비량 (테라와트시)

케임브리지 비트코인 전력 소비 지수(CBECI)에 따르면, 중국은 전성기 시절 전 세계 최대 암호화폐 채굴 센터로, 전 세계 비트코인 네트워크 총 해시율의 65%에서 75%를 차지했습니다. 중국의 월 평균 해시율 비율은 2019년 9월의 75.5%에서 2021년 9월의 22.3%로 감소했으며, 감소폭은 50%를 초과했습니다.

그림 18: 비트코인 채굴 시장 구조 변화

중국의 여름철 풍수기에는 일부 지역에서 수력 자원이 풍부하여 전기 요금이 하락합니다. 채굴자들은 이를 활용하여 사업을 이전하거나 수력 자원이 풍부한 지역인 쓰촨으로 확장했습니다. 2020년 풍수기 시작 시, 쓰촨은 중국 총 해시율의 14.9%를 차지했으며, 이 숫자는 정점에서 61.1%에 달했습니다. 반면, 주로 석탄 발전에 의존하는 신장 지역은 우기 시작 시의 55.1%에서 동기 최저치인 9.6%로 감소했습니다.

그림 19: 중국의 비트코인 채굴 지역

2) 미국 비트코인 채굴 통계

미국은 전 세계에서 가장 큰 비트코인 채굴 지역으로, 비트코인 전체 네트워크 해시율의 38% 이상을 차지합니다. 2020년 1월부터 2022년 1월까지 미국의 비트코인 채굴 점유율은 4.5%에서 37.8%로 크게 증가했습니다.

조지아주의 해시율 점유율은 전국에서 가장 높으며, 2021년 12월에는 전국의 30.8%를 차지했습니다. 텍사스는 11.2%로 두 번째, 켄터키는 10.9%로 세 번째입니다.

그림 20: 미국 각 주 비트코인 채굴 점유율

하와이의 채굴 비용은 54,862.05달러로, 손실은 -24,617.20달러로 비트코인을 채굴하는 가장 비싼 주가 되었습니다.

아래 그림은 비트코인을 채굴하는 데 가장 비싼 10개 주를 보여줍니다. (순서: 하와이주, 알래스카주, 코네티컷주, 로드아일랜드, 매사추세츠주, 캘리포니아주, 뉴햄프셔주, 버몬트주, 뉴욕주, 뉴저지주, WEEX 주)

그림 21: 미국 각 주 채굴 비용 Top10

루이지애나주는 비용이 가장 낮으며, 총 비용은 14,955.14달러, 이익은 15,289.71달러입니다.

그림 22: 미국에서 채굴 비용이 가장 낮은 주

3) 전 세계 비트코인 채굴 구조 변화

중국의 채굴 이전은 전 세계 채굴 구조를 변화시켰으며, 카자흐스탄과 러시아와 같은 국가들이 해시율 재분배의 주요 수혜자가 되었습니다. 《세계 인구 개요》(World Population Review)에서 제공한 데이터에 따르면, 2023년 기준으로 주요 비트코인 채굴 지역의 해시율 점유율은 다음과 같습니다:

미국: 35.4%
카자흐스탄: 18.1%
러시아: 11.23%
캐나다: 9.55%
아일랜드: 4.68%
말레이시아: 4.58%
독일: 4.48%
이란: 3.1%

금지 조치 시행 이후, 많은 중국 채굴자들이 카자흐스탄으로 사업을 이전했습니다. 이 나라는 가까운 거리와 풍부한 화석 연료를 보유하고 있기 때문입니다.

2019년, 카자흐스탄의 화석 연료는 전력 생산량의 84%를 차지하며, 수력 발전은 12%, 태양광 및 풍력 설비는 2% 미만을 기여했습니다. 카자흐스탄 북부 지역의 풍부한 석탄 저장량은 이 나라의 70% 이상의 발전소에 전력을 공급합니다.

카자흐스탄의 전력은 155개의 다양한 소유 형태의 발전소에서 공급됩니다. 2022년 1월 1일 기준으로 이 나라 발전소의 총 설치 용량은 23,957메가와트이며, 가용 용량은 19,004메가와트입니다.

2019년 9월부터 2021년 9월까지 카자흐스탄의 전 세계 비트코인 채굴 점유율은 1.3%에서 24.3%로 급증했습니다. 석탄의 자급자족성과 에너지 효율성 덕분에 이 나라의 비트코인 채굴 사업은 번창하고 있습니다.

그러나 러시아 언론 《비즈니스맨 신문》(Kommersant)의 2023년 4월 보도에 따르면, 러시아는 미국에 이어 세계에서 두 번째로 큰 비트코인 채굴 지역이 되었습니다.

러시아의 주요 암호화폐 채굴 회사 Bitriver의 데이터 센터는 이 나라의 세 번째로 큰 석유 생산업체인 Gazprom Neft의 지원을 받습니다. 암호화폐 채굴의 전력 수요를 충족하기 위해 직접 석유 액화가스를 사용하여 전력을 생산합니다.

그림 23: 러시아 채굴 회사 Bitriver

미국이 3-4GW의 전력 공급 능력을 유지하며 상당한 채굴 우위를 점하고 있지만, 러시아의 전력 공급 능력은 2023년 1월부터 3월까지 1GW에 달했습니다. 러시아의 순위 변화는 미국이 주 및 연방 차원에서 암호화폐 채굴에 대한 세금 및 규제 조치를 시행하면서 발생했으며, 이로 인해 미국 채굴 산업은 덜 우호적인 정책 환경에 직면하게 되었습니다.

비트코인 채굴 vs. 다른 자원 비용

비트코인은 성능 문제로 인해 종종 '디지털 금'에 비유되며, 결제 시스템이 아닙니다. 따라서 비트코인 채굴과 금 채굴을 비교할 수 있습니다.

전 세계에서 매년 약 3,531톤의 금이 채굴되며, 이로 인해 발생하는 이산화탄소 총 배출량은 8,100만 톤입니다. 비트코인 채굴의 탄소 강도를 실물 금 채굴의 탄소 강도와 비교할 때, 전자가 후자를 초과하는 것이 분명합니다.

그러나 이 계산에는 채굴 수수료가 포함되어 있으며, 이는 실물 금 채굴에서는 존재하지 않습니다. 또한, 이러한 비교는 바람직하지 않은 점이 있습니다. 우리는 실물 금 채굴을 중단할 수 있지만, 비트코인 채굴은 한 순간도 중단할 수 없으며, 이는 비트코인 네트워크의 필수적인 부분입니다.

그림 24: 금 채굴과 비트코인 채굴

자원과 추출 방법에 따라 자원 추출의 에너지 비용은 크게 달라질 수 있습니다. 예를 들어:

미국 지질 조사국(USGS)의 데이터에 따르면, 구리 광산 채굴은 1톤의 구리를 생산하는 데 0.2에서 1.5 기가줄(GJ/t)의 에너지를 소비하며, 구리의 전기적 용도는 총 사용량의 약 3/4을 차지합니다. 1톤의 알루미늄을 생산하는 데는 약 17,000킬로와트시(kWh)의 전력이 필요하며, 알루미늄 생산에 필요한 전력은 일반적으로 화력 발전소에서 공급되며, 그 최대 운영 효율은 약 30%입니다.

2021년, 미국 전력 회사와 독립 발전소는 각각 1킬로와트(1 kWh)의 전력을 생산하는 데 필요한 에너지는 다음과 같습니다: 1.12파운드의 석탄, 7.36세제곱피트의 천연가스, 0.08갤런의 석유 액화가스, 0.82파운드의 석유 코크스(석유의 감압 잔여물로, 감압 장치에서 500-550℃에서 분해되어 생성된 검은 고체 코크스, 편집자 주).