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安価な電力がビットコインマイニングをより無駄にする可能性がある理由
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AI熱が世界を席巻する中、この技術は電力への飽くなき欲求で見出しを独占しています。国際エネルギー機関（IEA）によると、AIを支えるデータセンターは2025年に 500テラワット時（TWh）の電力を消費し、これはドイツが1年で発電する量に相当します。
AIの電力消費は現在、世界の電力生成の約 1.5%を占めています。しかし、AIが公共の注目の的になる前は、ビットコイン(BTC )マイニングがエネルギー消費で批判の対象でした。AIのワークロードは電力使用量でビットコインマイニングを上回っている可能性が高いものの、暗号通貨マイニングは依然としてエネルギー使用と排出に関する議論で大きな関心を集めています。
この継続的な批判は、業界が低コストかつ低炭素のエネルギー源を受け入れているにもかかわらず続いています。余剰再生可能電力、埋没天然ガス、制限された風力・太陽光発電、需要応答プログラムなどが含まれます。
この移行は、経済的インセンティブと環境目標を一致させ、安価でクリーンな電力が運用コストと排出の両方を削減するように見えますが、研究は必ずしもそうではないことを示唆しています。
ビットコインマイニングはクリーンになっているが、より環境に優しくなっているか？
世界最大かつ主要な暗号通貨ネットワークであるビットコインは、許可不要で検閲耐性のある資金移転を可能にします。
そのために、分散型のプルーフ・オブ・ワーク（PoW）コンセンサスメカニズムに依存しており、マイナーは暗号パズルを解く競争を行い、取引の検証とブロックチェーンの保護の機会を得て、BTC報酬と交換します。
最新の研究が指摘するように、PoWコンセンサスは「近年の最も重要なデジタルイノベーションの一つ」であり、「信頼できる仲介者に依存せず、匿名かつ自己利益を追求する参加者間で分散型かつ信頼不要の価値転送を可能にします。」
このプロセスは二重支払いの問題に対処し、ビットコインを詐欺や検閲に対して極めて耐性のあるものにします。攻撃者はブロックチェーンを変更するために計算力の大半を支配しなければならないからです。
したがって、マイニングはビットコインネットワークの経済的セキュリティ層として機能します。何千ものマイナーが行う膨大な計算作業は、こうした攻撃に対する大きな金銭的障壁を作り、銀行や政府、企業を必要とせずにブロックチェーンの信頼性を確保します。
このセキュリティモデルはビットコインの重要な要素であり続けていますが、暗号通貨が数兆ドル規模の資産クラスに成長するにつれ、さらに重要性を増しています。
主要ネットワークの保護と新しいコインの流通を実現する上で不可欠である一方、ビットコインマイニングは電力と専用マイニングハードウェアという点で資源集約的なプロセスです。
マイナーは専用チップのラックを24時間稼働させなければならず、多くの電力を消費し、化石燃料に大きく依存する地域では顕著な炭素排出をもたらします。さらに、ハードウェア自体であるASICは数年で経済的に陳腐化します。つまり、マイナーは収益性を保つために新しく高速な機械へと切り替える必要があり、電子廃棄物が継続的に発生します。
これらの問題は規制当局や環境団体から一貫して指摘されており、その対応として暗号業界は再生可能エネルギーや余剰エネルギーへとシフトしています。
ケンブリッジ・センター・フォー・オルタナティブ・ファイナンスの最近の報告書によると、ビットコインの電力の半分以上（52.4%）が現在、ゼロエミッション源から供給されており、2022年の37.6%から増加しています。
これらの持続可能エネルギー源には水力と風力が含まれ、シェアの42.6%で主導しています。例えば、パラグアイのような水力資源が豊富な地域は、地元電網が吸収できる以上の電力を発電するダムのおかげで重要なマイニング拠点となっています。9.8%の原子力も意味のある貢献をしています。
再生可能エネルギーに加えて、マイナーは埋没エネルギーや余剰エネルギーにも転向しています。石油井戸で燃焼されるはずだった天然ガスが現場で回収され、電力に変換されています。その結果、天然ガスのシェアは3年間で13.2ポイント上昇し38.2%となり、ビットコインマイニングで使用される最大のエネルギー源として石炭を置き換えました。石炭のシェアは同期間で27.7ポイント下落し8.9%になっています。
埋立地からのメタンも回収されており、強力な温室効果ガスとして放出される前に抑制されています。一方、エルサルバドルでは、マイナーが火山活動から得られる地熱エネルギーを利用しています。
さらに、ビットコインマイナーはグリッドバランシングプログラムに参加し、ピーク需要時に数秒で電源をオフにすることでクレジットを得ています。2022年にテキサスで猛暑が発生した際、ほぼすべての産業規模のビットコインマイニングがリグを停止し、1,000MWの電力を解放してグリッドが再配分できるようにしました。これらの取り組みはビットコインマイニングをよりクリーンかつ経済的に効率的にするのに寄与しています。
マイナーは、通常は廃棄物とされるマイニングで発生する熱も利用しています。例えば、フィンランドではMARAがビットコインマイニングを既存の地区暖房システムに統合しており、カナダではCanaanが商業農業向けに再利用することを検討しています。
報酬は4年ごとに半減し、現在の 3.125 BTCから2028年4月には1.5625 BTCへ減少する予定です。多くの上場マイナーは、AIやHPCなどの隣接ビジネスへさらに多角化し、追加の収益源を確保しています。
この進展にもかかわらず、残された疑問は、安価でクリーンな電力へのアクセス、より効率的なハードウェア、そして新たな収益源が、他のデジタル技術で歴史的に見られたように、ビットコインネットワーク全体の環境フットプリントを実際に削減するかどうかです。
生産性の罠：なぜ効率化がビットコインのフットプリントを削減しないのか
効率向上がビットコインネットワークの資源集約度と環境フットプリントを削減するかどうかを検証するために、”Bitcoin’s productivity trap1“というタイトルの研究は、マイニング市場の形式的経済モデルを構築し、構造的な理由により削減されないことを明らかにしました。
これは情報技術やデータセンターなど他の産業で見られる状況とは異なります。多くのコンピューティング用途では、電力コストが下がりハードウェアが効率的になることで、同じタスクをより少ない資源で実行できるようになります。
しかし、ビットコインマイニングでは、入力コストが下がると実際にマイニング活動が増加するという逆の現象が起きます。
それは、マイナーが行う計算、すなわち特定の目標出力を見つけるために毎秒何兆もの推測を行うことは、そもそも価値がないからです。この活動は、ネットワークへの攻撃を極めて高コストにすることで防止するための費用シグナルとしてのみ存在します。
「PoWシステムにおいて、計算出力であるハッシュは本質的な生産価値を持ちません。それは分散型コンセンサスを維持するためのコストシグナルとしてのみ機能します」と研究は述べています。「データ伝送（インターネット）や情報処理（AI）とは対照的に、計算結果が直接的な有用性を提供するのに対し、PoWで生成されるハッシュは、その生成にかかったコストがあるからこそ経済的・機能的に意味を持つのです。」
この計算全体の出力は固定されており、計算コストが下がってもスケールしません。
マイニングは完全競争であり、勝者が報酬（現在はブロックあたり3.125 BTCと取引手数料）を受け取るため、余剰エネルギーの安価化、より効率的なチップ、追加の収益源などで参加コストが削減されても、単により多くのマイナーが競争に参入し、総支出が以前の均衡レベルに戻るまで続きます。
報酬プールも事前に決められているため、低い生産コストはネットワークが生み出す価値を増やすわけではありません。しかし、マイニングの収益性は向上し、追加の計算力を引き寄せ、競争が再び余剰リターンを減少させます。ここで、効率向上は生産性の向上ではなく、参加者の増加によって吸収されます。
したがって、ネットワークは以前と同様に安全ですが、より多くのハードウェアが接続され、より多くの電力が流れることになります。
このダイナミクスは著者らによって「生産性の罠」と呼ばれ、投入は拡大するが、出力やネットワークのセキュリティは向上しません。「このパターンは（鋭く）生産性向上による外部性削減の範囲を制約します」と著者は述べています。
結果として、資源対出力の比率は、より効率的なデータセンターや工場のような他のデジタル技術で見られるようには決して改善されず、ビットコインは従来産業とは根本的に異なるものとなります。
例えば、IEAはAIコンピューティングが2025年までに米国の電力需要増加の半分以上を占めると予測していますが、研究が示すように、アルゴリズムの効率は年率2.5倍の速さで向上しており、過去のイノベーションと同様に、エネルギー需要の増加は最終的に技術進歩により安定する可能性があります。
このメカニズムを示すために、著者らは効率向上の主要な3つの要因—余剰再生可能エネルギー、改良されたマイニングハードウェア、追加の収益源—を検証しました。これらはマイニング業界でますます一般的になっています。
3つの要因は技術的・経済的に異なるものの、研究はそれらすべてが同じ競争メカニズムで機能すると結論付けました。すなわち、実質的コストの低下や収益の増加は、総資源使用量を削減するのではなく、追加のマイニング投資を促します。研究は次のように述べています。
「PoWパラダイム内では、効率向上は体系的に資源使用を拡大します。競争均衡におけるコスト削減は、追加のマイニングによって内在的に吸収されるからです。失敗は、外部コストがマイナーの価格シグナルに内部化されていないことであり、インセンティブメカニズムは社会福祉に逆行して最適化されます。」
効率性の環境的限界と解決策の模索
最新の研究では、著者らはソフトウェア効率の改善は考慮していません。PoWハッシュ計算は意図的に単純で、マイナー間の確率的競争を強制するために設計されており、この構造はPoWのセキュリティモデルに不可欠で、変更すればコンセンサスメカニズム自体の根本的な変更を意味します。
代わりに、彼らはビットコインのPoW制約内の外部性を研究し、現在のビットコイン報酬、テキサスの産業用電力価格、広く使用されているBitmain Antminer S21 Proマイニングリグなどの実データを用いてモデルを校正しました。
彼らが見出したのは、マイナーが化石燃料電力の代わりに安価な余剰再生可能電力を使用した場合、業界が述べている通り炭素排出が減少するということです。
しかしそれだけではありません。著者らは、これに伴う運用コストの削減がマイナーにより多くのASIC機械を導入させ、結果として総電力消費が増加し、ハードウェアの置換が加速すると主張しています。
したがって、排出量は減少するかもしれませんが、稼働中のマイニングリグの数が大幅に増加することで電子廃棄物が増加し、ハードウェアがより早く陳腐化します。
したがって、全体的な環境結果は、クリーンな電力だけで改善するのではなく、炭素排出と電子廃棄物の相対的な重要性に依存します。
興味深いことに、電力がクリーンになるほどトレードオフは顕著になります。実質的に無制限でほぼ無料の余剰エネルギーという極端なケースでは、モデルは炭素排出がゼロになる可能性があると示していますが、その結果、マイニングリグの数が倍増し、年間の電子廃棄物も同様に増加します。
しかし現実には、余剰電力がすでに化石燃料発電を大幅に置き換えている場合、さらなる代替による炭素利益は減少し始めます。なぜなら、置き換えるべき化石エネルギーが少なくなるからです。
このように電力がすでに主に再生可能エネルギーであるシナリオでは、追加の低コスト電力は主にマイニング活動を拡大させ、排出削減にはほとんど寄与しません。この状況下で、研究は全体的な環境外部性が実際に増加する可能性があると主張しています。電子廃棄物は増え続け、さらなる炭素削減の機会はほぼ消失するからです。
同様に、マイニングハードウェアの効率向上や新たな収益源はマイニングコストを下げ、ネットワークの均衡規模を拡大させ、フットプリントを縮小させません。
さらに、論文は潜在的な政策対応とその有効性も評価しています。
推奨される政策介入の一つは、炭素集約型エネルギーに対する世界的に調整されたピグー税2です。この税はマイナーの運用コストを上げ、排出と電子廃棄物の両方を削減し、均衡リグ数を減少させ、ビットコインの経済的セキュリティを弱めません。研究は次のように付け加えました。
「コスト効果はネットワーク内の化石エネルギー比率が高いほど大きく、外部性への有効性はエネルギーミックスに依存します。」
しかし、マルチラテラルなピグー税の実施は何十年も重大な課題となっています。
したがって、著者らは税を一部の国だけが単独で課すことは逆効果になる可能性があると警告しています。ビットコインマイニングは非常に移動性が高く、マイナーは電力が最も安い場所へほぼ摩擦なく移転できます。過去に起きたように、税がない地域や炭素集約型エネルギーが多い地域へシフトすると、炭素漏れによって世界全体の排出が増加します。
「ビットコインの分散型特性とローカル規制を回避できる能力により、単独の国家規制は外部性を悪化させる可能性が高い」と論文は主張しています。
投資家にとって、研究は、ビットコインマイニングをより環境に優しくすることを謳う技術が、低コスト事業者を強化しつつ、ネットワーク競争、機器の陳腐化、資本要件、規制リスクを加速させる可能性があることを指摘しています。
業界全体にとって、調査結果は、ボランタリーな効率向上や国ごとの規制の寄せ集めに頼ってマイニングの環境問題を解決しようとすることに警鐘を鳴らしています。代わりに、国際的に調整された炭素価格設定、プロトコル内でのマイニング報酬配分の再設計、あるいはPoWからの脱却という、すでにEthereum(ETH )で実証されたより根本的な選択肢を示唆しています。ビットコインコミュニティはこれに対してほとんど関心を示していません。
注目企業：Riot Platforms
統合デジタルインフラ企業であるRiot Platforms(RIOT )は、ビットコインマイニングとエンジニアリング部門を通じて電力資産の開発と最適化に注力しています。
エンジニアリング部門は、電力配電機器やカスタム設計の電気製品を製造し、政府や商業顧客向けに重要なインフラを提供しています。ユーティリティ、発電、データセンター、代替エネルギー市場のクライアントにサービスを提供しています。
RiotはAIやHPC用途向けの電力容量開発にも取り組んでおり、これはブロック報酬が減少し続け、生産コストが市場価格を上回る中で、利益縮小の影響に対抗するためです。
次にビットコインマイニング部門です。Riotは米国で最大規模のマイニング企業の一つで、時価総額は81億7900万ドルであり、最も安価な電力を確保し、そのコスト優位性を活かしてバランスシートと電力網が許す限り多くのマイニングハードウェアを稼働させるというビジネスモデルを構築しています。
RIOT 価格チャート
Riotの市場パフォーマンスについて、同社の株価は現在21.64ドルで、年初来71.43%上昇、過去1年で55%上昇しています。EPS（TTM）は-2.58、P/E（TTM）は-8.39です。
ビットコインマイナーの財務実績として、2026年3月31日で終了した3か月間の総収益は1億6720万ドルで、前年同四半期の1億6140万ドルから増加しました。
これはRiotがデータセンター収益を報告した最初の四半期で、総額3320万ドルで構成され、3220万ドルがテナント設備サービス収益、90万ドルがオペレーティングリース収益です。
「2026年第一四半期はRiotにとって決定的な転換点であり、正式に活動的な収益を生むデータセンター事業者へ移行しました」とCEOのJason Lesは述べました。
さらに重要なのは、同社がAdvanced Micro Devices(AMD )がテキサス州ロックデールのRiotキャンパスで容量を拡大したことを発表したことです。「AMDへの初期容量の継続的な提供と、25メガワットの拡張でフットプリントをすでに倍増させるという決定は、最も要求の厳しいテナントとともに機関投資規模で実行できる当社の能力を裏付けています」とLesは付け加えました。
同社は現在AMDと50MWの契約を結んでおり、150MWまで拡大可能です。この契約は、Riotによれば、10年間で約6億3600万ドルの収益を生む可能性があります。
「当社は確保された電力、社内開発の専門知識、そして高品質テナントによる強い市場需要を活かし、株主価値を複利的に高めるために必要な大規模な財務資源を有しています」とLesは付け加えました。
エンジニアリング部門の収益は2220万ドルでした。一方、ビットコインマイニング収益は2026年第1四半期で1億1190万ドルで、2025年第1四半期の1億4290万ドルから減少しました。この減少はBTC平均価格の低下とグローバルネットワークのハッシュレート増加によるものですが、同社の平均稼働ハッシュレートの増加で部分的に相殺されました。
同社は四半期中に1,473 BTCを採掘し、減価償却を除くビットコイン1枚あたりの平均採掘コストは44,629ドルでした。このコストは、平均グローバルネットワークハッシュレートが24%増加したことによる1.87%の上昇で、2026年第1四半期に受け取った電力クレジットが169%増加したことで部分的に相殺されました。
Riotは2026年3月末時点で15,679 BTCの強固な流動性ポジションを報告しました。保有量はほぼ変わらず 15,680 BTCで、上場ビットコイン財務企業の上位10社に入ります。ただし、同社は第1四半期に3,688 BTCを売却しました。四半期末の現金は2億8250万ドルで、そのうち7690万ドルは制限付きです。
結論
過去10年間で、ビットコインマイニング業界はクリーンで安価な電力の調達に大きく前進しました。この変化は現実ですが、新たな研究が指摘するように、ビットコインのPoW設計の核心には「生産性の罠」が存在し、基盤システムが計算への支出自体を報酬としている場合、良い入力が必ずしも良い結果を生むわけではないことを示しています。
PoWに伴う環境課題に対処するためには、単にエネルギー調達を改善するだけでは不十分です。継続的な技術革新、市場設計の慎重な検討、そしてよく調整された政策措置が必要です。
参考文献
1. Gill, M., Stinner, J. & Tyrell, M. Bitcoin’s productivity trap. Energy Economics, 109505 (2026). https://doi.org/10.1016/j.eneco.2026.109505
2. ScienceDirect Topics. Pigouvian Tax. https://www.sciencedirect.com/topics/economics-econometrics-and-finance/pigouvian-tax
