ビットコインマイナーがグリッド柔軟性から利益を得る方法

ビットコインの のエネルギーへの欲求は、長い間多くの注目と懸念の対象となっており、理由がないわけではありません。ビットコインのマイニングは、基盤となるセキュリティモデルが、世界中に散らばる何百万もの特殊なコンピュータが継続的に競い合い、複雑な数学的パズルを解く必要があるため、膨大なエネルギーを消費します。

この重要な活動の収益性は、主にBTC価格と電力コストに依存します。

以前はエネルギー需要を石炭に依存していましたが、電力システムが風力や太陽光といった再生可能エネルギー源にますます支配される中、マイナーは単に環境に配慮するだけでなく、電力網に柔軟性サービスを提供することで収益も得ています。

マイナーは常時稼働するのではなく、電力不足時に一時的に消費電力を削減し、再生可能エネルギーが余剰になる場合には消費を増やすことができます。このような電力網の状況への迅速な対応は、システム運用者が付随的な収益を生み出し、電力コストを下げ、電網に柔軟な需要資源を提供するのに役立ちます。

マイナーが電力をオフにできるという機会的な副産物として始まったものが、電網運用者が積極的に取り込み、マイナーが最適化を図る継続的な収益源へと変化しました。

重要なのは、需要応答市場への参加が、ハッシュレートが似通ったマイナー間でますます重要な差別化要因になる可能性があることです。市場の成熟度、施設の所在地、電力契約、電網接続性は、最終的にマイニングハードウェアの効率と同等に重要になるかもしれません。

ビットコインマイニングのエネルギー経済学

ビットコインマイニングは本質的に電力集約型の計算プロセスです。最新のマイニング施設は、ブロック報酬を争うために、数千台の特殊機械を24時間稼働させています。これらの機械は、冷却や保守とともに、マイニングの主要な費用の一つです。

しかし、電力はマイナーにとって最大の運用費用であり、収益性は卸電力価格に極めて敏感です。マイニング難易度が上昇し、ビットコインの半減ごとにブロック報酬が減少する中、低エネルギーコストの維持はマイニング企業にとってますます重要になっています。

電力がマイナーの最大コストであることから、問題は消費量だけでなく、いつ、どこで、どれだけ迅速かつ正確に消費を調整できるかという点にあります。

特筆すべきは、ビットコインマイニングの年間電力消費量が120〜205テラワット時であり、中規模国の年間電力使用量に匹敵することです。最高値でも、これは世界の電力生成の1％未満で、国際エネルギー機関（IEA）は2025年に約30,500テラワット時と推定しています。

根本的な問題は依然として存在しますが、マイニング負荷は大きく、ごく限られた地域に地理的に集中しており、データセンターの拡大、電化、AIインフラが伝送・発電容量に前例のない負荷をかけていると同時に増大しています。

米国では、エネルギー情報局が総電力消費が2025年の4,195億キロワット時から今年の4,269億、そして2027年には4,399億に上昇すると予測しています。

さらに重要なのは、データセンターと暗号マイニングが主に牽引する商業用電力使用が、2026年に初めて住宅需要を上回ると予測されていることです。これに対応して、テキサス州電力信頼性評議会（ERCOT）は、大規模な柔軟負荷（主に暗号マイナーとAIデータセンター）を、増大する制約された電網で積極的に位置を確保すべき需要増加の主要な源泉として定義しました。

批評家は、大規模なマイニング施設がピーク需要時に電力ネットワークに追加の負荷をかける可能性があると主張しますが、支持者は、マイニング負荷は高度に中断可能である点で従来の産業需要とは根本的に異なると反論しています。

これは、ビットコインマイナーがほぼ瞬時に操業を停止できる能力を示しています。彼らはすでに実施しており、多数の機会にわたり、ハッシュレートとブロック報酬の一時的な損失以外に重大な影響はなく、柔軟な電力消費に特に適しています。

この電網の柔軟性は、AI とマイニングが牽引する需要増加に対する需要側の解決策であり、発電や送電、バッテリー蓄電といった供給側の解決策とは対照的です。

電網の柔軟性とは、電力システムが供給と需要のバランスを一定に保つために、発電または消費を迅速に調整できる能力を指します。

これらの調整は、供給の急激な不足、需要の急増、周波数の偏差、または電網が吸収できない再生可能エネルギーの急増といった変化する状況に応じて行われます。

再生可能エネルギーは、化石燃料への依存と炭素排出を削減するためにますます採用されてきました。技術コストの低下と支援的な政策枠組みにより、現代の電力システムへの統合が加速していますが、風力や太陽光発電の間欠的かつ非調整可能な特性に起因する問題が生じています。

特に、これらのクリーンエネルギーは、供給と需要の不均衡や過剰発電時の再生可能エネルギーの抑制という形で運用上の課題をもたらします。

従来、電網の柔軟性は、主に水力発電所や天然ガスピーク発電所といった調整可能な発電所が供給しており、電網運用者がリアルタイムのエネルギー使用変化に合わせて呼び出していました。

しかし、再生可能エネルギーの発電が急速に拡大し、9.8%の成長で世界の総電力生産の31.7%を占める中で、消費者が電網のニーズに応じて電力使用を調整できる能力は非常に価値が高くなっています。

ビットコインマイニングは、需要側の柔軟性に自然に適合します。マイニング施設は数秒以内に対応できるからです。

需要側での仕組みは、需要応答（DR）プログラムを通じて実現します。マイナーのような大規模電力消費者が、料金や低いベースライン料金と引き換えに、電網運用者が必要とする際に消費をシフトすることに同意します。この種の需要側柔軟性は、年間数時間しか稼働しない高価なピーク発電所の必要性削減、熱波や冬の嵐時の停電や緊急負荷遮断リスクの低減、そして風力・太陽光発電を抑制せずに吸収できる能力など、複数の利点を提供します。

電力がマイナーの運用コストの大部分を占めるため、彼らは電力支出を最小化する直接的なインセンティブがあります。

このように、ビットコインマイナーは電網の信頼性向上と電力市場の効率化に貢献し、追加の収益源を生み出し、積極的な市場参加者となります。

「ビットコインマイニングはバランスの取れた電網の障害ではなく、資産です。賢明な政策はこの革新的技術を受け入れ、すべての人に電灯を保ち、電力価格を低く保つでしょう」これは暗号ベンチャーキャピタル企業Paradigmの見解でもあります。

マイニング企業はもはや単に市場価格で電力を購入し、運用コストを最小化しようとするだけではありません。代わりに、柔軟なエネルギー資産のように振る舞います。

これはもはや概念的な話だけではなく、最近の研究がこの考え方に厳密な定量的枠組みを提供しました。

研究はビットコインマイニングを電網資産としてモデル化する

新しい査読付き研究「エネルギーシステムにおける需要柔軟性のための暗号通貨マイニングの可能性のモデリング」¹は、大規模マイニングファームが単に電力を消費するだけでなく、電力システムを積極的に支援する柔軟な需要側リソースとして機能できるかを検討しました。

研究は、”暗号通貨マイニング負荷（CML）は、最も急速に成長し、エネルギー集約的な需要カテゴリの一つである” と述べ、従来の産業消費者とは異なり、”高い電力消費、運用柔軟性、経済・システム状況に応じて需要を調整できる能力” を示すと指摘しています。

論文では、著者らは過去の暗号マイニング負荷（CML）に関する研究が、それらを受動的で価格受容的な消費者として扱ってきたことに言及しています。

これは、過去の論文がCMLを市場が提示する電力価格に単に反応するだけの存在としてモデル化し、独自の入札行動で価格に影響を与える参加者としては扱っていなかったことを意味します。

著者らは、従来の研究がマイニング運営者が電力市場に戦略的に参加し、価値ある柔軟性サービスを提供できる能力を見落としていると主張します。既存の文献が大規模マイニングファームの可能性を過小評価している中、最新の研究はそれらを市場結果に影響を与える価格形成参加者としてモデル化しようとしました。

そのために、研究者は二層確率的最適化モデルを開発し、問題を同時に二つのレベルで解決しました。

上位レベルでは、マイニング運営者が日次先物電力市場とリアルタイムバランシング市場の両方で独自の入札戦略を設定し、将来の価格と再生可能出力の不確実性の下で期待利益を最大化しようとします。

下位レベルでは、電力市場運営者がエネルギー配分とリソース割り当てを同時に最適化し、全体の社会的福祉を最大化します。つまり、電力市場は供給と需要を最小のシステムコストでマッチさせ、送電制限、発電機の制約、予備電力要件を尊重しながらクリアされます。

この二つのレベルは数学的に連結しており、マイナーの入札が市場運営者がクリアできる量と価格を直接決定し、クリア価格がマイニングファームの利益を決定します。

特に、論文は暗号通貨マイニングが需要柔軟性に極めて適している理由を体系的に説明しています。

マイニング負荷は高いエネルギー強度、極めて高速な応答時間、継続的な利用可能性、非常に低い中断コスト、数千台の個別マイニングデバイスによる精密な制御、そして再生可能エネルギー資源の近くに施設を配置できる強い地理的柔軟性を備えています。これらすべての特性が、マイニングファームを需要応答（DR）プログラムやバランシング市場の魅力的な参加者にしています。研究は次のように述べています:

大規模CMFとDRプログラムの相互作用は相互に利益をもたらす。

システム運用者の視点では、柔軟性は再生可能エネルギーの利用と運用効率の向上に寄与します。マイニング運営者の視点では、これらのプログラムへの参加が追加の収益源を提供し、全体的な収益性を高めます。

研究者は、二つの標準的な電力システムベンチマークでモデルをテストし、実質的な経済的およびシステムレベルの利益を示しました。

小規模な例示的5バスシステムでは、日次先物市場とバランシング市場の両方に同時参加することで、バランシングに全く参加しなかったシナリオに比べて21.5％の収益性向上が得られました。

より大規模で現実的なIEEE信頼性テストシステム24バスシステムでは、価格受容者として競争的に入札するだけでなく、両市場に戦略的に参加することで、マイニングの収益性が11.2％向上し、社会的福祉が4.8％改善しました。シミュレーションシステムではそれぞれ約23,600ドルと10,300ドルに相当します。

両ケースとも、柔軟なマイニング負荷が余剰の風力・太陽光発電を吸収できたため、再生可能エネルギーの抑制は急激に減少し、多くのシナリオでほぼゼロに近づきました。

この柔軟性が最も価値を持つのはいつか？感度分析がその答えを示しています。研究によれば、マイニングの行動は市場インセンティブに応じて変化します。ハードウェアの効率がここで重要です。暗号通貨マイニングデバイスの「効率は、CMFが純粋なエネルギー消費者として振る舞うか、柔軟な市場参加者として振る舞うかを直接決定する」

効率の低い機械を運用するオペレーターは、電力節約がマイニングを続けることよりも価値が高いため、需要応答に参加する強いインセンティブがあります。一方、高効率のフリートは柔軟性よりもマイニングに割り当てられがちです。

次に、マイニング施設の物理的な位置があります。再生可能エネルギーの近くにファームを配置することで、余剰出力をより効果的に吸収でき、収益性と再生可能エネルギーの利用率の両方が大幅に向上します。

シミュレーションされたマイニングファームが風力発電に電気的に近い位置に置かれた場合、収益性の改善は14.9％から21.5％に、社会的福祉の改善は4.7％から10.5％に上昇しました。

研究はさらに、マイニングファームの負荷規模が拡大するにつれて、収益性と抑制削減が急激に向上し、予備価格が高くなるとマイナーは純粋なエネルギー吸収よりも予備・バランシング市場へとシフトすることを示しました。これは、市場やハードウェアの条件が異なることで、マイナーが単一の万能的アプローチではなく、さまざまな柔軟性戦略へと向かうことを示しています。

ただし、モデルには限界があります。著者らは、単一の戦略的マイニングファームのみを表し、複数の競合アグリゲータは考慮せず、完全なACモデルではなく簡易的なDC潮流表現を使用していると指摘しています。

また、多くの市場で依然として需要側リソースが複数の市場段階に同時に参加する方法を制限する実務上の規制制約も考慮していません。

将来の課題として、著者らはモデルを複数企業の均衡設定へ拡張し、BTC価格とマイニング難易度の変動性を組み込み、AC潮流モデルへ移行することを提案しています。

これらの留意点があっても、研究の示す結論は明確です: 暗号通貨マイニングは単なるエネルギー集約型産業ではなく、柔軟な電網資源として捉えるべきです。需要側リソースが日次先物、市場予備、バランシング市場に完全に参加できるような適切な電力市場規制が整えば、マイニング事業は再生可能エネルギーの統合を改善し、抑制を減少させ、電網の信頼性を高め、社会的福祉を増大させ、ビットコイン生産以外の収益源を多様化できるでしょう。

注目企業：Riot Platforms

ビットコインマイナーの世界で、Riotは最大手の一つであり、需要応答はすでにその運用モデルに組み込まれています。

同社はテキサス州で大規模なマイニング施設を運営しており、ERCOTのエネルギーオンリーマーケットは需要側柔軟性に大きな価値を置いています。電力価格に関係なく継続的にマイニングするのではなく、Riotは電網の状況、卸電力価格、ERCOTの需要応答および補助サービスプログラムへの参加に基づいて積極的に運用を調整しています。

研究はRiotを取り上げ、同社がテキサス施設で40万台のデバイス、1.2GW超の容量を通じてDRプログラムに積極的に関与していることを指摘しました。

2022年には、これにより電力使用量が11,717 MWh減少し、テキサス電網の安定性が向上しました。参加によりBTCマイニングの出力は20.5％減少しましたが、インセンティブにより収入は前月比180％増加しました。これは、電力市場のインセンティブが十分に魅力的であれば、戦略的に一部のマイニング出力を放棄することで、全体的な経済的リターンを高められることを示しています。

最新の四半期報告では、Riotは7.5百万ドルの需要応答クレジットを開示し、2025年第1四半期の200万ドルから278％の四半期比増加となりました。これらのクレジットはERCOTとMISOの需要応答プログラムへの参加から得られています。

同時に、2026年第1四半期の電力クレジットは1,350万ドルで、2025年第4四半期および第1四半期から130％以上増加しました。

このような抑制活動と基礎的な電力契約を組み合わせた結果、Riotの四半期あたりの正味電力コストは約0.03ドル/kWhに低下し、前年同四半期の0.038ドル/kWhから21％減少しました。

減価償却を除く、同社のビットコイン1枚あたりのフルロードコストは、2025年第1四半期の43,808ドルから2026年第1四半期の44,629ドルへとやや上昇しました。これは、世界ネットワークのハッシュレートが24％増加し、基礎的なマイニングコストが抑制クレジットで相殺できる以上に上昇したためです。

2026年第1四半期の総収益については、垂直統合型デジタルインフラ企業は1億6720万ドルを報告し、そのうちビットコインマイニングから約1億1200万ドル、エンジニアリング収益が2,220万ドル、データセンター収益が3,320万ドルを占めました。

これはデータセンター収益の初四半期であり、同社が「活動的で収益を生むデータセンター運営者」へと転換したことを示しています。

Riotはもはや純粋なビットコインマイナーではなく、電力優先のインフラ開発者であり、CEOのJason Lesはこの時期を「決定的な転換点」と表現しています。AIデータセンター運営者としての位置付けは、ビットコインマイニングの財務的不確実性を緩和するもう一つの手段です。

同社は好調にスタートしており、AMDに最初の契約容量を提供し、AMDがその規模を50メガワットに倍増するオプションを行使しました。AMDはさらにAnthropicと2GWの新たな供給契約も締結しています。

これは需要柔軟性の仮説の論理的な拡張です。Riotは柔軟に大量の電力を消費または抑制できるインフラ、契約、電網関係を構築してきました。現在、同じインフラをAIコンピュートプロバイダーなどの資本集約的で電力を大量に必要とするテナントにリースすることで、ビットコイン以外の収益を多様化しつつ、マイニング艦隊とその柔軟性を事業のキャッシュジェネレーティング要素として保持しています。

Morgan Stanleyの(MS )によれば、Riotのように大規模で電網接続された電力資産を持つ暗号マイナーは、ハイパースケーラーが計算拡張のために電力確保を急ぐ中、データセンター需要の増加から恩恵を受ける見込みです。

これはRIOTの株価に顕著です: 時価総額は72億8,000万ドルで、株価は年初来44％上昇し18.74ドルとなっていますが、過去1か月で33.8％下落しました。同社のEPS（TTM）は-2.58、P/E（TTM）は-7.07です。

暗号価格全体が下落傾向にある中でもポジティブな勢いが見られ、これは始まりに過ぎないかもしれません。BernsteinはビットコインマイナーをAI産業にとって不可欠な「電力家主」と表現しています。

結論

ビットコインマイナーは厳しい状況に直面しています: BTC価格の低迷、ブロック報酬の継続的な減少、エネルギーコストの上昇、そしてセクターの電力需要の増加により、収益性が低下しています。

しかし、電網計画者が懸念する同じマイニング負荷は、電網の信頼性を支え、再生可能エネルギーの利用率を高め、運用効率を向上させるという特性を持ち、さらに収益性向上のための追加の収益源を開くことができます。

Riotは、この転換が実際に進行している具体例を示しています。

電力市場が変動型再生可能エネルギーの比率を高め続ける中、ビットコインマイニング企業は受動的な消費者から電力市場の積極的な参加者へと移行し、デジタル資産産業と広範な電力システムの双方に価値を創出しています。

参考文献

1. Hajiaghapour-Moghimi, M., Hajipour, E. & Vakilian, M. 「エネルギーシステムにおける需要柔軟性のための暗号通貨マイニングの可能性のモデリング」. Energy Reports, 16, 109487 (2026). https://doi.org/10.1016/j.egyr.2026.109487