비트코인 채굴이 재생 에너지를 더 수익성 있게 만들 수 있을까?

비트코인의 (BTC ) 작업 증명(PoW) 보안 모델은 막대한 에너지 사용을 필요로 하며, 채굴자들은 블록을 검증하기 위해 계산적으로 경쟁합니다. 이 경쟁은 이제 산업 규모에 이르렀습니다. 전력만으로도 채굴자들의 현금 기반 운영 비용의 80% 이상을 차지합니다.

하드웨어가 더 효율적으로 변했지만, 경쟁 심화와 수익성 감소가 초래하는 경제적 압박을 없애지는 못합니다. 이는 점점 더 매우 저렴한 전기, 운영 유연성, 그리고 높은 비트코인 가격에 대한 접근에 의존합니다.

저비용 전력에 대한 이러한 필요성은 재생 에너지와 자연스러운 연결고리를 만듭니다. 태양광과 풍력은 건설 후 한계 발전 비용이 매우 낮으며, 재생 용량은 빠르게 성장하고 있습니다. 그러나 재생 에너지는 높은 초기 투자 비용과 오프그리드 시스템에서 잉여 및 부족 전력을 관리하는 문제와 같은 도전에 직면합니다.

전력-수소(P2H) 기술은 잉여 전력을 녹색 수소로 전환함으로써 이러한 과제의 일부를 해결할 수 있으며, 유연한 부하인 암호화폐 채굴은 그 잉여 전력을 거래 가능한 디지털 자산으로 전환할 수 있습니다.

이는 재생 에너지 경제학에서 간과된 비트코인 채굴 (RET )의 역할을 가리킵니다. 물리적 에너지 저장이 아니라 전기의 유연한 금융 출구로서 말이죠. 전력을 판매하거나 디지털 자산으로 전환하는 선택을 동적으로 함으로써, 재생 에너지 운영자는 배터리로 제거하는 대신 간헐성을 수익화할 수 있습니다. 최근 연구는 에너지 생산, 비트코인 채굴, 그리고 컴퓨팅 수요 사이에 위치한 새로운 유형의 인프라 기업 등장에 대한 훌륭한 기반을 제공합니다.

채굴자들이 어려움을 겪는 가운데, 재생 전력이 새로운 출구를 제공한다

시가총액이 1조 달러에 달하는 이 암호자산은 연초에 10만 달러 이하로 시작했지만, 2월 초 며칠 만에 6만 달러로 하락했습니다.

다음 3개월 동안 비트코인은 서서히 8만2천 달러를 넘어섰지만, 그 상승세를 포기하고 더 하락했습니다. 가격은 6월 말에 5만9천 달러 이하로 떨어졌습니다. 그러나 지난 2주 동안 가격이 8만 달러까지 상승하며 약간의 흥분을 되찾았습니다. 이러한 변동성은 더 큰 구조적 변화 위에 놓여 있는데, 채굴자들의 블록 보상이 감소하고 해시 가격이 붕괴하고 있기 때문입니다.

해시 가격은 단위 컴퓨팅 파워당 일일 채굴 수익의 표준 측정치입니다. 이는 6월에 펫라해시당 초당 27.74달러라는 최저치로 떨어졌다가 비트코인 가격과 함께 약 40달러 수준으로 다소 회복되었습니다.

비트코인이 급격히 반등하고 있음에도 가격은 여전히 채굴 비용보다 크게 낮으며, 평균 채굴 비용은 104,000달러 이상으로 유지되고 있어 비트코인 생산 경제성이 압박을 받고 있습니다.

이는 비트코인 난이도가 올해 7번 상승에 비해 10번 하향 조정된 기록에도 불구하고, 현재 약 125.8조 수준으로, 2025년 11월 초의 최고점인 156조에서 감소한 상태입니다.

난이도 하락은 많은 채굴자들이 전기 비용이나 운영 비용을 감당하지 못해 기계를 끄고 네트워크를 떠났음을 나타냅니다. 블록을 해결하기 위한 경쟁 기계가 줄어들면서 남은 채굴자들은 네트워크 경쟁이 감소합니다.

이는 자체 조정 메커니즘: 비트코인은 약 2주마다 난이도를 자동으로 조정해 블록이 평균 10분마다 발견되도록 합니다. 낮은 난이도는 저렴한 전기에 접근할 수 있는 살아남은 채굴자들의 이익 마진을 일시적으로 높입니다. 동일한 동향이 해시레이트에도 나타나며, 해시레이트는 1.26 ZH/s 정점에서 약 900 EH/s로 하락했지만, 올해 1월 31일에 기록된 686.9 EH/s 최저치에서 회복되었습니다.

Wu Blockchain의 데이터에 따르면, 22대 주요 비트코인 채굴 기기 중 거의 23%가 8월 초 현재 손실을 보고 있습니다. 당시 언급된 내용:

“현재 전기 비용 및 네트워크 가정 하에, 가장 에너지 효율이 높은 모델은 약 46,787달러의 종료 가격을 추정하며, 이는 비트코인 가격이 그 수준 이하로 떨어지면 최고 성능 기조차도 손익분기점에 가까워진다는 의미입니다.”

비용 상승과 가격 침체는 채굴 경제성을 약화시켜 일부 운영자는 비트코인을 매도하거나 용량을 축소하거나 AI 데이터 센터와 전력 인프라로 급격히 전환하도록 만들었습니다.

채굴자들은 2028년 4월에 다시 절반으로 감소해 블록당 1.5625 BTC가 되는 보상 감소, 고가의 하드웨어, 그리고 막대한 전력 요구 등 여러 방면에서 높은 비용에 직면합니다.

케임브리지 대안 금융 센터는 연간 비트코인 채굴 전력 소비량을 약 138 TWh로 추정하며, 이는 전 세계 전력 사용량의 약 0.54%에 해당합니다. 긍정적인 점은 설문조사에서 채굴자 전력의 42.6%가 재생 에너지에서 나온다는 것입니다. 핵발전을 포함하면 지속 가능한 에너지 비중이 52.4%로 상승하여 재생 에너지 개발자에게 흥미로운 질문을 제기합니다.

흥미롭게도, 태양광 및 풍력 프로젝트는 간헐적이지만 종종 즉각적인 수요나 사용 가능한 전력망 용량보다 더 많은 에너지를 생산합니다.

이에 대응해 시스템 운영자는 잉여 에너지를 나중에 사용하도록 저장하거나, 대규모 소비자에게 즉시 더 많은 전력을 흡수하도록 비용을 지불하거나, 발전을 제한해 그 초과 전력을 낭비합니다. 막대한 전력 수요를 가진 비트코인 채굴자는 매력적인 대안을 제공합니다.

더 중요한 것은, 이들의 에너지 소비가 이동 가능하고 유연하다는 점입니다. 채굴자는 몇 초 안에 소비량을 조정할 수 있으며, 고정 부하를 제공할 의무가 없고, 종종 저렴하고 고립되거나 제한된 전력원(예: 수력, 연계 가스 플레어링, 잉여 풍·태양광) 근처에 위치해 있어 이를 활용하지 않을 경우 사용되지 않을 것입니다.

이러한 유연성의 사례가 여러 사례가 있었습니다. 따라서 재생 전력이 비트코인 채굴에 전력을 공급할 뿐만 아니라, 비트코인 채굴은 제한되거나 매력적이지 않은 가격에 판매될 전력을 수익 창출 출구로 전환할 잠재력을 가집니다.

새로운 연구는 암호화폐 채굴을 단순히 전기를 소비하는 활동이 아니라 전력 판매와 녹색 수소 생산과 함께 보다 넓은 수익 최적화 전략의 한 요소로 다루어 이 아이디어를 검증합니다.

이는 비트코인 채굴을 친환경으로 만드는 것뿐만 아니라, 재생 플랜트가 전력을 수익화하는 여러 방법 중에서 동적으로 선택함으로써 경제성을 개선하도록 돕는 것입니다.

실제 기회는 단순히 채굴에 있는 것이 아니라, 가장 수익성 높은 경로를 선택하는 데 있다

‘수익 최적화를 통한 가상 에너지 저장: 수소와 암호화폐 수익을 포함한 하이브리드 태양광·풍력 시스템을 위한 위험 기반 프레임워크¹’라는 연구는 재생 저장 문제에 새로운 접근 방식을 제시합니다.

재생 에너지 생산, 저장, 그리고 암호화폐 채굴을 별개의 문제로 다루는 대신, 녹색 수소 생산과 암호화폐 채굴을 저장의 대체물로 간주합니다.

수소는 나중에 저장하고 판매할 수 있으며, 암호화폐는 시장 상황에 따라 축적하고 수익화할 수 있습니다. 이 두 가지는 잉여 에너지를 저장된 전자가 아니라 거래 가능한 자산으로 은행하는 가상의 방법으로 여겨집니다.

연구자들은 오리건 주 포틀랜드에 있는 10MW 규모의 태양광·풍력 하이브리드 플랜트를 모델링하고, 2020년 1월부터 2025년 1월까지 5년간 실제 시장 데이터를 사용해 백테스트했습니다. 이 기간은 의도적으로 COVID-19 충격, 유럽 가스 위기, 그리고 LUNA와 FTX 붕괴를 포함한 완전한 암호화폐 호황·불황 주기를 포괄합니다.

이 결과 프레임워크는 DRIL-FRP(자율 투자 논리, 전용량, 위험 통합 수익 모델링을 갖춘 분산형 재생 시스템)라고 명명되었습니다.

분산형 하이브리드 발전소의 경제적 운영을 위한 새로운 프레임워크는 직접 전력 판매, 녹색 수소 생산, 그리고 비트코인 채굴(비트코인 캐시 (BCH ) 및 eCash 포함)이라는 세 가지 수익 경로를 비교하고, 세 가지 모두의 조합을 포함해 매일 가장 수익성이 높은 경로를 선택합니다. 결과는 무엇을 보여줄까요?

“포괄적인 기술, 재무 및 위험 평가에 따르면, 이러한 시스템은 전력망 및 기존 저장 시스템에 대한 의존도를 최소화하면서 다각화된 수익을 창출할 수 있다”고 연구는 말합니다.

기본 시나리오에서 비트코인은 5년 내 투자 회수를 할 수 있는 유일한 옵션으로 가장 좋은 결과를 보였습니다. 비트코인 채굴은 이 기간 동안 1,709만 달러의 수익과 1,412만 달러의 영업 이익을 창출했으며, 4.01%의 ROI와 4.81년의 회수 기간을 나타냈습니다.

대조적으로 전력만 판매했을 때는 808만 달러의 수익을 올렸지만 -18.38%의 ROI를 기록했습니다. 수소는 793만 달러를 창출했지만 높은 자본 요구와 미성숙한 가격 시장으로 인해 -50.48%의 ROI를 보여 가장 약한 성과를 보였습니다.

복합 시나리오는 더욱 미묘한 결과를 보여주었습니다. 세 가지 암호화폐 모델이 다시 승자가 되었으며, 더욱 향상된 성과를 보였습니다. 이 모델은 1,950만 달러의 수익, 1,654만 달러의 영업 이익, 21.81%의 ROI를 창출했으며, 회수 기간은 약 4년이었습니다.

완전 하이브리드 모델은 세 가지 모든 수익 경로에 접근할 수 있었으며, 동적으로 선택했습니다. 5년 동안 1,955만 달러의 가장 높은 수익과 1,704만 달러의 가장 높은 절대 영업 이익을 기록했습니다. 그러나 초기 대규모 자본 지출이 5년 재무 수익을 초과했기 때문에 ROI는 -3.27%로 부정적이었습니다. 이는 순수 이익과 투자 자본 수익률이 매우 다른 이야기를 할 수 있음을 보여줍니다.

연구는 비트코인 채굴이 재생 프로젝트를 자동으로 수익성 있게 만든다고 주장하는 것이 아니라, 비트코인이 유연한 수익 포트폴리오의 한 구성 요소로서 가치가 있음을 보여줍니다.

예를 들어, 모델은 5년 기간 동안 863일에 전력 판매가 비트코인 채굴보다 우수했으며, 비트코인이 전체적으로 가장 강력한 기본 시나리오였음에도 불구하고 그렇다고 밝혔습니다.

이는 재생 플랜트가 전체 발전량을 모두 채굴에 할당해서는 안 된다는 것을 시사합니다. 대신, 전력 판매, 암호화폐 채굴, 수소 생산 중 가장 경제적인 경로로 전환함으로써 이익을 얻을 수 있습니다.

이 점은 위험 결과에서도 강화됩니다. 연구자들은 위험조정자본수익률(RAROC) 지표와 변동성, 최대 손실, VaR, 샤프 비율 계산을 함께 적용해 에너지와 암호화폐 수익 흐름을 동등하게 비교했습니다.

예상대로 암호화폐 기반 시나리오는 예외적으로 높은 변동성을 보였습니다. 그러나 모든 시나리오 중 연간 변동성이 2,400%를 초과하고 가장 깊은 역사적 손실을 기록했음에도 불구하고, 다중 암호화폐 조합은 모든 경로 중 가장 높은 RAROC를 기록했습니다. 이는 이 측정 기준에서 암호화폐의 위험 대비 수익이 가장 매력적임을 의미합니다.

전력-비트코인 시나리오는 두 번째로 높은 샤프 비율 4.75를 기록했으며, 이는 저자들이 전통적인 금융 벤치마크에서 우수하다고 평가했습니다.

연구가 발견하고 예상한 바와 같이, 비트코인 수익성은 가격과 강하게 양의 상관관계를, 네트워크 난이도와는 음의 상관관계를 보였습니다.

비트코인 가격 상승은 수익을 최대 50%까지 증가시킬 수 있으며, 네트워크 난이도 상승만으로도 수익을 약 33.33% 감소시킬 수 있어, 채굴은 잠재적으로 강력한 수익 메커니즘이지만 시장에 매우 민감합니다.

투자자와 재생 에너지 개발자에게 이 연구는 유연한 채굴 부하를 위험 관리 도구로 간주하면, 순수 전력 판매나 수소 판매만으로는 달성할 수 없는 재무 회복력을 크게 향상시키고 회수 기간을 단축할 수 있음을 시사합니다. 이는 배터리 저장의 자본 부담 없이 가능합니다.

하지만 이 연구에도 한계가 있습니다. 포틀랜드를 가상의 기준점으로 사용하고, 명목상 50-50 비율의 태양광·풍력 용량 분할을 가정하며, 2025년 장비 가격을 사용하고, 세금 및 규제를 제외하며, 이상적인 시장 접근을 전제로 하고, 일일 파견 결정을 단일 수익 경로로 제한하여 제품 간 연속적인 비율 할당을 허용하지 않았습니다.

가장 중요한 점은 5년 백테스트가 2025년 1월에 종료되므로, 수익성 수치는 2026년 수익을 예측한 것이 아닙니다. 연구 저자들은 다음과 같이 언급했습니다:

“전반적으로, 이 모델의 궁극적인 목표는 검증된 타당성 프레임워크와 실시간 의사결정 시스템 구현을 위한 기반을 제공하는 것입니다.”

MARA 홀딩스 (NASDAQ: MARA)

암호화폐 채굴 분야에서 MARA 홀딩스는 순수 채굴자에서 에너지 인프라 소유자로 전환한 가장 큰 기업 중 하나입니다. 지난해 텍사스 풍력 발전소를 인수해, 활용되지 않은 재생 전력에 대한 메터 뒤에서 컴퓨팅을 운영하도록 했습니다.

MARA는 약 10년 동안 세계 최대 규모의 비트코인 채굴 플랫폼 중 하나를 운영해 왔으며, 4대륙에 걸쳐 19개의 데이터 센터를 보유하고 있어 컴퓨팅 인프라 부문에 서비스를 제공할 수 있게 되었습니다.

2026년에는 네 개의 대형 하이퍼스케일러만으로도 AI 인프라에 7,250억 달러를 투자할 것으로 예상되며, 연간 자본지출은 2027년까지 1조 달러를 초과하고, 미국 데이터 센터 전력 수요는 2027년에 66GW에 이를 것으로 전망됩니다. 새로운 전력 생산 및 전송이 수요를 따라가지 못하는 상황에서, MARA는 희소한 전력 자산을 소유하고 장기 가치를 극대화하는 데 집중하고 있습니다.

하지만 이는 회사가 핵심 사업을 잃었다는 의미는 아닙니다. MARA는 비트코인 채굴을 목표가 아니라 기반으로 정의하며, 이는 사업 전반에 걸친 투자 지원을 위한 현금 흐름을 창출하고, 전력의 즉각적인 수익화를 위한 운영 유연성을 제공하며, 운영 인사이트를 제공합니다.

“우리는 비트코인 채굴과 AI 인프라를 경쟁 사업으로 보지 않습니다. 이들은 동일한 기본 자산인 전력을 활용한 보완적인 응용 분야입니다.”

– CEO Fred Thiel

그는 시장 상황에 따라 전력을 동적으로 배치하는 유연성을 회사의 ‘가장 큰 경쟁력’ 중 하나이자 AI 인프라 성장의 핵심 동력으로 설명합니다.

“우리는 전력, 토지, 컴퓨팅을 수직적으로 통합한 디지털 인프라의 소유자이자 개발자이며 운영자입니다. 우리는 전자를 판매하지 않습니다. 전자를 더 높은 가치의 컴퓨팅으로 전환하거나 고객에게 해당 인프라를 제공합니다,”라고 Thiel은 말했습니다. “MARA가 동료들과 차별화되는 점은 대부분이 아직 확보하려고 노력하고 있는 활성 유틸리티 규모 전력, 대규모 운영 경험 10년, 그리고 엄격한 자본 배분을 이미 보유하고 있다는 것입니다. AI 인프라로의 진화는 과거와의 이탈이 아니라, 우리가 구축해 온 것의 자연스러운 발전입니다.”

시가총액 43억 3,400만 달러인 MARA 주식은 현재 주당 11.50달러에 거래되고 있으며, 연초 대비 25% 상승했습니다. EPS(TTM)는 -9.35, P/E(TTM)는 -1.20입니다. 재무 측면에서 비트코인 채굴에서 AI 인프라 제공업체로 전환한 MARA는 보고에 따르면 2026년 2분기 매출이 1억 7,490만 달러로, 전년 동기 대비 27% 감소한 2억 3,850만 달러였습니다.

MARA는 순손실 6억 1,130만 달러(주당 희석 기준 1.60달러)를 기록했으며, 전년 대비 순이익 8억 820만 달러에서 감소했으며, 이는 암호화폐에 대한 공정가치 손실 3억 4,300만 달러가 일부 원인입니다. 조정 EBITDA는 -3억 6,090만 달러였으며, 2025년 2분기에는 12억 달러의 이익을 기록했습니다.

이 기간 동안 MARA는 평균 약 71,325달러 가격으로 2,422 BTC를 채굴했습니다. 비트코인을 구매하지는 않았지만 평균 73,078달러 가격으로 2,213 BTC를 판매했으며, 추가 판매가 예상됩니다.

이러한 판매와 보유고가 29% 감소했음에도 불구하고, MARA는 여전히 공개 기업 중 네 번째로 큰 비트코인 보유자이며, 35,577 BTC를 보유하고 있습니다. 여기에는 대출되었거나 담보로 제공된 9,270 BTC가 포함됩니다.

회사 또한 활성화된 해시레이트가 전년 대비 22% 증가해 70.3 EH/s에 달했다고 보고했습니다. 2026년 2분기 kWh당 비용은 0.04달러였으며, 일일 페타해시당 비용은 27.7달러로 4% 개선되었습니다.

MARA는 현재 Long Ridge 인수를 완료하기 위해 작업 중이며, 규제 승인을 받으면 즉시 긍정적인 EBITDA를 제공할 것으로 예상됩니다. 또한 Hannibal 캠퍼스에서 AI 용량을 확대할 예정입니다. 텍사스 주 Matagorda 카운티에 최근 인수한 전력 부지로 이미 2GW를 추가했으며, 이 프로젝트들을 합쳐 MARA의 전력 포트폴리오는 4.8GW로 확대될 수 있습니다.

결론

비트코인의 에너지 소비는 오래전부터 우려되어 왔으며, 채굴자들은 재생 에너지 사용을 통해 이를 해결해 왔습니다. 그러나 이는 지속 가능한 전원이 저렴하고 친환경적인 전력으로 채굴을 돕는 일방적인 관계가 아닙니다.

비트코인 채굴은 재생 에너지를 더 수익성 있게 만들 수도 있지만, 특정 조건 하에서만 가능합니다: 저렴하고 종종 제한되는 전력; 효율적인 하드웨어; 엄격한 자본 지출; 그리고 이상적으로는 암호화폐 가격에만 의존하지 않는 다양한 수익 흐름의 혼합.

기회는 재생 플랜트를 유연한 에너지-가치 전환 플랫폼으로 전환하여, 전력을 그날 가장 높은 가격을 제시하는 구매자(전력망, 전해조, 채굴 장비 또는 AI 데이터 센터)에게 재배치하는 데 있습니다.

참고문헌

1. Mahmoodpoor, R., Kiyoumarsioskouei, A., Jafari, F. & Hossainpour, S. 수익 최적화를 통한 가상 에너지 저장: 수소와 암호화폐 수익을 포함한 하이브리드 태양광·풍력 시스템을 위한 위험 기반 프레임워크. Results in Engineering, 112494 (2026). https://doi.org/10.1016/j.rineng.2026.112494