비트코인 채굴이 풍력 발전소의 낭비된 에너지를 수익화하는 데 도움이 될 수 있다

비트코인 (BTC ) 채굴은 그 막대한 전력 소비 때문에 오랫동안 비판을 받아왔습니다. 이는 탈중앙화 네트워크가 작업 증명(PoW) 합의 메커니즘을 사용해 블록체인을 보호하기 때문입니다.

작업 증명(PoW)에서는 복잡한 암호 퍼즐을 해결하기 위해 다른 채굴자와 경쟁하려면 특수 컴퓨터를 구동할 수 있는 막대한 계산 능력이 필요합니다. 비트코인과 관련된 환경 비용은 거대하며, 이 문제는 단지¹ 연구 커뮤니티에서 연구 커뮤니티 뿐만 아니라 주류 언론에서도 큰 관심을 끌었습니다.

하지만 간과되고 있는 점은 이 서사가 불완전하다는 것을 시사하는 연구가 늘어나고 있다는 것입니다. 연구자들, 전력망 운영자들, 그리고 에너지 기업들은 비트코인 채굴의 독특하게 유연한 수요가 낭비된 재생 가능 전력을 포착하고 이를 수익으로 전환하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지를 점점 더 탐구하고 있으며, 이는 전력망에 새로운 부담을 주지 않습니다.

과잉 공급이나 전송 라인 부족으로 인해 소비자에게 전달되지 못하는 재생 가능 전기가 점점 늘어나고 있습니다.

아일랜드 전력 시장을 대상으로 한 새로운 동료 검토 연구²에 따르면, 비트코인 채굴은 단순한 에너지 소비자가 아니라 초과 생산을 수익화하고 청정 에너지 프로젝트의 경제성을 향상시키는 실용적인 도구입니다.

모델링된 100 MW 규모의 아일랜드 풍력 발전소에서, 현재 세대의 20 MW 채굴 설비가 연간 대부분의 디스패치 다운 에너지를 흡수하고 전체 시스템 수익을 거의 1/3 증가시켰습니다.

이러한 결과는 비트코인 채굴에 대한 보다 미묘한 관점을 뒷받침합니다: 적절한 조건 하에서는 유연한 디지털 수요로 작동하여 재생 가능 프로젝트의 경제성을 개선할 수 있습니다.

비트코인의 에너지 논란과 산업의 대응 

시가 총액 1.26조 달러에 달하는 세계 최대 암호화폐인 비트코인은 중앙은행이나 결제 처리업체와 같은 중앙 집중식 권한 없이 디지털 화폐로 기능합니다.

암호학으로 보안된 비트코인은 전 세계 사용자가 인터넷을 통해 직접 가치를 송금하거나 받을 수 있게 합니다. 거래는 동시에 분산된 공개 원장에 영구적이고 투명하게 기록됩니다.

이 암호화폐는 2100만 BTC라는 제한된 공급량을 가지고 있어 희소한 디지털 자산이며, 따라서 매우 매력적인 가치 저장 수단으로 여겨집니다.

이미 2000만 개가 넘는 BTC가 존재하지만, 마지막 비트코인은 2140년까지 채굴되지 않을 것입니다. 즉, 전체 공급량의 95.45%가 20년도 채 안 되는 기간에 채굴됐으며, 남은 4.55%는 한 세기 이상이 걸릴 전망입니다. 이는 비트코인의 내재된 반감기 메커니즘 때문으로, 매 4년마다 신규 블록 채굴 보상이 절반으로 감소합니다.

채굴자에게 지급되는 블록 보상이 새로운 BTC가 유통되는 방식입니다. 채굴자는 새로 발행된 BTC(현재 블록당 3.125 BTC)와 거래 수수료를 포함한 보상을 받아 블록을 성공적으로 검증합니다.

거래는 복잡한 암호 퍼즐을 해결하는 컴퓨터가 수행하는 자원 집약적 과정인 채굴을 통해 검증됩니다.

현재 이 채굴은 전 세계적으로 연간 약 150‑180 TWh의 전력을 소비하고 있으며, 이는 케임브리지의 CBECI 추정치에 따르면 중형 국가의 에너지 소비량에 버금됩니다.

비평가들은 이러한 수치를 이용해 비트코인 네트워크를 환경 부채로 규정합니다. 비트코인은 글로벌 금융 네트워크로 확장된 이후 에너지 사용에 대한 비판에 직면해 왔습니다.

주된 비판은 비트코인의 높은 에너지 수요가 탄소 배출을 증가시키고 전기 요금을 올리며 가정과 기업이 제한된 전력 자원을 놓고 경쟁하게 만든다는 점입니다.

초기에는 비트코인 에너지 수요의 대부분이 가장 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 전력으로 충당되었습니다. 이는 채굴자들이 비재생 화석 연료에서 생산된 전기를 이용했다는 의미입니다.

예를 들어, 비트코인 전 세계 해시레이트의 큰 비중이 중국 신장·사천 등지에 집중돼 있었으며, 저렴한 석탄 전력에 의존했습니다. 이후 카자흐스탄에서는 채굴자 유입이 노후 석탄 중심 전력망에 부담을 주어 정전과 정부 단속을 초래했습니다.

하지만 그때는 과거이고, 지금은 다릅니다.

채굴 산업은 지난 몇 년간 큰 변화를 겪었습니다. 비판을 무시하기보다, 채굴자들은 비트코인의 에너지 프로필을 개선하는 데 집중했습니다.

채굴자들은 풍부한 재생 가능 에너지, 잉여 수력, 연소되지 않을 플레어 가스, 그리고 경제적으로 활용 가능한 대안이 없는 기타 고정된 에너지와 같은 위치를 찾고 있습니다.

고정된 에너지란 인프라 제약, 전송 제한, 혹은 지리적 고립으로 인해 효율적으로 운송·판매할 수 없어 사용되지 못하는 전력을 말합니다.

또한, 제한된 재생 가능 에너지는 전력망이 추가 공급을 흡수하지 못해 풍력·태양광 발전소가 전력을 생산하지 않도록 지시받는 경우를 의미합니다.

채굴자들은 비트코인 채굴 장비가 몇 초 안에 켜고 끌 수 있으며 손상이나 생산 손실이 없기 때문에 큰 도움이 되고 있습니다. 또한 전기와 인터넷 연결만 필요하므로, 사용되지 못하는 전기를 소비할 수 있는 매우 유연한 부하로 점점 인식되고 있습니다.

이로써 논의는 비트코인이 에너지를 소비하느냐가 아니라 어떤 종류의 에너지를 소비하느냐로 전환되었습니다.

약 1년 전 발표된 케임브리지 디지털 채굴 산업 보고서에 따르면, 현재 비트코인 채굴 전력의 절반 이상이 무배출 전원에서 나오며, 2022년 37.6%에서 수력, 풍력, 원자력 등으로 증가했습니다.

수력·풍력 등 재생 가능 비중은 42.6%에 이르고, 원자력은 9.8%를 차지해 지속 가능한 에너지 비중이 52.4%에 달합니다. 가장 큰 에너지원은 천연 가스로 38.2%이며, 이는 2022년 25%에서 상승한 수치로, 석탄 비중은 36.6%에서 8.9%로 급감했습니다.

이 새로운 현실은 비트코인 채굴의 전체 영향이 채굴 부하가 위치한 장소, 소비하는 전기의 종류, 그리고 작동하는 시스템 조건에 크게 좌우된다는 것을 보여줍니다.

전력망 관점에서 보면, 이는 특정 위치에 제한되지 않은 대규모 유연 전력 부하이며, 이것만으로 채굴이 에너지 시스템에 좋든 나쁘든 판단할 수 없습니다.

제한된 전력망이 있는 지역에서 운영되는 채굴 시설은 추가 수요원으로 작용해 기업·가정과 전력을 놓고 경쟁하게 만들고, 가격을 상승시키며 다른 용도를 밀어낼 수 있습니다. 또한 화석 연료 기반 전력에 의존하면 배출량이 증가합니다.

하지만 풍력·태양광 발전소 뒤에서 전력 미터에 직접 연결된 채굴 시설은, 그렇지 않으면 차단되거나 음의 가격으로 판매될 전력을 소비해, 아무도 원하지 않는 전기를 수익화합니다.

이러한 방식으로 채굴은 다른 수요자가 없는 고정·잉여 에너지의 “최후의 구매자” 역할을 할 수 있지만, 이는 지속적인 잉여가 실제 존재할 때만 가능합니다.

전통적인 전력 소비자를 대체하기보다, 비트코인 채굴은 전력이 차단될 때 재생 가능 프로젝트에 추가 수익원을 창출할 수 있습니다.

같은 기술이 두 장소에 배치될 경우 전력망에 미치는 결과가 크게 다르다는 점이 명확합니다. 따라서 비트코인 에너지 영향에 대한 일괄적인 주장은 오히려 오해를 불러일으킵니다.

이 때문에 비트코인 채굴을 단순히 소비하는 테라와트시(TWh) 양으로 평가해서는 안 됩니다. 중요한 질문은 채굴이 좋든 나쁘든이 아니라, 이 특정 부하가 무엇을 대체하고, 그렇지 않았다면 그 전자는 어떻게 되었을지를 묻는 것입니다.

에너지 경제학 연구: 아일랜드 풍력 발전소와 공동 배치된 비트코인 채굴 

새로운 연구는 아일랜드 샤논 기술 대학 애슬론 캠퍼스의 고분자·기계공학과 소속 M. Sarnecki와 N. Burke가 공동 저술했으며, 재생 가능 차단을 겪는 풍력 발전소의 경제성을 개선하기 위해 공동 배치된 비트코인 채굴이 도움이 되는지를 조사했습니다.

연구는 차단 문제가 심각하고 악화되고 있는 아일랜드에 초점을 맞추었습니다.

예를 들어, 2024년에는 사용 가능한 풍력 발전량의 10% 이상이 디스패치 다운되었습니다. 이는 수요 부족이 아니라 전송망이 이를 수용하지 못해 1.3 TWh에 해당하는 발전 용량이 차단된 것입니다.

2014‑2016년 약 4%‑5%였던 비율이 2025년에는 이미 11.4%로 상승했으며, 재생 가능 설비가 전송 투자보다 빠르게 확대됨에 따라 안정될 조짐이 보이지 않습니다.

공개된 2024년 시간별 풍력·가격 데이터를 활용해 연구진은 100 MW 규모의 아일랜드 풍력 발전소를 모델링하고, 서로 다른 채굴 용량 및 하드웨어 세대를 포함한 6가지 시나리오를 평가했습니다. 구체적으로는 0 MW에서 90 MW까지의 규모로 공동 배치된 비트코인 채굴을 시뮬레이션했으며, 현재 세대 ASIC 하드웨어(16 J/TH)와 구형 비효율 레거시 하드웨어(98 J/TH)를 모두 사용했습니다.

연구 결과, 현재 세대 ASIC 하드웨어(16 J/TH) 20 MW 설치가 연간 디스패치 다운 에너지의 약 83%를 흡수해 발전소 총 수익을 32% 증가시키고, 유효 용량 계수를 29%에서 32%로 개선했습니다.

채굴 용량을 30 MW로 확대하면 디스패치 다운 흡수율이 약 93%로 증가했습니다. 하지만 이 지점을 넘어가면 채굴 활용률이 감소하고 투자 회수 기간이 길어지는 등 수익 감소가 나타났습니다.

특히, 연구진은 모든 2024 시나리오에서 레거시 채굴 하드웨어(98 J/TH)가 비경제적임을 확인했으며, 이는 하드웨어 효율성이 차단 기회만큼 중요함을 강조합니다.

연구는 또한 BTC 가격이 주요 동인이라는 일반적인 가정을 뒤집으며, 하드웨어 효율성이 주요 결정 요인임을 보여줍니다. 투자 타당성은 비트코인 가격 상승과 전 세계 네트워크 해시레이트 성장 간의 차이에 크게 좌우됩니다.

가격과 해시레이트가 비슷한 비율로 성장하면 전기당 채굴 수익은 비교적 안정적입니다. 중요한 것은 가격 상승이 동일한 수익을 위한 경쟁을 앞서는가 여부입니다.

연구는 초기 진입자가 가장 좋은 경제성을 확보한다는 점을 강조합니다. 이는 다른 채굴자들이 제한되고 차단이 심한 현장에 진입해 동일한 차단 에너지를 놓고 경쟁하기 전에 선점하는 것이 유리함을 의미합니다.

연구에 따르면 공동 배치된 채굴은 공급 측 유연성 메커니즘으로 작동합니다. 모든 전력을 전력망에 수출하는 대신, 풍력 발전소는 채굴 수익이 수출 가치보다 높을 때 차단된 발전을 현장 채굴로 전환해, 보상받지 못한 차단을 즉각적인 전송망 확충 없이 생산적인 경제 활동으로 전환할 수 있습니다.

다만, 저자들은 이 결과가 2024년 아일랜드 시장 상황을 기반으로 한 결정론적 모델링이며, 예측이 아니라 시나리오별 결과임을 강조합니다.

전반적으로, 디스패치 다운 비율이 높은 사이트는 “비트코인 가격 조건이 더 넓은 범위에 걸쳐 양의 회수(period) 를 달성한다”며, 이는 아일랜드 전송망에서 가장 제한된 노드에 공동 배치 설비를 목표로 해야 함을 시사합니다. “시스템 수준에서 공동 배치된 유연 수요는 고풍 기간 동안의 전 시스템 차단과 지역 전송 제한이라는 두 가지 디스패치 다운 요인을 물리적 네트워크 업그레이드나 규제 보조금 없이 해결한다”고 연구는 말합니다.

또한, 결과는 컴퓨팅 수요가 배터리, 수소 생산, 전송 확장과 같은 보다 넓은 재생 에너지 통합 전략을 보완할 수 있음을 시사합니다.

이러한 공동 배치 수요 반응은 현재 아일랜드 전력 코드에서 별도 카테고리로 인정되지 않아, 실제 적용을 위해서는 풍력 출력이 채굴로 전환될 수 있는 양에 대한 상한선 및 용량 보고 임계값과 같은 새로운 규제 프레임워크와 안전장치가 필요합니다.

아일랜드에서는 아직 채택되지 않았지만, 전 세계 다른 지역에서는 이미 진행 중입니다. 예를 들어 텍사스에서는 여러 풍력·태양광 프로젝트가 영구 전력 연결이나 장기 계약이 확보되기 전에 사전 상업용 비트코인 채굴을 활용해 전력을 수익화했습니다.

최신 연구에 따르면, 텍사스의 32개 풍·태양광 프로젝트가 비트코인 채굴 운영을 통해 약 4,700만 달러의 수익을 창출했으며, 이는 유연한 컴퓨팅 부하가 활용되지 못한 에너지에서 가치를 창출할 수 있음을 보여줍니다.

브라질도 또 다른 사례로, 2021년부터 2025년까지 재생 가능 차단이 32 TWh를 초과했습니다. 국가 동북부의 풍력 운영자들은 전송 제약을 해결하기 위해 공동 배치 비트코인 채굴을 도입했습니다.

파라과이에서는 채굴자들이 국가 전력 관리 기관과 협력해 이타이푸 댐의 잉여 수력 흡수하고 있습니다. 이는 파라과이가 수출하거나 국내에서 사용할 수 없는 전력을 수익화하도록 도와 수백만 달러의 경제 활동을 창출합니다.

지속 가능한 비트코인 채굴에 대한 투자

비트코인 채굴 분야에서 MARA Holdings (MARA )는 가장 오래된 기업 중 하나로 꼽히며, 대규모 규모와 인공지능(AI) 및 고성능 컴퓨팅(HPC)용 에너지 기반 디지털 인프라로의 전략적 전환으로 알려져 있습니다.

게다가 이 디지털 인프라 기업은 연구에서 모델링된 내용을 실제로 적용하고 있습니다.

그는 인수한 텍사스 Hansford 카운티에 위치한 Great Plains 풍력 발전소(114 MW 설비, 240 MW 연결 용량)를 활용해 현장 전력만으로 구동되는 미터 뒤 채굴 운영을 목표로 하고 있습니다.

“이 인수는 에너지와 데이터 센터 부문이 협력해 장기 가치를 창출하고 지속 가능성 이니셔티브를 진전시키는 방법에 대한 청사진을 제시합니다,” CEO Fred Thiel이 당시 말했습니다. “100% 재생 가능, 한계 비용이 0인 에너지로 기계를 재활용하고 전력을 공급함으로써 차단될 수 있었던 재생 자원을 활용하고, 수직 통합을 통해 비트코인 생산 비용을 낮추며, MARA의 환경 관리 의지를 입증하고 있습니다.”

시가총액 56억 달러 규모의 MARA 주가는 현재 주당 14.86 달러에 거래되고 있으며, 연초 대비 63.70% 상승했지만 비트코인 연초 대비 29.26% 하락과 대비됩니다. 비트코인 가격은 63,000 달러 이하 수준입니다. MARA의 EPS(TTM)는 -5.91이며 P/E(TTM)는 -2.49입니다.

기업 재무 건전성 측면에서, MARA는 최근 2025년 1분기 실적을 발표했으며, 비트코인 가격 18% 하락으로 매출이 1억 7,460만 달러로 18% 감소했다고 보고했습니다. 순손실은 13억 달러(주당 -3.31달러)이며, 조정 EBITDA는 10억 달러 적자였습니다.

MARA는 1분기 72.2 EH/s의 기록적인 해시레이트를 달성했으며 1분기 653개의 블록을 채굴했습니다.

현재 17.6 J/TH 효율을 가진 약 5,000대의 신규 채굴기를 배치했으며, 이 기간 동안 차세대 중고 ASIC 채굴기 2.4 EH도 인수했습니다.

이 기간 동안 MARA는 2,247 BTC를 생산했지만, 평균 70,137 달러 가격에 20,880 BTC를 매각했습니다. 2026년 자체 보유 사이트의 kWh당 비용은 0.04 달러라고 보고했습니다. 회사는 주주 서한에서 다음과 같이 밝혔습니다:

“과거에는 생산한 비트코인을 장기 투자로 보유했으며, 2025년부터는 운영 자금을 마련하기 위해 비트코인을 매각하기 시작했습니다. 2026년이 진행됨에 따라 비트코인을 기회적으로 수익화해 재무 유연성을 강화하고, 유동성을 제공하거나 자본 프로젝트 및 기타 이니셔티브에 자금을 지원할 계획입니다.”

분기 말에 MARA는 35,303 BTC를 보유했으며, 그 중 9,995 BTC는 대출 또는 담보로 제공되었습니다. 이는 현금 및 현금성 자산(5억 1,370만 달러)과 합쳐 29억 달러에 달합니다. 특히, 회사는 발행된 전환 사채의 약 30%를 상환했습니다.

이번 분기를 강하게 만든 다른 요인으로는 여러 파트너십 진전이 있습니다. 여기에는 Exaion의 지분 대다수 인수 완료와 프라이빗 클라우드 역량 확대를 위한 통합 진행이 포함됩니다. 또한 Starwood와의 전략적 파트너십이 실행되었으며, FTAI Infrastructure Inc (FIP )의 Long Ridge Energy & Power 인수에 대한 확정 계약도 체결되었습니다. 

Long Ridge는 MARA에 추가 토지, 전력, 연료 공급 및 프리미엄 데이터 센터 캠퍼스를 위한 연결성을 제공할 것입니다.

이 모든 조치는 “MARA가 AI, HPC 및 핵심 IT 부하와 비트코인 채굴을 위한 고부가가치 컴퓨팅으로 에너지를 전환하는 선도 디지털 인프라 기업으로 진화하고 있다”는 점을 가속화했으며, 회사는 “우리는 전력의 위치, 가용 시점, 최적 수익화 방식을 제어하는 것이 디지털 인프라 가치 창출의 다음 단계가 될 것이라고 믿는다”고 강조했습니다.

결론

비트코인의 에너지 소비에 대한 논쟁은 채굴이 얼마나 전력을 사용하는가에서 어디서 전력을 얻는가, 그리고 어떤 대안이 존재하는가로 진화했습니다.

10년간 채굴 전력 사용에 대한 비판을 겪은 이후, 산업은 청정 전원으로 전환했을 뿐만 아니라 전력이 다른 곳에 갈 곳이 없을 때 전용 출구를 제공하기 시작했습니다. 최신 연구는 공동 배치된 채굴이 현대적이고 효율적인 하드웨어와 결합될 때 풍력 발전소 수익을 크게 증가시키고 차단된 에너지의 상당 부분을 흡수할 수 있음을 입증합니다.

재생 가능 발전이 많은 지역에서 전력망 인프라 확장이 따라가지 못하는 상황이 지속됨에 따라, 비트코인 채굴과 같은 유연한 컴퓨팅 부하는 재생 에너지 통합을 개선하는 여러 도구 중 하나가 될 수 있습니다.

References

1. Bashari, M., Ghavidel Doostkouei, S., Fathabadi, M. & Soufimajidpour, M. 암호화폐의 환경 비용: 9개 주요 채굴 국가의 CO2 배출량 분석. Sustainable Futures, 100792 (2025). https://doi.org/10.1016/j.sftr.2025.100792
2. Sarnecki, M. & Burke, N. 아일랜드 풍력 에너지 통합에서 공급 측 유연성으로서의 비트코인 채굴. Energy Economics, 160, 109454 (2026). https://doi.org/10.1016/j.eneco.2026.109454