A new model for bitcoin mining costs : an econometric analysis of the bitcoin price and cost dynamics

The Bitcoin miners' energy consumption and the Proof-of-Work paradigm are central themes debated in March 2022. Miners contribute to the growth of the blockchain and the production of bitcoins by using dedicated computer machines, application-specific integrated circuits (ASICs). An argument strongly discussed in the bitcoin mining literature concerns the bitcoin production costs and the price. Scholars focused their attention on whether the bitcoin costs can predict or explain the price. This work answers this issue through the development of a new model for the estimation of operating mining costs and the analysis between costs and the price. The introduction of estimates of miners’ investments in ASICs requires a new methodology based on the increase of hashrate, the computational power. The mining operational costs are divided into energy and investments costs in order to provide additional details on the bitcoin costs and price dynamics. In the examined sample (24/01/2014 - 03/03/2022), the empirical results of cointegration tests and causality tests show a strong directionality from the price toward costs. These findings support the literature and the economic theory since an increase in price will naturally cause an increase in profitability, therefore new miners entering the business will increase the hashrate and lead the excess of profits to zero. In particular, the hashrate seems to have the best results in the causality tests compared with the other analyzed variables.

Il consumo di energia dei miner di bitcoin e il suo paradigma di Proof-of-Work sono temi ancora fortemente discussi nel Marzo 2022. I miner, con i loro calcolatori elettronici specializzati (ASICs), contribuiscono alla crescita della blockchain e alla produzione di bitcoin. Un argomento che ha destato l’interesse di numerosi studi nella letteratura del mining di bitcoin riguarda la relazione esistente tra i costi di produzione dei bitcoin e il loro prezzo, in particolare, gli studi hanno concentrato la loro attenzione sul fatto che i costi possano effettivamente prevedere o spiegare il prezzo di bitcoin. Questo elaborato cerca di risponde a questo tema con lo sviluppo di un nuovo modello per la stima dei costi operativi dei miner e l'analisi tra i costi sostenuti e il prezzo. L'introduzione di stime per gli investimenti dei miner in ASIC richiede una nuova metodologia basata sull'aumento dell'hashrate, ossia la potenza di calcolo. I costi operativi dei miner sono così suddivisi in costi energetici e di investimento al fine di fornire maggiori dettagli sulla dinamica tra costi e prezzo. Nel campione esaminato (24/01/2014 - 03/03/2022), i risultati empirici dei test di cointegrazione e dei test di causalità mostrano una forte direzionalità dal prezzo verso i costi. Questi risultati sono coerenti con la letteratura e con la teoria economica secondo il quale un aumento del prezzo causa un aumento dei profitti, permettendo l’entrata di nuovi miner che aumenteranno l'hashrate e azzereranno gli extraprofitti. In conclusione, l'hashrate sembrerebbe avere i migliori risultati nei test di causalità rispetto alle altre variabili analizzate.