Der Energieverbrauch von Bitcoin
02.03.2021
Bitcoin findet seinen Weg in immer mehr Portfolios und die Akzeptanz von Kryptowährungen als alternative Anlageklasse steigt. Unternehmen fügen Bitcoin zu ihren Währungsreserven hinzu, und namhafte Makro-Investoren und Vermögensverwalter haben ihre Investment-These für Bitcoin formuliert oder sich bereits entschieden, einen Teil ihrer Portfolios darauf zu konzentrieren.
Mit dem Wachstum von Bitcoin wächst auch der Fokus auf die externen Effekte der Kryptowährung, vor allem auf ihren Energieverbrauch. Als eine Blockchain, die sich auf Proof-of-Work verlässt, um die Sicherheit zu gewährleisten, ist das Rechenpuzzle, das Miner lösen müssen, um neue Blöcke hinzuzufügen, energieintensiv, und Bitcoin verbraucht derzeit so viel Energie wie Schweden (131 TWh/Jahr) oder Belgien (78 TWh/Jahr). Diese Vergleiche hängen jedoch stark von den Parametern ab, die für die Schätzung gewählt wurden.
Das Thema ist allerdings komplexer als nur eine pauschale Schätzung des gesamten Stromverbrauchs. Was sind die verschiedenen Faktoren, die berücksichtigt werden sollten?
Vorteile für die Sicherheit von Bitcoin
Zunächst einmal ist der hohe Energieverbrauch ein Teil dessen, was Bitcoin so sicher macht. Als die älteste Proof-of-Work-Blockchain hat sich Bitcoin im Laufe der Jahre als resistent gegen alle Arten von Angriffen erwiesen. Bitcoin wurde noch nie gehackt – jegliche Hacks im Zusammenhang mit Kryptowährungen zielen typischerweise auf Börsen oder unsichere Smart Contracts ab. Das Netzwerk selbst wird immer sicherer, da sowohl höhere BTC-Preise als auch effizientere Chips es für Miner wirtschaftlich sinnvoll machen, mehr Hardware zum Mining von Bitcoin einzusetzen (Abbildung 1).
Abbildung 1: Die Hash-Rate von Bitcoin liegt derzeit nahe ihres Allzeithochs von ca. 160 Millionen TH/s, eine Zahl, die über die Jahre und mit technologischen Verbesserungen um ein Zigfaches gewachsen ist.
Die Energie, die Bitcoin verbraucht, wird nicht verschwendet – sie ist der Antrieb für das sicherste globale Wertübertragungs- und Speichernetzwerk.
Erneuerbare vs. nicht-erneuerbare Energiequellen
Um den CO2-Fußabdruck zu beurteilen, der mit jeder Art von Energieverbrauch einhergeht, ist es wichtig, eine Vorstellung von dem verwendeten Energiemix zu bekommen. Ein Großteil der Bitcoin-Hash-Rate wird mit erneuerbaren Stromquellen betrieben, hauptsächlich mit Wasserkraft, und der CO2-Fußabdruck wird oft überschätzt. Jüngste Schätzungen beziffern den Anteil der erneuerbaren Energien am gesamten Energiemix auf etwa 73% – mehr als das Doppelte des weltweiten Durchschnittsanteils an erneuerbaren Energien am Energiemix, der bei etwa 28% liegt.
Warum ist nun der Anteil der erneuerbaren Energien im Energiemix, den Bitcoin nutzt, viel höher als der globale Durchschnitt? Eine wichtige Überlegung ist, dass Bitcoin-Miner sehr mobil sind: Sie werden überall dorthin ziehen, wo Energie billig und leicht verfügbar ist (Abbildung 2).
Abbildung 2: Bitcoin-Miner sind über Nordamerika, Europa und Asien verteilt, wobei große Mining-Farmen in der chinesischen Provinz Sichuan liegen.
Oft bedeutet das, dass sie in China landen, wo grosse Mengen an Wasserkraft produziert werden. Wasserkraftwerke laufen unter ihrer maximalen Kapazität und erhebliche Mengen an Energie – bis zu 30 TWh – werden jedes Jahr verschwendet, weil die Nachfrage geringer ist als das mögliche Angebot. Solche Überkapazitäten sind für Bitcoin-Miner höchst attraktiv, da sie diese überschüssige Energie zu günstigen Preisen kaufen und ihre Rentabilität gegenüber dem Mining in Gebieten, in denen Strom teurer ist, verbessern können. Nebeneffekte davon können auch ein stabileres Stromnetz oder die Unterstützung von Kraftwerken für erneuerbare Energien sein, bis die natürliche Nachfrage weiter wächst.
Erreichbare vs. abgelegene Standorte
Die Mobilität der Bitcoin-Miner ergänzt die Unbeweglichkeit einiger erneuerbarer Energiequellen sehr gut. Diese können nur an abgelegenen Orten verfügbar sein, wo die natürliche Nachfrage gering ist. Bitcoin-Miner haben einen ökonomischen Anreiz, solche billige Energie zu nutzen und sie zu kaufen, wenn es sonst niemand tun würde – damit entfällt potenziell die Notwendigkeit staatlicher Subventionen für solche Projekte und, wenn der Umfang groß genug ist, wird letztlich eine moderne Netzanbindung an Gebiete mit höherem Strombedarf ermöglicht.
Stellen Sie sich eine topografische Karte der Welt vor, aber mit den lokalen Stromkosten als Variable, die die Höhen und Tiefen bestimmt. Fügt man Bitcoin hinzu, ist das so, als würde man ein Glas Wasser über die 3D-Karte gießen - es setzt sich in den Tälern ab und glättet sie.
Nic Carter
Geeignete Vergleiche?
Es gibt zwei potenzielle Vergleiche für den Energieverbrauch von Bitcoin, die einem in den Sinn kommen: Goldbergbau und das Finanzsystem. Während letzteres schwer abzuschätzen ist, kann ein einfacher und logischer Vergleich zum Goldabbau gezogen werden (mit Bitcoin als digitale Alternative). Bei 175 GJ pro kg gefördertem Gold und einer angenommenen Jahresproduktion von ca. 3.000 Tonnen Gold beläuft sich der Gesamtenergieverbrauch auf ca. 145 TWh. Darüber hinaus hat der Goldabbau zusätzliche negative externe Effekte, wie z.B. soziale Kosten oder giftige Goldabfälle. Die Bitcoin-Mining-Industrie steht jedoch vor einem ähnlichen Abfallproblem mit alter Mining-Ausrüstung, die nicht mehr profitabel genutzt werden kann.
Proof-of-Stake als Alternative
Alternativen zum energieintensiven Proof-of-Work werden seit den frühen 2010er Jahren erforscht und getestet. Proof-of-Stake als Mechanismus zur Absicherung des Netzwerks gewinnt an Popularität und verbraucht sehr wenig Energie, da die Voraussetzungen für die Produktion neuer Blöcke von Rechenleistung auf Kapital in Form einer netzwerkeigenen Kryptowährung verlagert werden. Die zweitgrößte Kryptowährung nach Marktkapitalisierung, Ethereum, hat ihre Reise in Richtung Proof-of-Stake begonnen, und andere in den Top 10 – wie Polkadot oder Cardano – verwenden es zur Sicherung der Chain.
Fazit
Der Energieverbrauch von Bitcoin und seine Auswirkungen auf die Umwelt sind komplexer als die einfache Schätzung des Gesamtenergieverbrauchs und die Umwandlung in einen CO2-Fußabdruck durch Anwendung eines normalen Netzmixes von Stromquellen. Erneuerbare Energien spielen eine große Rolle bei der Generierung von neuen BTC und dem Betrieb des Bitcoin-Netzwerks, und die Miner haben einen wirtschaftlichen Anreiz, dies so zu belassen und nach billigen, ansonsten potentiell unzugänglichen Energiequellen zu suchen. Langfristig könnten sich auch andere Kontrollmechanismen wie Proof-of-Stake als ebenso sicher erweisen und die Umweltauswirkungen von Kryptowährungen insgesamt weiter reduzieren und gleichzeitig ihre Übereinstimmung mit ESG-Investitionsprinzipien verbessern.