Geschrieben von Erik Weijers 2 maanden geleden

Ist der Energieverbrauch von Bitcoin ein Problem?

Die Kritiker von Bitcoin lassen keine Gelegenheit aus, es ihnen unter die Nase zu reiben: Bitcoin verbraucht so viel Energie wie einige Länder. Die Bitcoin-Befürworter kontern schnell: Kreuzfahrtschiffe oder Wäschetrockner verbrauchen weltweit genauso viel Energie - und was ist wichtiger für die Menschheit? Um einen Ausweg aus diesen Äpfel-und-Birnen-Schlachtfeldern zu finden, müssen wir zunächst die Beziehung zwischen Geld und Energie verstehen. Und wie erneuerbar die Energie ist, die Bitcoin verwendet.

Beginnen wir mit der Frage: Wofür wird diese ganze Energie im Bitcoin-Netzwerk verwendet? Einfach ausgedrückt: Miner (spezialisierte Computer) müssen für ihren Bitcoin arbeiten und das hält sie ehrlich, wenn sie Transaktionen zur Blockchain hinzufügen. Das ist die spieltheoretische Grundlage dessen, was als Proof-of-Work bezeichnet wird. Je höher der Energieverbrauch aller Bitcoin-Miner zusammen ist, desto sicherer ist das Netzwerk.

Proof-of-Work macht es extrem teuer, ein Kommunikationsnetzwerk zu missbrauchen. Der Konsens-Mechanismus wurde in den 1990er Jahren entwickelt, um Spam in E-Mail-Netzwerken zu unterbinden, ohne dass eine zentrale Instanz bestimmt, welche Post zulässig ist und welche nicht. Wie kann also der Proof-of-Work (Arbeitsnachweis) hier funktionieren? Nun, wenn das Versenden einer E-Mail ein wenig Rechenleistung/Energie (und damit Geld) kostet, ist es für Absender von Millionen von Spam-Mails nicht mehr profitabel, das Netzwerk mit ihrem Müll zu überschwemmen.

Anfang 2009 waren es Satoshi und Hal Finney, die auf ihren Laptops Bitcoin gemined. Damals hätte jeder mit schlechten Absichten und einem Haufen Grafikkarten das Netzwerk überwältigen können. Heute wird dafür so viel Hardware und Energie benötigt, dass selbst Regierungen, die Bitcoin ausrotten wollen, keine echte Chance haben. Der Energieverbrauch ist, kurz gesagt, der Preis, den wir für eine Form von Geld zahlen, die nicht entwendet werden kann und in einer Welt, in der Währungskriege toben, (fast) unzerstörbar ist.

Ältere Formen von Proof-of-Work

Proof-of-Work als Grundlage für Geld gibt es schon seit Tausenden von Jahren. Der Grund dafür, dass Gold und Silber Geld sein können, liegt darin, dass es sich um knappe Metalle handelt: Es erfordert eine Menge Arbeit, sie aufzuspüren und zu fördern. Wenn jeder in seinem Hinterhof Gold finden könnte, wäre es keine Währung.

Rai-Steine

Eine faszinierende uralte Form von Arbeitsnachweisgeld gab es vor Hunderten von Jahren auf den Yap-Inseln in Mikronesien. Dort konstruierten die Inselbewohner kreisförmige Objekte aus Kalkstein, die die Größe von Wagenrädern erreichten. Diese wurden für wichtige Transaktionen verwendet. Der Kalkstein musste den ganzen Weg von Palau, einer mehr als dreihundert Kilometer entfernten Insel, importiert werden. Nach all diesen Mühen kostete die Herstellung des Steins immer noch eine Menge Mühe. Noch einmal: Wenn die Herstellung des Steins einfach gewesen wäre, wäre es nicht möglich gewesen als Währung zu fungieren.

Rai-Steine, Mikronesien

Proof-of-Work, -Stake oder -Force

Es gibt andere Formen von Geld als den Arbeitsnachweis. Aber Geld ist immer ein Beweis für etwas, wie Lyn Alden in ihrem ausführlichen Buch What is money, anyway. Wenn ich Bitcoin besitze, ist das ein Beweis dafür, dass ich oder jemand anderes Arbeit geleistet hat. Proof-of-Stake basiert auf einem ganz anderen Prinzip: Es ist das Shareholder-Modell, bei dem ein Unternehmen oder ein Krypto-Projekt in Teile zerlegt und an Aktionäre verteilt wird, die über die Zukunft des Projekts abstimmen können. Unser alltägliches Geld (Fiatgeld) schließlich könnte man als Proof-of-Force bezeichnen. Es wird von einer Regierung ausgegeben, die die Einwohner zwingt, Steuern in der betreffenden Währung zu zahlen. Dies schafft eine Nachfrage nach dem Geld und verleiht ihm einen Wert.

Wenn man das Geld auf diese Weise analysiert, wird schnell klar, dass die Besessenheit mit dem Energieverbrauch von Bitcoin kurzsichtig ist. Erstens gibt es andere Formen von Proof-of-Work-Geld, über die man selten Klagen hört, obwohl sie mehr (umweltschädliche) Energie verbrauchen als Bitcoin: insbesondere Gold.

Zweitens wird deutlich, dass andere Formen von Geld nicht unbedingt besser sind, weil sie anders funktionieren. Ist Proof-of-Force-Geld besser als Proof-of-Work, weil es weniger Energie verbraucht? Proof-of-Force ist zentralisiert und im Grunde ein Machtspiel, das diejenigen begünstigt, die nahe an der Druckerpresse sitzen, nämlich diejenigen, die sich leicht und zu niedrigen Zinsen Geld leihen können (und im Falle eines drohenden Zahlungsausfalls gerettet werden). Und nebenbei bemerkt, ist es wirklich wahr, dass Proof-Force-Geld weniger Energie verbraucht? Wenn wir der Kette von Ursache und Wirkung folgen, könnte man argumentieren, dass alles Geld irgendwann mit Energie unterlegt ist. Stellen Sie sich das einmal so vor: Früher oder später klopft das US-Militär an, wenn ein Land sein Öl nicht mehr in Dollar bezahlt. Sicherlich verbraucht dieses Militär Energie - und zwar nicht die sauberste Form. Oder gibt es bereits elektrische Panzer?

Ironischerweise bekommt Bitcoin, weil es die Verbindung zwischen Geld und Energie so deutlich macht, unverhältnismäßig viel Kritik ab.

Wie viel Energie verbraucht Bitcoin?

Bitcoin verbraucht derzeit (April 2022) etwa 15,8 GigaWatt an Energie. Das entspricht 140 TWh pro Jahr. Das ist in der Tat vergleichbar mit dem Energieverbrauch eines Landes wie Argentinien. Aber es ist nur etwa ein Zehntel eines Prozents des weltweiten Energieverbrauchs.

Der Vergleich mit Gold

Anstatt den Energieverbrauch mit dem von Ländern zu vergleichen, ist es sinnvoller, andere Arten von Industrien zu betrachten. Schließlich produziert Bitcoin genauso Geld, wie andere Industrien Stahl, Aluminium oder Fahrräder produzieren, wofür sie Strom und Rohstoffe benötigen. Aber noch passender ist es, die Produktion von Bitcoin mit der Produktion von Gold zu vergleichen. Gold hat nämlich eine ähnliche Funktion, nämlich die eines inflationsgeschützten Sparmittels. Der Energieverbrauch des Goldbergbaus und des Goldrecyclings ist nicht so leicht Aber er wird auf 265 TWh geschätzt, also etwa doppelt so viel wie bei Bitcoin.

Energieverbrauch pro Transaktion, oder...?

Kritiker stellen oft Zahlen über die Energiemenge pro Transaktion auf, die das Bitcoin-Netzwerk verbrauchen würde, und kommen dann auf hohe Werte. Das ist ein verlockender, aber falscher Denkansatz. Warum ist er falsch? Weil die Energiekosten für das Mining von Bitcoin anfallen, nicht für Transaktionen. Um dies zu verdeutlichen, ist der Vergleich mit Gold wieder nützlich. Niemand teilt den Energieverbrauch für das Schürfen von Gold durch die Anzahl der Goldtransaktionen, die pro Zeiteinheit stattfinden (wenn letztere überhaupt ermittelt werden kann). Es gibt eine feste Anzahl von Megabyte in der Bitcoin-Blockchain, was zu einer festen Anzahl von Transaktionen pro Block führt. Dies ist unabhängig davon, wie hart die Miner ihre Maschinen laufen lassen.

Hinzu kommt, dass nicht alle Bitcoin-Transaktionen auf der Bitcoin-Blockchain selbst stattfinden. Betrachten Sie alle Lightning-Transaktionen oder Transaktionen auf anderen Layer 2s: Diese können nur existieren, weil die Bitcoin-Blockchain weiter funktioniert. Diese Layer 2-Transaktionen übertreffen bei weitem die paar Tausend, die in jeden Block auf der Bitcoin-Blockchain selbst passen.

Energieverbrauch als Kosten der Sicherheit

Wie bereits erwähnt, wird bei Bitcoin keine Energie für die Verarbeitung von Transaktionen verbraucht, sondern für die Sicherung des Netzwerks. Es ist wie eine Mauer aus Energie, die eine Datenbank schützt. Betrachten Sie also den Energieverbrauch als Sicherheitskosten oder Speicherkosten. Selbst wenn ich keine Transaktionen durchführe und nur meine Bitcoin halte, weiß ich, dass die Miner für mich arbeiten, um den digitalen Tresor zu bewachen. Die richtige Frage ist also, wie hoch der Prozentsatz ist, den wir als Bitcoin-Besitzer für diese Sicherheit bezahlen. Dieser Prozentsatz lag im Jahr 2021 bei etwa 2% des Gesamtwerts des Netzwerks: 18 Milliarden Sicherheitskosten (Energie, Hardware) bei einem Marktwert von 850 Milliarden. Vor fünf Jahren lag dieser Prozentsatz noch bei 5% und in den ersten Jahren bei über 40%. Die Belastung durch die Sicherheitskosten nimmt also mit der Zeit ab, genau wie Sie es sich von einem effizient skalierenden Netzwerk wünschen würden.

Jahr

Börsenwert BTC ($

Jährliche Sicherheitskosten ($

% Sicherheit/

Börsenwert

2011

38 Millionen

18 Millionen

47%

2013

2 Milliarden

300 Millionen

14%

2015

4 Milliarden

377 Millionen

9.6%

2017

65 Milliarden

3,4 Milliarden

5,2%

2019

130 Milliarden

5,1 Milliarden

4%

2021 (H1)

850 Milliarden

16,5 Milliarden

1,9%

Wenn wir die Daten der Tabelle (Quelle) Wenn wir die Daten der Tabelle (Quelle) aufzeichnen würden, würden wir sehen, dass der Energieverbrauch von Bitcoin sich einer Obergrenze nähert. Das liegt daran, dass Bitcoin etwa alle vier Jahre halbiert wird. Selbst wenn der Preis weiter steigt, wird dieser Anstieg und damit der Anstieg des gewinnbringenden Energieeinsatzes durch eine Halbierung der Ausgabe alle vier Jahre ausgeglichen: das bekannte Halving. The percentage of total energy consumption on the planet is not expected to be much more than 0.5%, even if the price of Bitcoin were to increase by another factor of ten or twenty.

Wie grün ist der Energieverbrauch von Bitcoin?

Das Bitcoin-Mining ist sehr wettbewerbsintensiv und für die Miner nur dann profitabel, wenn sie billig Strom kaufen können. Dies ist einer der Gründe, warum viele Bitcoin-Miner in China bei den Wasserkraftwerken waren: während der Regenzeit gab es einen Überschuss an Stromerzeugung und damit billigen Strom. Damit ist ein gängiges Missverständnis aus dem Weg geräumt, nämlich dass Miner den Verbrauchern Energie „stehlen“.

Aber wie umweltfreundlich ist der Energiemix, den die Miner kaufen, im Durchschnitt? Das ist ein heftiger Streitpunkt zwischen Befürwortern und Gegnern. Der Bitcoin Mining Council (BMC) schätzt den Anteil der erneuerbaren Energien weltweit auf 58,5%. Sie stützen sich dabei auf die tatsächlichen Zahlen von 46% des globalen Netzwerks. Eine viel niedrigere Schätzung stammt von dem Bitcoin-Kritiker Alex de Vries, dessen Schätzung auf einen Mix aus 25% erneuerbarer Energie hinausläuft. Der Kritikpunkt an der letztgenannten Studie ist, dass die Autoren ihre Schätzungen auf den durchschnittlichen Energiemix der Region stützen, in der der Miner tätig ist - während der Miner möglicherweise eine andere Energiequelle nutzt.

Aber lassen Sie uns nicht versuchen, den Streit zu schlichten. Nehmen wir den Durchschnitt dessen, was Befürworter und Gegner behaupten. Dann kommen wir auf einen Anteil an erneuerbaren Energien von etwa 41%. Das ist ein höherer Anteil an erneuerbaren Energien als der weltweite Verbrauch an erneuerbaren Energien, der auf etwa 30% geschätzt wird.

Wird der Energieverbrauch von Bitcoins zunehmend erneuerbar?

Wichtiger als der genaue Prozentsatz der grünen Energie ist der Trend. Welche Entwicklungen gibt es auf dem Gebiet des Energieverbrauchs von Bitcoins? Der Trend der letzten Jahre ist, dass das Bitcoin-Mining dazu beiträgt, das Energienetz grüner zu machen. Die Miner werden nämlich in Produktionsanlagen und in die Stromerzeugung integriert. Sowohl um nachhaltig erzeugte Energie profitabler zu machen als auch um nicht nachhaltig erzeugte Energie zu neutralisieren.

Verschwendete Energie vermeiden

Es gibt viele Orte, an denen Energie ‚verschwendet‘ wird. Auf Ölfeldern wird Methan als Brennstoff für die Miner aufgefangen. Dieses Methan würde sonst in die Luft geblasen werden.

Dieses Beispiel sollte Aktivisten gegen Bitcoin ansprechen (Hi, Greenpeace!). Bitcoin als Reiniger für Abfallenergie: Wie grün kann man werden? Der positive Effekt auf die CO2-Emissionen kann nicht größer sein als dort, wo er Methan einfängt und in CO2 umwandelt, ein weniger starkes Treibhausgas als Methan. Und dabei geht es nicht um kleine Mengen. Im US-Bundesstaat North Dakota wird eine Gasmenge in die Luft geblasen, die einer Energiemenge von mehreren zehn TWh entspricht. Damit könnte man einen erheblichen Teil des Bitcoin-Netzwerks mit Strom versorgen.

Bitcoin als Subvention für den Bau von Solar- und Windkraftanlagen

Bitcoin räumt also nicht nur mit schmutziger Energie auf, sondern wirkt auch als eine Art Subvention für den Bau von Solar- und Windparks. Und diese werden wir in den kommenden Jahren brauchen, wenn wir unsere Klimaziele erreichen wollen. Wie funktioniert das? Eine Bitcoin-Mine wird bei neuen Solar- oder Windparks platziert. In Zeiten, in denen die Parks einen Energieüberschuss produzieren, schalten sich die Minen ein. Die Wind- und Solarparks müssen eine beträchtliche Überkapazität haben, um Nachfragespitzen bewältigen zu können. Sie haben also oft Überkapazitäten und sind daher weniger profitabel. Bitcoin-Miner können diese Überproduktion absorbieren. Dies geschieht derzeit im großen Stil in West-Texas, wo viele Solar- und Windparks hinzukommen.

Bitcoin-Mine (Hintergrund) mit integriertem Solarpark in Südspanien. Bildnachweis: powcontainers.com

Puffer/Batterie für das Stromnetz

Aber warum sollten Bitcoin-Miner diese Aufgabe übernehmen? Gibt es nicht auch andere Arten von Rechenzentren, die diese Aufgabe übernehmen könnten? Leider nein. Bitcoin-Miner müssen im Gegensatz zu Rechenzentren, die z.B. von Google betrieben werden, nicht ständig in Betrieb sein. Sie sind also flexibler und können Spitzen im Netzwerk leichter abfangen. Außerdem müssen die Rechenzentren von Internetunternehmen in der Nähe dicht besiedelter Gebiete (ihrer Nutzer) liegen. Ein Rechenzentrum in der Nähe eines abgelegenen Ölfeldes macht keinen Sinn. Bitcoin-Miner haben diese Einschränkung nicht.

Fazit

Ist der Energieverbrauch von Bitcoin ein Problem? Das hängt in erster Linie davon ab, ob Sie Bitcoin als Lösung für ein Problem sehen. Viele Menschen sehen das so: fragen Sie nur den Kriegsflüchtling aus der Ukraine, der einen Teil seines Vermögens in Form von Bitcoin über die Grenze bringen konnte. Geldautomaten könnten nicht mehr benutzt werden und er könnte sein Zuhause nie wieder sehen. Es gibt auch weniger dramatische, aber wichtige Anwendungsfälle: Menschen in sicheren Ländern werden vor dem Kaufkraftverlust ihrer Ersparnisse geschützt. Und dieser Verlust an Kaufkraft ist beträchtlich. Bei der heutigen hohen Inflation und den niedrigen Zinssätzen kann Fiat-Geld leider nicht mehr als Wertaufbewahrungsmittel dienen. Eine andere Form von Geld muss einspringen

Wenn man davon ausgeht, dass Bitcoin einen Nutzen hat, stellt sich die nächste Frage: Kann eine andere Kryptowährung, die weniger Energie verbraucht, diese Rolle ebenfalls spielen? Bis zu einem gewissen Grad können das auch andere Kryptocoins. Der ukrainische Flüchtling hätte auch, sagen wir, Solana auf seinem Hardware-Wallet mit über die Grenze nehmen können. Aber es gibt erhebliche Unterschiede zwischen Proof-of-Work- und Proof-of-Stake-Kryptowährungen.

Der Vergleich zwischen Proof-of-Work und Proof-of-Stake ist ein kompliziertes Thema und einen eigenen Artikel wert. Die meisten anderen Kryptowährungen sind Proof-of-Stake und dieses Modell bringt seine eigenen Risiken mit sich. Insbesondere das Risiko der Zentralisierung, das auch das traditionelle Finanzsystem plagt. Eine kleine Gruppe von Eigentümern wird durch ihren Anteil (stake) immer reicher (Zins auf Zins) und gewinnt so immer mehr Macht darüber, wessen Transaktionen gültig sind und wessen nicht. Dieses Risiko der Zentralisierung und damit des Machtmissbrauchs ist in einem Geldsystem, das Proof-of-Work ist, viel geringer.

Ist der Energieverbrauch von Bitcoin, der etwa 0,1% des weltweiten Verbrauchs ausmacht, angesichts all dessen ein Problem? Und in Anbetracht der Tatsache, dass der Energiemix von Bitcoin umweltfreundlicher ist als der, den Ihr durchschnittlicher Tesla verbraucht? Und angesichts der Tatsache, dass Bitcoin dazu beiträgt, die Energiewirtschaft in Richtung erneuerbare Energien zu drängen?

Wir haben unsere eigene Meinung, aber wir überlassen es jedem, seine eigene Entscheidung zu treffen. Jeder ist frei, für sich selbst zu entscheiden.

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