Critici van Bitcoin laten geen gelegenheid onbenut om het in te wrijven: Bitcoin gebruikt net zoveel energie als sommige landen. Voorstanders van Bitcoin hebben hun antwoord klaar: cruiseschepen of wasdrogers gebruiken opgeteld net zoveel energie - en wat is nou belangrijker voor de mensheid? Om een uitweg te vinden uit dit doolhof van appels-en-perenvergelijkingen, moeten we eerst snappen wat eigenlijk de relatie is tussen geld en energie. En hoe duurzaam de energie die Bitcoin gebruikt, is opgewekt.

Om te beginnen: waarvoor wordt al die energie gebruikt in het Bitcoinnetwerk? Simpel gezegd: miners (gespecialiseerde computers) moeten werken voor hun Bitcoin en dat houdt hen eerlijk bij het toevoegen van transacties aan de blockchain. Dat is het speltheoretische fundament van wat proof-of-work heet. Hoe hoger het energieverbruik van alle Bitcoin miners samen, des te veiliger het netwerk.

Proof-of-work maakt het extreem kostbaar om misbruik te maken van een communicatienetwerk. Het consensusmechanisme is bedacht in de jaren negentig als manier om spam in e-mailnetwerken tegen te gaan zonder een centrale autoriteit te laten bepalen wat toelaatbare mail is en wat niet. Hoe kan proof-of-work dan werken? Als het verzenden van een mailtje een beetje energie (en dus geld) kost, is het voor verzenders van miljoenen spam mails niet langer rendabel om het netwerk te spammen.

Begin 2009 waren het Satoshi en Hal Finney die op hun laptops Bitcoin mineden. In die tijd had iedereen met slechte bedoelingen en een paar grafische kaarten het netwerk omver kunnen blazen. Tegenwoordig is daarvoor zoveel hardware en energie nodig, dat zelfs regeringen die Bitcoin zouden willen kapot trappen, geen reële kans hebben. Energieverbruik is kortom de prijs die we betalen voor een vorm van geld die niet gekaapt kan worden en (bijna) onverwoestbaar is in een wereld waarin currency wars woeden.

Oudere vormen van proof-of-work

Proof-of-work als basis van geld bestaat al duizenden jaren. De reden dat goud en zilver geld konden zijn, is dat het schaarse metalen zijn: het kost veel werk ze op te sporen en te delven. Als iedereen goud in zijn achtertuin kon oprapen, zou het geen geld zijn.

Rai-stenen
Een fascinerende oude vorm van proof-of-work-geld bestond honderden jaren geleden op de Yap-eilanden in Micronesië. Daar maakten de eilandbewoners objecten tot wel de grootte van wagenwielen, gemaakt van kalksteen. Dat kalksteen moest helemaal van Palau gehaald worden, een eiland dat meer dan driehonderd kilometer weg lag. Vervolgens was het nog een heel werk om de steen te fabriceren. Ook hier gold: als het maken van de steen makkelijk was geweest, had het geen geld kunnen zijn.

Een van de grotere Rai-stenen van Micronesië

Proof-of-work, stake, force

Er zijn ook andere vormen van geld dan proof-of-work. Maar geld is altijd een bewijs van iets, zoals Lyn Alden uitlegt in haar longread What is money, anyway? Als ik Bitcoin in mijn bezit heb, is dat het bewijs dat ik of iemand anders werk heeft verzet. Proof-of-stake werkt volgens een compleet ander principe: het is het aandeelhoudersmodel waarbij een bedrijf of cryptoproject in stukjes wordt geknipt en verdeeld onder aandeelhouders, die kunnen stemmen over de toekomst van het project. Ons alledaagse geld, tenslotte, (fiatgeld) zou je proof-of-force kunnen noemen. Het is uitgegeven door een regering die inwoners dwingt om belasting te betalen in de munteenheid in kwestie. Daardoor ontstaat er vraag naar het geld en krijgt het waarde.

Door geld zo te analyseren, wordt al snel duidelijk dat de obsessie met het energieverbruik van Bitcoin voortkomt uit tunnelvisie. Ten eerste zijn er andere vormen van proof-of-work-geld waarover je mensen zelden hoort, terwijl die meer (vervuilende) energie consumeren dan Bitcoin: goud met name.

Ten tweede wordt duidelijk dat andere vormen van geld niet per se beter zijn omdat ze anders functioneren. Is proof-of-force-geld beter dan proof-of-work omdat het minder energie verbruikt? Proof-of-force is gecentraliseerd en is een feite een machtsspel dat mensen bevoordeelt die dicht bij de geldpers zitten, namelijk zij die makkelijk en tegen lage rente kunnen lenen. En trouwens, is het wel zo dat proof-of-force-geld minder energie verbruikt? Uiteindelijk wordt geld toch ergens in de keten van oorzaak en gevolg gedekt door energie. Zie het zo: het Amerikaanse leger komt vroeg of laat buurten als een land zijn olie niet meer in dollars betaalt. Dat leger gebruikt toch echt ook energie - en niet de meest schone vorm. Of zijn er al elektrische tanks?

De ironie is dat omdat bij Bitcoin het verband tussen geld en energie er zo dik bovenop ligt en het proces zo transparant is, het de meeste kritiek te verduren krijgt.

Hoeveel energie verbruikt Bitcoin?

Bitcoin gebruikt op dit moment (april 2022) ongeveer 15.8 GigaWatt aan energie. Dat komt neer op 140 TWh per jaar. Dat is inderdaad vergelijkbaar met het energieverbruik van een land als Argentinië. Maar het is maar een ongeveer een tiende van een procent van het wereldwijde energieverbruik.

Vergelijking met goud
In plaats van het energieverbruik met dat van landen te vergelijken, ligt het meer voor de hand om te kijken naar andere soorten industrieën. Bitcoin produceert namelijk geld zoals andere industrieën staal, aluminium of bakfietsen produceren, waarvoor ze elektriciteit en grondstoffen nodig hebben. Maar nog beter kunnen we de productie van Bitcoin vergelijken met de productie van goud. Goud heeft namelijk een vergelijkbare functie, namelijk van inflatiebestendig spaarmiddel. De energieconsumptie van goudmijnen en -recycling is wat minder eenvoudig te bepalen dan die van Bitcoin. Maar het wordt geschat op 265 TWh, dus grofweg het dubbele van Bitcoin.

Energieverbruik per transactie, of...?

Critici komen vaak met cijfers over de hoeveelheid energie per transactie die het Bitcoinnetwerk zou gebruiken en dan komen ze op hoge waarden. Dit is een verleidelijke maar foute gedachtengang. Waarom klopt het niet? Omdat de energiekosten gemaakt worden voor het minen van Bitcoin, niet voor de transacties. Om dit helder te krijgen, is de vergelijking met goud weer handig. Niemand deelt het energieverbruik van het delven van goud door het aantal goudtransacties dat per tijdseenheid plaatsvindt (als dat laatste al te bepalen is). Er is in de Bitcoin blockchain een vast aantal Megabyte dus vast aantal transacties per blok mogelijk - en dat staat los van hoe hard de miners hun machines laten draaien.

Daar komt nog bij dat niet alle Bitcointransacties op de Bitcoin blockchain zelf plaatsvinden. Strikt genomen misschien wel, maar alle Lightning-transacties of transacties op andere Layer 2's, kunnen alleen bestaan doordat de Bitcoin blockchain blijft draaien. Die layer 2-transacties zijn er veel meer dan de paarduizend die op de Bitcoin blockchain zelf in elk blok passen.

Energieverbruik als beveiligingskosten
Bij Bitcoin is het energieverbruik zoals gezegd niet bedoeld om transacties te verwerken maar om het netwerk te beveiligen. Het is als het ware een muur van energie. Zie het energieverbruik dus als de beveiligingskosten of bewaarkosten. Ook als ik geen transacties doe en mijn Bitcoin gewoon vasthoud, weet ik dat de miners voor mij werken om de digitale kluis te bewaken. Dus de goede vraag om te stellen is: wat is het percentage dat we als Bitcoinbezitters betalen voor die beveiliging? Dat percentage was in 2021 ongeveer 2% van de totale waarde van het netwerk (18 miljard beveilingskosten (energie, hardware) op een marktwaarde van 850 miljard). Dit percentage was vijf jaar geleden ruim 5% en lag in de beginjaren boven de 40%. Het neemt dus af en dat is wat je mag verwachten van een netwerk dat efficiënt opschaalt.

Uit de tabel (bron) is te zien dat het energieverbruik van Bitcoin wel toeneemt, maar een plafond bereikt. Dit komt door de Bitcoin halvings elke vier jaar. Ook al blijft de prijs stijgen, wordt die stijging en dus stijging van rendabele energie-input, gecompenseerd door een halvering van de uitgifte elke vier jaar: de bekende halving. De verwachting is dat het energieverbruik als percentage van het totale energieverbruik op aarde niet veel boven de 0.5% zal uitkomen, zelfs als Bitcoin nog een factor tien of twintig in prijs zou stijgen.

Hoe groen is het energieverbruik van Bitcoin?

Bitcoin mining is heel competitief en pas rendabel als je als miner goedkoop stroom kan afnemen. Gelukkig is duurzame energie doorgaans het goedkoopst. Dat is een van de redenen dat veel Bitcoin miners in China bij de waterkrachtcentrales zaten: daar was in het regenseizoen een overschot aan energie-opwekking en dus dumpprijzen voor elektriciteit. Dit neemt overigens het misverstand weg dat bij sommigen leeft dat miners energie wegkapen voor de neus van consumenten.

Maar hoe groen is de energiemix die miners gebruiken? Dat is een fel punt van discussie tussen voorstanders en tegenstanders. De Bitcoin Mining Council (BMC) komt tot een schatting van 58.5% wereldwijd. Daarbij baseren ze zich op concrete cijfers van 46% van het wereldwijde netwerk. Een veel lagere schatting komt van criticus van Bitcoin Alex de Vries, die in een rapport komt tot 25% duurzame energiemix. De kritiek op die laatste studie is dat de auteurs als basis voor de schatting de gemiddelde energiemix nemen van de regio nemen waarin de miner actief is - terwijl de miner een andere bron kan gebruiken.

Maar laten we niet proberen de discussie te beslechten. We nemen het gemiddelde van wat voorstanders en tegenstanders beweren. Dan komen we uit op een duurzame-energiemix van ongeveer 41%. Dat is een hoger percentage hernieuwbaar dan het wereldwijde hernieuwbare energieverbruik wereldwijd, dat geschat wordt op ongeveer 30%.

Wordt Bitcoins energieverbruik groener?

Belangrijker dan het exacte percentage groene energie is de trend. Welke ontwikkelingen spelen er op het gebied van Bitcoins energieverbruik? De trend van de laatste paar jaar is dat Bitcoin mining helpt om het energienet groener te maken. Miners worden namelijk geïntegreerd in productiefaciliteiten en bij energie-opwekking. Zowel voor het rendabeler maken van duurzaam geproduceerde energie als het neutraliseren van niet duurzaam geproduceerde energie.

Afvalenergie opruimen
Er zijn namelijk genoeg plekken waar energie 'afval' is. Bij olievelden wordt methaan afgevangen als brandstof voor de miners. Deze methaan zou anders de lucht in worden geblazen.

Dit voorbeeld moet actievoerders tegen Bitcoin (hoi, Greenpeace!) aanspreken. Bitcoin als opruimer van afvalenergie: hoe groen wil je het hebben? Het gunstige effect op CO2-uitstoot kan niet hoger zijn dan op de plekken waar het methaan afvangt en omzet in CO2, een minder sterk broeikasgas dan methaan. En dat gaat niet om kleine hoeveelheden. In de Amerikaanse staat Noord-Dakota wordt een hoeveelheid gas de lucht in geblazen die gelijkstaat aan tientallen TWh aan energie. Daar zou een substantieel deel van het Bitcoinnetwerk op kunnen draaien.

Bitcoin als subsidie op aanleg zonne- en windenergie
Dus behalve dat Bitcoin vuile energie opruimt, fungeert het ook als een soort subsidie op de aanleg van zonne- en windparken. En die hebben we nodig de komende jaren, willen we de klimaatdoelen halen. Hoe werkt dit? Bij nieuwe zonne- of windparken wordt een Bitcoin mine geplaatst. Op momenten dat de parken een overschot aan energie produceren, schakelen de mines aan. De wind- en zonneparken moeten namelijk een flinke overcapaciteit hebben om pieken in de vraag op te kunnen vangen. Ze hebben dus vaak overcapaciteit en zijn daardoor minder rendabel. Die overproductie kunnen Bitcoin miners opvangen. Dit gebeurt op dit moment op flinke schaal in het westen van Texas, waar veel zonne- en windparken worden bijgebouwd.

Een bitcoin mine (container op de achtergrond) bij een zonnepark in Zuid-Spanje. (foto: powcontainers.com)

Buffer/batterij voor het elektriciteitsnet
Maar waarom zouden Bitcoin miners deze rol vervullen? Er zijn toch ook andere datacenters die dit zouden kunnen doen? Helaas niet. Bitcoin miners hoeven, in tegenstelling tot datacentra van bijvoorbeeld Google, niet altijd aan te staan. Ze zijn dus flexibeler en kunnen pieken in het netwerk makkelijker absorberen. Daar komt bij dat datacentra van internetbedrijven in de buurt van dichtbevolkte gebieden (hun gebruikers) moeten staan. Een datacentrum bij een afgelegen olieveld heeft geen zin. Die beperking hebben Bitcoin miners niet.

Conclusie

Is het energieverbruik van Bitcoin een probleem? Het hangt er ten eerste van af of je Bitcoin als een oplossing voor een probleem ziet. Veel mensen vinden van wel: vraag het maar aan de oorlogsvluchteling uit Oekraïne die een deel van zijn bezit in de vorm van Bitcoin de grens over kon krijgen. Pinnen kon niet meer en zijn huis ziet hij misschien nooit meer terug. Er zijn ook minder dramatische maar belangrijke use cases: mensen in veilige landen worden beschermd door koopkrachtverlies van hun spaargeld. En dat koopkrachtverlies is fors. Met de huidige hoge inflatie en lage rentestanden heeft fiatgeld tegenwoordig helaas niet meer de rol van waarde-opslag.

Aangenomen dat Bitcoin nut heeft, is de volgende vraag: kan een andere crypto die minder energie verbruikt deze functie ook vervullen? Tot op zekere hoogte kunnen andere crypto dat. De Oekraïense vluchteling had ook pakweg Solana over de grens kunnen meenemen op zijn hardware wallet. Maar er zijn wezenlijke verschillen tussen proof-of-work en proof-of-stake crypto.

De vergelijking tussen proof-of-work en proof-of-stake is een ingewikkelde kwestie en een apart artikel waard. De meeste andere crypto zijn proof-of-stake en dat model brengt eigen risico's met zich mee. Met name het risico van centralisatie dat ook het traditionele financiële systeem plaagt. Een kleine groep bezitters wordt door hun aandeel (stake) steeds rijker (rente op rente) en krijgt dus steeds meer macht over wiens transacties geldig zijn en wiens niet. Dit risico op centralisatie en dus machtsmisbruik is een stuk kleiner in een geldsysteem dat proof-of-work is.

Zeg het maar: is Bitcoins energieverbruik in de orde van 0.1% van het wereldwijde verbruik een probleem gezien al het bovenstaande? En gezien het feit dat de energiemix duurzamer is dan die van de gemiddelde industrie of wat er bij het gemiddelde huishouden uit het stopcontact komt? En gezien het feit dat Bitcoin helpt om de energie-industrie een duw te geven in de richting van duurzame opwekking?

Wij hebben hier zo een mening over maar houden die even voor ons. Iedereen mag het voor zichzelf bepalen.