Wenn um das Thema Mining rund um den Bitcoin geht, existieren bei genauer Betrachtung viele Vorurteile. Es gibt aber auch einige wichtige Aspekte, die durchaus den Tatsachen entsprechen. Umwelt- und Nachhaltigkeitsexperten kritisieren seit Jahren bereits den vermeintlich hohen Stromverbrauch, der im Zusammenhang mit dem Schürfen, also dem Erzeugen neuer Einheiten in der Blockchain des Bitcoins (BTC), erkennbar wird. Bevor es um die genauen Umstände und mögliche Auswege aus dem Energie-Dilemma geht, eines vorab: In der Tat gab und gibt es immer wieder Anlass zur Kritik. Insbesondere wenn Miner auf Strom aus konventionellen Energiequellen zurückgreifen, sind kritische Stimmen durchaus berechtigt. Es gibt aber innerhalb der Kryptowelt allgemein und der Miningbranche im Speziellen schon lange Bestrebungen, dem Umweltschutz zunehmend Rechnung zu tragen. Wie sieht die aktuelle Lage rund um den Bitcoin Stromverbrauch aus?
Ganz davon ab: Im Kontext des traditionellen Währungssystem und anderer Vermögenswerte gibt es ebenfalls gute Gründe, Kritik zu üben.
Bitcoin Stromverbrauch – Viele Analysen vereinheitlichen die Tatsachen zu sehr
Dieser Vergleich wird im weiteren Verlauf in jedem Fall eine Rolle spielen. Erkennen werden wir im Rahmen der Analyse ausserdem, dass „Mining“ nicht gleich „Mining“ ist. Gemein sind hier die verschiedenen analytischen Kriterien auf der anderen und den Energie-Aspekt als solchen auf der anderen Seite. Zutreffend ist jedenfalls, dass auch der Standort im Hinblick auf den Strom bzw. Energieverbrauch eine wichtige Rolle spielen muss. Ein häufiger Kritikpunkt zielt darauf ab, dass die grössten führenden Mining-Farmen – so der Fachbegriff für professionelle Anlagen, in denen im grossen Stil Bitcoins und andere Kryptowährungen entstehen – in der Volksrepublik China beheimatet sind. Völlig aus der Luft sind solche Aussagen nicht gegriffen, denn mit einem eigenen Mining-Pool steigt derzeit die Börse Binance mit massiven Engagement in den Miningsektor ein.
Bitcoin Stromverbrauch: Standort der Miner und Mining-Farmen ist zu beachten
Der Konkurrent Bitmain hingegen arbeitet nach eigenen Angaben am texanischen US-Standort Rockdale an einer neuen Farm, die schon in naher Zukunft einen Wert von 300 Megawatt erreichen soll. Zwar ist auch dies ein chinesisches Unternehmen, aber die Pläne beziehen sich nun einmal auf die USA. Andere Farmen haben ihren Sitz in Ländern wie Kanada oder Norwegen. Unbestritten ist, dass die mathematisch aufwendigen Prozesse beim Schürfen mit zunehmender Blockchain-Grösse und dem Rückgang der vordefinierten maximalen Coin-Menge auch mehr Strom verbrauchen, was der erforderlichen Rechenleistung geschuldet ist. Neben dem Zeitaufwand steigt die Belastung der Umwelt – so die Stimmen der besagten Kritiker. Es gibt indes auch Wissenschaftler, die sich der grundlegenden negativen Stimmung entgegenstellen. Unter anderem deshalb, weil der Energieverbrauch aufgrund der dezentralen System-Ausrichtung scheinbar wegen fehlender vollständiger Datensätze nicht bis ins Detail messbar ist.
Dezentralität verdient in der Bewertung genaue Beachtung
Die Rechenzentren sind nicht bei Unternehmen angesiedelt, sondern arbeiten auf Basis vieler Einzelrechner. Diese wiederum können sich im Grunde überall rund um den Globus befinden und via Internet vernetzt sein. Belastbare Statistiken sind auch mehr als ein Jahrzehnt nach Entstehen des Bitcoin-Systems Mangelware. Wann wie viel Energie aus welcher Energiequelle in die Blockchain (und ähnliche Netzwerke) fliesst? Noch gibt es wenige seriöse Angebote. Erst allmählich entstehen überhaupt Modelle, die eine exakte Ermittlung ermöglichen wollen und können. Erfassbar ist aber schon jetzt, wie viel Rechenleistung insgesamt von allen beteiligten Rechnern fürs Mining bereitgestellt wird. In puncto Effizienz, dem einzelnem Stromverbrauch oder den Standort betreffend gibt es, wenn überhaupt nur bedingt geeignete Instrumente. Auch bei der Frage, welche Art Strom zum Einsatz kommt, fehlen Informationen weitgehend.
Analyseinstrumente entstehen nur langsam und nutzen unterschiedliche Parameter
Ein noch recht neues „Tool“ ist der Bitcoin Electricity Consumption Index (CBECI). Entwickelt von der Cambridge University, kam der Index schon früh zu der Erkenntnis, dass der vielfach geschätzte Energieverbrauch in Verbindung mit dem Schürfen neuer Bitcoins zu hoch angesetzt ist. Dabei arbeitet das Programm des Cambridge Centre for Alternative Finance (CCAF) auf Basis von Echtzeitkursen. Ziel der Entwicklungsarbeit war ergebnisoffen in der Tat, den wirklichen Verbrauch im Bitcoin-Netzwerk zu errechnen. Echtzeit bedeutet in diesem Fall: Im 30-Sekunden-Takt wird der Index aktualisiert. Als Fundament dienen kryptografische Prozesse, die in Verbindung mit dem sogenannten „Proof-of-Work-Mechanismus“ rund um Blockchain-Transaktionen, die faktisch stetig zu einem höheren Energieverbrauch führen. Die Forscher weisen aber zugleich darauf hin, dass der CO2-Fussabdruck des Bitcoin weniger gross als gedacht ist.
Viele Analysten bedeuten viele Grundannahmen
Bei Kritikern sind vor allem die Werte ganzer Länder beliebt als Referenzwerte, um das scheinbar kritisch hohe Ausmass des Verbrauchs beim Schürfen von Coins in der Kryptowelt zu verdeutlichen. In einigen Fällen diente in der Vergangenheit der Stromverbrauch der Alpenrepublik Österreich als Vergleichsgrundlage, auch die Schweiz musste sich – ähnlich wie das deutsche Bundesland Hamburg oder Jordanien – schon dem Vergleich mit dem BTC Co2-Fussabdruck stellen. Für die Durchführung von Rechenoperationen beim Mining berechneten einige Wissenschaftler einen jährlichen Strombedarf in Höhe von 46 Terawattstunden, was wiederum denselben Forschern zufolge einer Kohledioxid-Freisetzung von 22 Megatonnen entspricht in der Berechnung.
Einheitliche Standards zur Berechnung fehlen am Markt
Es ist vor allem das Fehlen einheitlicher Methoden zur Verbrauchsmessung, die seriöse Debatten über möglicherweise politische Massnahmen so schwierig machen. Der Bitcoin Stromverbrauch (Electricity Consumption Index) ist diesbezüglich für viele Vertreter der Polit- und Medienlandschaft innerhalb kurzer Zeit ein wichtiger Massstab geworden. Dabei setzt auch dieser Indikator auf etliche verschiedene Methoden, wobei unter anderem Dutzende beim Minen gebräuchliche Hardware-Modelle Beachtung finden. Zudem arbeiteten die Entwickler schon früh an einer geografischen Kryptokarte, die interaktiv ausgerichtet sein sollte. Ziel der Karte: Betrachter erhalten einen Überblick über die globalen Mining-Aktivitäten.
Der Verbrauch ist hoch, aber wie sehen die Rahmenbedingungen aus?
Wie bei allen diskussionswürdigen Themen gibt es auch beim Mining eine zweite Seite der Medaille, einen anderen Blickwinkel genauer gesagt. Unumstritten ist freilich, dass das Schürfen mit einem enormen Energieverbrauch einhergeht. Eine Forscherin der Universität Nottingham, Katrina Kelly verweist auf die Notwendigkeit, zwischen Verbrauch und der Art des verwendeten Stroms bzw. der Stromgewinnung zu unterscheiden. Worum also geht es? Die verbrauchte Energiemenge, so Kelly, ist zwar nicht unwichtig, aber eben doch eher eine Randnotiz. Weitaus wichtiger im Rahmen der Debatten um den Umweltschutz. Anders als andere Experten sieht die Forscherin kein Anlass zur Sorge, wenn man sich den Bitcoin-Energieverbrauch anschaut. Aus wissenschaftlicher Sicht werde die Diskussion schlicht auf einem zu vereinfachten und damit nicht zielführenden Level geführt.
Forscherin sieht Diskrepanz zwischen Verbrauch und Auswirkungen
Der technologische Fortschritte müsse als wesentlicher Kontext in die Überlegungen mit einbezogen werden. Kelly kommt in ihren Berechnungen zum Ergebnis, dass das Bitcoin-System jährlich etwa eine jährliche Strommenge von 30 Terawattstunden verbuchte. Demgegenüber stehe im traditionellen Bankensystem und ihren umfassenden Rechenzentren ein Wert von mehr als 100 Terawattstunden pro Jahr. Das Aber: Diese Analyse ist nur eine von vielen. Der bekannte „Digiconomist“ kam in einer Berechnung für das Jahr 2018 auf einem Stromverbrauch in Höhe von 73 TWh Stromverbrauch.
Was bedeutet das Halving für die Verbrauchsentwicklung?
Und es gibt durchaus Auswertungen, die noch merklich höhere Werten ermittelt haben – bei steigender Tendenz. Und nach dem kommenden Halving in der Bitcoin-Blockchain könnte das weltweite Interesse weiter steigen. Denn mancher Branchenkenner überschlägt sich regelrecht mit optimistischen Vorhersagen für den BTC-Kurs. Teilweise erwarten Krypto-Pioniere Kurse, die bis weit in den sechsstelligen Dollar-Bereich gehen. Dies schafft Begehrlichkeiten bei Anlegern, zudem wird das Schürfen neuer Coins immer schwieriger. Der technische Aufwand steigt und damit auch der Stromverbrauch.
Zuverlässige Daten werden wohl auch weiterhin fehlen
Beim Energiebedarf darf nicht vergessen werden, dass es sich hierbei allein um Schätzungen zum Bitcoin handelt, all die anderen Coins und Token fliessen in die meisten Kalkulationen oft gar nicht mit ein. Dies ist aber durchaus relevant für eine verlässliche Prognose zum globalen Mining-Verbrauch. Für richtig aber halten Forscher inzwischen, dass sich Analysen weg vom absoluten Verbrauch an Strom/Energie orientieren müssen. Stattdessen ist die schon erwähnte CO2-Bilanz ein wichtigeres Kriterium. Durch diese Daten lässt sich zunehmend besser einordnen, welches Belastungspotenzial vom Bitcoin und Kryptowährungen zum jetzigen Zeitpunkt ausgeht.
Chinas bedeutende Rolle beim Mining ist tatsächlich ein Problem
Dass Bitcoin-Mining extremen Verbrauch nach sich zieht, ist wie gesagt unbestritten – auch unter Minern selbst und echten Kryptofans finden sich nur wenige, die das „Problem“ herunterspielen. Das Dilemma ist zumindest bisher die Verteilung der Mining-Aktivitäten rund um den Globus. Wie weiter oben schon erwähnt, dominiert China derzeit den Markt. Mehr als die Hälfte der „Minen“ befinden sich dieser Tage in der Volksrepublik. Dort werden laut Schätzungen zwischen 70 und 80 % des Stroms aus den fossilen Energieträgern Öl, Gas und Kohle gewonnen. Eine Verlagerung des Marktes ist vor Ort ohnehin vorprogrammiert, denn der Regierung ist der massive Energieverbrauch schon länger ein Dorn im Auge. Mancherorts gab es bereits erste Verbote.
Andere Länder, andere Sitten? Wie schnell hält grüner Strom Einzug?
Im Ausland – etwa in den USA, Island, Norwegen und Kanada – gibt es seit einigen Jahren verstärkt Projekte angelaufen, die sich von den traditionellen Energiequellen verabschieden. Die Wissenschaftlerin Kelly verweist etwa auf eine Wasserkraft-betriebene Mining-Farm im US-Bundesstaat Oregon. Auch das Unternehmen Unternehmen Northern Bitcoin verfolgt den Ansatz bei der Produktion seiner Miner, die in Norwegen in früheren Bergwerken zum Einsatz kommen. Norwegen ist insofern ein gutes Beispiel für die Frage nach CO2-Verbrauch, da das Land mittlerweile zu 95 Prozent Strom aus Wasserkraft und vier Prozent aus Windkraft gewinnt. Zudem wird der Stromverbrauch beim Mining im nordeuropäischen Land durch die energieschonende Kühlung mit Fjordwasser weiter reduziert.
Entwicklung des Verbrauchs von Strom und Energie steigt rasant
Um nochmals auf den Bitcoin Stromverbrauch zurückzukommen: An der Technischen Universität München errechnete Ein Forscherteam Ende 2018 einen Verbrauch von rund 45,8 Billionen Wattstunden, also 46 Terawattstunden jährlich Jahr als Gesamtmenge aller am Bitcoin-Mining beteiligten Rechner. Den Jahres-CO2-Ausstoss wiederum gaben die Wissenschaftler mit 22 bis 23 Millionen Tonnen an. Die entspreche etwa den Daten aus Ländern wie Jordanien oder Sri Lanka – oder eben der deutsche Stadtstaat Hamburg. Die Münchener Forscher liegen also zwischen den beiden oben genannten Statistiken. Als Quellen für die Auswertung dienten Mining-Pools wie auch Börsengänge dreier Schwergewichte aus dem Bereich der Produktion von Mining-Hardware.
Erkennbar wurden in der Analyse auch stete Verbrauchsanstiege. Lag der Energieverbrauch Ende 2016 angeblich noch bei unter 345 Megawatt, betrug der Verbrauch rund zwei Jahre später bereits mehr als 5.200 Megawatt Ende 2018, wie die Forscher ausrechneten. Bezieht man diese Werte auf das Exempel Norwegens, lässt sich sagen: Der Strommix am Standort der Rechner ist entscheidend.
Globale Verschiebungen im Mining-Sektor könnten für Entlastung sorgen
Die CO2-Menge ist fraglos erst einmal bedenklich. Und die Werte werden sicher steigen, wie die Entwicklungen in der Corona-Krise zeigen. Bitcoin und Co. liegen im Trend, nicht mehr nur junge Menschen oder Bewohner wirtschaftlich dramatisch angeschlagener Länder setzen zunehmend auch digitale Währungen. Den CO2-Fussabdruck fürs Mining in China geben die Forscher mit 550 Gramm CO2 je verbrauchter Kilowattstunde Strom. Und China macht nun einmal fast 70 % der Erzeugung aus. Europas BTC-Mining-Anteil liegt bei 17 %, Nordamerika brachte es 2018 auf 15 %. Und in diesen Regionen setzen Miner verstärkt auf „grünen“ Strom.
Auch die Zahl der Transaktionen ist ein zentrales Verbrauchsmerkmal
Alex de Vries, Wirtschaftsexperte und Digiconomist-Blog-Betreiber, kommt im Bitcoin Energy Consumption Index zu dem Ergebnis dass jede Bitcoin-Transaktion für sich genommen dieselbe Energiemenge wie 17 Haushalte an einem Tag und mehr verbraucht. Oder ein 4-Personen-Haushalt im Schnitt in zwei Monaten. Und Transaktionen gab es viele. Sehr viele. Fast 81,4 Millionen wurden im Jahr 2018 durchgeführt. Der besagte Ökonom schätzte übrigens auch, dass für das Schürfen eines einzelnen Bitcoins etwa 42.000 KWh Strom benötigt werden. Achtung: Er bezieht sich in der Berechnung auf sogenannte „Asic-Miner“, diese effiziente Hardware aber nutzt keineswegs jeder Miner. Der tatsächliche Wert liegt damit höchstwahrscheinlich erheblich über dieser Zahl und kann wegen fehlender einheitlicher Dokumentationen nicht berechnet werden.
Wie schnell kann die Branche die Zeichen der Zeit erkennen?
Was die Frage nach der Nutzung grünen Stroms angeht, stecken Analysten leider in einer Zwickmühle. Bei allen Bestrebungen ist es kaum möglich, die Herkunft des Stroms bei Mining und Bitcoin-Transaktionen nachzuvollziehen. Saubere Geothermie oder schmutziger Kohlestrom? Alles zwischen diesen beiden Polen ist prinzipiell immer möglich. Es ist also schwierig. Praktikabel sind laut einigen Wissenschaftlern lediglich Rückschlüsse auf Strom- und Energieverbrauch über die Mining-Standorte und -Regionen sowie den dort üblichen Strommix. Selbiger sieht in China aktuell nun einmal denkbar schlecht, in Norwegen oder Kanada gut aus.
Kritik ist wichtig, aber auch andere Technologien verbrauchen viel
Generell sei nochmals darauf hingewiesen: Bei aller berechtigter Kritik am Bitcoin und seinem Energieverbrauch bei Mining und Transaktionen, darf der Blick über den Tellerrand nicht vergessen werden. Auch Dienste wie PayPal, Kreditkartengesellschaften und klassische Banksysteme verbrauchen Ressourcen im grossen Stil. Wer in Gold investiert, fördert im Zusammenhang mit Förderung, Transport und Lagerung ebenfalls den weltweiten Energieverbrauch. Hinzu kommt, dass es zunehmend Mittel und Wege zur Verbrauchsreduzierung beim Mining und im Bitcoin-System allgemein gibt. Ein Ansatz ist der Umstieg vom etablierten, aber Energie-raubenden Proof-of-Work-Algorithmus zum energieeffizienteren Proof-of-Stake. Bei letzteren schwindet die Bedeutung der Miner, da Blöcke verstärkt durch Coin-Inhaber entstehen. Dies reduziert den Prozessorbedarf.
Regulierungsmassnahmen könnten Trendwende einläuten
Ein Umdenken in diesem Punkt könnte die Bitcoin-Blockchain nachhaltiger gestalten. Allerdings wird dieser Schritt beim Bitcoin noch Zeit in Anspruch nehmen, während es es beim „Verfolger“ Ethereum schon vor längerem wichtige Weichen zu einer massiven Senkung des Energieverbrauchs gestellt wurden. Am Markt insgesamt bietet der Einsatz regenerativer Energien wohl vorerst die besten Chancen, um den CO2-Ausstoss um das nötige Mass senken zu können. Die Politik hingegen durch neue Gesetze Bitcoin-Mining regulieren und klaren Energieregeln für Mining-Farmen und -Pools schaffen. Die meisten Experten rechnen zwar mit einem dauerhaften Anstieg des Stromverbrauchs – der Ausstoss des umweltschädlichen Kohlendioxids aber wird mit etwas Glück sukzessive sinken durch die genannten Massnahmen und Entwicklungen.
Bisher aber ist dies nur Zukunftsmusik, die Kritik am Bitcoin Stromverbrauch ist also durchaus angebracht. Allein, sie wird wenig am steigenden Interesse ändern. Und dies ist nur allzu verständlich.
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