Wenn Bitcoin weiter so viel Energie frisst, schafft es sich selbst ab

Bis Ende dieses Jahres könnte Bitcoin für ein halbes Prozent des weltweiten Energiebedarfs verantwortlich sein – das entspricht in etwa dem Energieverbrauch von Österreich. Zu diesem ernüchternden Ergebnis kam der Ökonom und Krypto-Experte Alex de Vries. Seine Studie, die am 16. Mai im Fachmagazin Joule erschien, ist die erste Berechnung des Energiebedarfs von Bitcoin, die in einem Journal mit Peer-Review veröffentlicht wurde.

"Viele Menschen sind geschockt, dass Bitcoin so viel Energie verbrauchen könnte", sagte de Vries im Gespräch mit Motherboard. "Ein halbes Prozent der weltweiten Energie ist eine riesige Menge, vor allem für ein System, das hauptsächlich zum Spekulieren genutzt wird."

Auf seinem Blog Digiconomist berechnet de Vries bereits seit einigen Jahren den Verbrauch einzelner Transaktionen mit Kryptowährungen. Momentan verbraucht eine Bitcoin-Transaktion etwa so viel wie ein durchschnittlicher niederländischer Haushalt in einem Monat. Nach demselben Prinzip hat er nun den Energieverbrauch des gesamten Bitcoin-Netzwerkes berechnet. Anfang des Jahres kam de Vries zu dem Ergebnis, dass das Generieren von Bitcoin, Mining genannt, dreimal mehr Energie verbraucht als der Abbau von Gold.

Bei Krypto-Fans sind de Vries und seine Berechnungen nicht sehr beliebt, denn sie verstehen seine Arbeit als ungerechtfertigte Kritik an ihrer liebsten Kryptowährung. Gegen de Vries' Analyse kontern Bitcoin-Verteidiger in Foren wie Reddit, indem sie andere Dinge aufzählen, die viel Strom verbrauchen, beispielsweise Weihnachtsbeleuchtung.

"Es gibt einige Hardcore-Fans in der Community, die nicht darüber reden wollen, weil sie Bitcoins besitzen und diese Zahlen für geschäftsschädigend halten", sagt de Vries. "Meistens erhalte ich jedoch positives Feedback für meine Arbeit. Die Leute sind froh, dass ich versuche, dieses schnell wachsende Problem zu verstehen."

De Vries räumt selbst ein, dass seine Berechnungen auf Schätzungen basieren. Vielleicht ist es sogar unmöglich, jemals den exakten Energieverbrauch des Bitcoin-Netzwerkes zu berechen, doch die Mindest- und Höchstwerte können mithilfe von Modellen verlässlich berechnet werden. Um die Modelle so akkurat wie möglich zu gestalten, benötigt de Vries jedoch viele Informationen, die auf dem größtenteils unregulierten Krypto-Markt nur begrenzt verfügbar sind.

De Vries schreibt in seinem Paper, dass das Bitcoin-Netzwerk momentan mindestens 2,55 Gigawatt verbraucht. Diese Zahl könnte bis Ende 2018 auf 7,67 Gigawatt steigen.

Den Mindestwert erhielt de Vries, indem er die gesamte Mining-Power des Netzwerkes durch die Energieeffizienz des effizientesten Mining-Rigs auf dem Markt teilte, den Antminer S9. Wenn jeder den effizientesten Computerchip nutzen würde, um Bitcoin zu generieren, würde das gesamte Netzwerk 2,55 Gigawatt Energie verbrauchen. In Wirklichkeit dürfte diese Zahl jedoch wesentlich höher sein, da viele Leute ältere oder weniger effektive Hardware verwenden. Wie hoch diese Zahl tatsächlich ist oder wie sie sich in Zukunft verändern wird, lässt sich schwer vorhersagen.

Die Schwierigkeit besteht nicht nur darin, herauszufinden, welche Hardware genutzt wird, sondern auch wie viele Menschen überhaupt Bitcoin minen. Das Bitcoin-Netzwerk besteht aus ungefähr 1.000 Knotenpunkten, hinter denen jedoch jeweils Dutzende oder Hunderte Miner stecken könnten. Der Energieverbrauch kann stark variieren: De Vries sagt, dass dieselbe Leistung zum Beispiel von einem einzigen Antminer S9 erzielt werden könnte – oder von einer halben Million Spielkonsolen, etwa der Playstation 3s . Der Antminer würde dabei 1.372 Watt verbrauchen, die Playstations hingegen 40.000.000 Watt.

Um den künftigen Energieverbrauch von Bitcoin vorherzusagen, wandte de Vries Wirtschaftsmodelle an, in denen Bitcoin als "virtuelles Gut auf einem Wettbewerbsmarkt mit verschiedenen Produzenten betrachtet wird", sagte er Motherboard. Er bezieht sich unter anderem auf ein Paper des Ökonomen Adam Hayes von 2015, der vorhersagt, dass Leute solange Bitcoin generieren werden, bis es sich finanziell nicht mehr für sie lohnt. Anders ausgedrückt: Menschen werden nur so lange weitere Geräte ans Netz hängen, wie ihr Gewinn höher ist als die Kosten für diese Geräte. Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird der Energieverbrauch des Netzwerkes gleich bleiben oder gar sinken.

Ebenfalls auf Motherboard: Zu Besuch in der chinesischen Bitcoin-Mine

De Vries hat ausgerechnet, dass etwa 60 Prozent des Wertes jeder Bitcoin, die am 16. März 2018 generiert wurde, bereits für die Energiekosten draufgingen, die zum Mining nötig waren. Basierend auf dieser Zahl errechnete er, dass der Abbau von Bitcoin nicht mehr profitabel sein wird, sobald das Bitcoin-Netzwerk einen Verbrauch von 7,67 Gigawatt erreicht.

Anschließend schaute er sich an, wie viele Chips die chinesische Firma Bitmain, der Marktführer für Mining-Hardware, produzieren kann. Er kam zu dem Schluss, dass Bitmain noch bis Ende dieses Jahres genügend Chips produzieren könnte, um den Energieverbrauch des Netzwerkes auf 7,67 Gigawatt zu bringen. Falls der Bitcoin-Preis stabil bleibt, würden Miner ab diesem Punkt keinen Gewinn mehr machen, wenn sie weitere Rechner ans Netz hängen.

Dieser Grenzwert von 7,67 Gigawatt, den de Vries errechnet hat, beruht auf vielen Annahmen. Zum einen nimmt seine Rechnung einen statischen Markt als Grundlage, der aber in Wirklichkeit dynamisch ist. Außerdem verändert sich der Grenzwert, wenn der Wert von Bitcoin sich ändert. Und wie wir alle wissen, kann der Preis von Bitcoin sich über Nacht dramatisch verändern.

Zudem funktioniert de Vries' Berechnung nur, wenn man davon ausgeht, dass alle Miner rational handeln – auch wenn de Vries einräumt, dass einige Miner aus ideellen Gründen weitermachen könnten oder gestohlene Rechenpower nutzen könnten. Beispielsweise wurden die Supercomputer der US-amerikanischen National Science Foundation 2014 von einem Forscher dazu missbraucht, Bitcoin im Wert von schätzungsweise 6.700 bis 8.500 Euro zu minen – diese Aktion kostete die Einrichtung umgerechnet 130.000 Euro. Auch Krypto-Malware wird immer häufiger eingesetzt, um den Computer eines Opfers zum Mining zu benutzen. Dabei macht natürlich nur das Opfer Verluste, der Hacker macht Profit, da er nicht für die Kosten aufkommen muss.

Kurzum: Es gibt zu viele unbekannte Faktoren, um den künftigen Energieverbrauch von Bitcoin präzise zu berechnen.

De Vries glaubt, dass es in Zukunft möglich sein wird, bessere Informationen über den Energieverbrauch von Bitcoin zu erhalten. Eine Möglichkeit sieht der Forscher darin, dass Bitcoin-Miner ihren Energieverbrauch ab einer bestimmten Höhe der Regierung melden müssten. Ein vergleichbares Programm wird bald in Russland getestet, dort sollen sich alle Krypto-Miner noch in diesem Jahr registrieren lassen. Da das Bitcoin-Netz jedoch transnational ist, müssten Staaten wie Russland, China und die USA für diesen Plan zusammenarbeiten.

Um den negativen Effekt von Bitcoin auf die Umwelt einzudämmen, könnten Behörden höhere Stromtarife für große Mining-Operationen festsetzen oder die Strommenge begrenzen, die eine Bitcoin-Mine verwenden darf. Im Februar hat eine Kleinstadt in den USA ihren Einwohnern vorübergehend verboten, Bitcoin zu generieren, um einen rapiden Anstieg der Stromkosten zu verhindern.

Momentan gibt es nur wenig Möglichkeiten, den stetig wachsenden Stromverbrauch von Bitcoin zu bremsen. Bitcoin-Jünger wie John McAfee glauben, dass der Preis für eine Bitcoin bis 2020 auf über über 420.000 Euro steigen wird. Sollte diese Prognose eintreffen, würde wohl auch der Energieverbrauch des Systems stark steigen, da Bitcoins so lukrativ wie noch nie zuvor wären.

Kritiker hingegen meinen, dass es sich bei Bitcoin um eine Blase handelt – wenn diese platzt, würden die Preise fallen, genauso wie die Nachfrage nach Mining-Equipment und Strom. Ein technischer Lösungsansatz ist das Lightning Network, ein Software-Update, das Bitcoin-Transaktionen jenseits der Blockchain abwickeln und das System somit entlasten soll. Die Transaktionen sollen damit schneller abgewickelt werden und weniger Energie benötigen. Eine andere Alternative könnte es sein, Windkraft oder andere saubere Energiequellen für das Mining zu nutzen.

Eine effektive Lösung für das Energieproblem von Kryptowährungen wird ohne staatliche Einmischung wohl kaum funktionieren – dabei war das Ziel von Kryptowährungen ja ursprünglich, staatlicher Kontrolle zu entgehen.

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