Warum Bitcoins Unmengen an Energie verbrauchen

Der Wert der Digitalwährung Bitcoin steigt rasant, an manchen Tauschbörsen wird die Kryptoeinheit schon mit bis zu 15.000 US-$ Wert gehandelt. Kritiker verurteilen Bitcoins allerdings als umweltschädlich; der immense Energieaufwand, der für das Netzwerk nötig wird, dürfe eine solche Wertsteigerung nicht rechtfertigen. Warum eigentlich?

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Der sprunghaft ansteigende Wert von Bitcoin führt gleichzeitig zu einem sprunghaften Anstieg des Energieverbrauchs. Häufig wird zu diesem Thema auf die Webseite Digiconomist verwiesen, die das Thema aufmerksam verfolgt: Demnach benötigt das Bitcoin-Netzwerk jährlich 32 TWh Strom - wie das Technikblog Ars Technica aufführt, ist dass in etwa so viel wie der Staat Dänemark verbraucht. Nach den Berechnungen des Digiconomist verbraucht jede Bitcoin-Transaktion 250 kWh, was genug wäre, um Haushalte neun Tage lang mit Strom zu versorgen.

Dies führt natürlich zu Bedenken hinsichtlich der Nachhaltigkeit. Eric Holthaus,ein Autor für Grist, geht davon aus, dass das Bitcoin-Netzwerk bei den derzeitigen Wachstumsraten bis Anfang 2020 "so viel Strom verbrauchen wird, wie die ganze Welt heute verbraucht". Ein solcher Kurs, führt er aus, ist auf Dauer unhaltbar.

Die globale Energieproduktion kann sich in zwei Jahren offensichtlich nicht verdoppeln, und es wäre eine Umweltkatastrophe, wenn sie es täte. Allerdings ist die Situation nicht so schlimm, wie Kritiker wie Holthaus behaupten – auch wenn das Bitcoin-Netzwerk eine irrsinnige Menge an Energie verbraucht, vor allem pro Transaktion.

Der Energieverbrauch von Bitcoin wird nicht zwangsläufig stetig ansteigen. Tatsächlich ist der Energieverbrauch von Bitcoin so ausgelegt, dass er langfristig sinken wird. Und der Energieverbrauch ist auch nicht untrennbar an die Anzahl der Transaktionen gebunden, die das Netzwerk abwickelt. Das bedeutet, dass die zunehmende Nutzung des Netzes nicht zwangsläufig hohe Umweltkosten mit sich bringen muss. Das schafft aber die bedenken nicht aus der Welt.

Das Bitcoin-Netzwerk bedarf einer Menge Energie

Das Problem ist, dass niemand mit absoluter Gewissheit sagen kann, wieviel Energie Bitcoin Mining – der Prozess, mit dem neue Bitcoins erzeugt werden – eigentlich genau benötigt oder verbraucht. Es lassen sich jedoch einige ziemlich gute Schätzungen anstellen. Der Umsatz der Bitcoin-Branche ist bekannt: Bitcoin Miner erzeugen derzeit 75 Bitcoins pro Stunde, was bei einem aktuellen Preis von 15.000 US-$ Dollar pro Bitcoin über eine Million US-Dollar pro Stunde – genau genommen 1.125.000 US-$ – entspricht. Das wären mehr als 9,8 Milliarden Dollar pro Jahr.

Strom ist einer der größten Kostenfaktoren der Bitcoin-Industrie. Wenn also der Preis steigt, können wir erwarten, dass die "Miner" mehr und mehr für Strom ausgeben, bis die Stromkosten in etwa auf dem Niveau der Einnahmen liegen. Dies ist die Methode, mit der die Digiconomist-Website den Energieverbrauch des Bitcoin-Netzwerks abschätzt. Sie geht davon aus, dass die Industrie 60 Prozent ihres Umsatzes für Strom ausgeben wird und extrapoliert dann aus dem aktuellen Bitcoin-Preis und den aktuellen Strompreisen. Damit kommt der Digiconomist zu dem Ergebnis, dass das Netz Energie mit einer jährlichen Rate von 32 TWh verbraucht.

Es wird auch davon ausgegangen, dass das Netz Zeit braucht, um sich an die großen Preissteigerungen anzupassen, wie wir sie in den letzten Tagen gesehen haben. Wenn wir davon ausgehen, dass der Bitcoin längere Zeit über 12.000 $ bleibt, können wir davon ausgehen, dass diese Zahl in den kommenden Wochen weiter ansteigen wird.

Wird der Energieverbrauch des Netzes langfristig weiter steigen? Nach dem derzeitigen Design von Bitcoin hängt dies ganz davon ab, was mit dem Preis von Bitcoin geschieht. Wenn sich der Preis von Bitcoin auf 25.000 $ verdoppelt, können wir davon ausgehen, dass sich auch der Energieverbrauch des Bitcoin-Netzwerks in etwa verdoppeln wird. Wenn der Preis von Bitcoin deutlich sinkt, werden die Bitcoin Miner dagegen ihren Aufwand als unrentabel empfinden und beginnen, die weniger effizienten Geräte abzuschalten. Das führt dann naturgemäß auch zu einem Rückgang des Energieverbrauchs führt.

Im Moment schätzt Digiconomist, dass Bitcoin weniger als 1 Prozent so viel Energie verbraucht wie die US-Wirtschaft. Das bedeutet, dass Bitcoins Energieverbrauch den der Vereinigten Staaten übersteigen würde, wenn der Preis von Bitcoin um das 100-fache auf über 1 Million Dollar steigen würde.

Es ist zwar unwahrscheinlich, dass wir bis 2020 zu diesem Punkt kommen würden - auch wenn Anfang 2015 Bitcoins nur 200 $ wert waren. Kaum jemand hätte damals eine 50-fache Steigerung in den letzten zwei Jahren erwartet - auch, weil die Kryptowährung bereits zuvor bereits massiven Kursschwankungen unterworfen war. Dennoch stehen wir heute an einem Punkt, an dem der wert der Digitalwärhung förmlich explodiert.

Langfristig sollte der Energieverbrauch wieder abnehmen

Viele gehen von der Annahme aus, dass Bitcoin Mining auf einem mathematischen Prozess basiert, der mit zunehmender Produktion von Bitcoins immer schwieriger wird. Das ist so nicht ganz richtig. Das Bitcoin-Netzwerk wurde entwickelt, um die Schwierigkeit des Mining-Prozesses automatisch anzupassen und sicherzustellen, dass alle 10 Minuten ein Block produziert wird. Dabei ist es prinzipiell unabhängig davon, wie viel (oder wie wenig) Rechenleistung im Netzwerk vorhanden ist. Nur, wenn im Netzwerk ein neuer Block entsteht, werden auch Bitcoins ausgeschüttet.

Auf Dauer fallen für den einzelnen "Miner" nach und nach weniger einzelne Münzen ab. Als Bitcoin 2009 auf den Markt kam, gab es für jeden Block eine Prämie von 50 Bitcoins für den Miner, der ihn erschaffen hat. Diese Zahl soll alle vier Jahre halbiert werden. Sie fiel auf 25 im Jahr 2012 und 12,5 im Jahr 2016. 2020 wird diese Prämie nur noch 6,25 Bitcoins betragen. Wenn der Umsatz um die Hälfte sinkt, dürfte der Energieverbrauch um den gleichen Prozentsatz sinken, denn wenn er nicht sinkt, wird der Bergbau zu einer unrentablen Tätigkeit.

Die Belohnung halbiert sich 2024, 2028 und danach alle vier Jahre. Wenn sich also der Preis für Bitcoins einmal stabilisiert, wird der Energieverbrauch des Bitcoin-Netzwerks in den nächsten Jahrzehnten stetig sinken.

Ein weiterer wichtiger Punkt: Die feste Prämie von aktuell 12,5 Bitcoins hängt nicht von der Anzahl der Transaktionen ab, die das Netzwerk verarbeitet. Ja, Miner sammeln auch Gebühren pro Transaktion von Bitcoin-Nutzern, aber diese sind derzeit viel kleiner als die feste Belohnung pro Block. Das bedeutet, dass das Bitcoin-Netzwerk leicht aufgerüstet werden kann, um mehr Transaktionen abzuwickeln - potenziell viel mehr -, ohne dass sich die Einnahmen der Bergleute oder der Energieverbrauch signifikant ändern.

Es ist also nicht so, dass ein wachsendes Bitcoin-Netzwerk zwangsläufig zu einer wachsenden Umweltkatastrophe führt. Andererseits könnte allerdings die zunehmende Nutzung des Netzes den spekulativen Preis von Bitcoin in die Höhe treiben – was dann wiederum den Energieverbrauch erhöhen würde, da sich mehr Rechner in das Netzwerk einklinken

Bitcoin-Generierung stellt also vielleicht keine totale Umweltkatastrophe dar. Aber gerade die Spekulation auf den steigenden Wert einer einzelnen Bitcoin - und die daraus resultierende Zunahme an Rechnern im Netzwerk - treibt den weltweiten Stromverbrauch doch massiv in die Höhe. Und das, obwohl letztendlich nur eine relativ kleine Anzahl von Transaktionen abgewickelt wird, jedenfalls derzeit noch.

Wird sich am Energieverbrauch von Bitcoins etwas ändern?

Wie geht es also weiter? Eine Möglichkeit, wie wir bereits besprochen haben, ist, dass der Preis von Bitcoins wieder sinkt. Dadurch wird der Anreiz, Bitcoins generieren zu wollen, ebenfalls geringer - die Zahl der Rechner im Netzwerk und damit der Stromverbrauch des Netzwerks selbst nimmt wieder ab und reguliert sich selbsttätig.

Eine zweite Option wäre es, die 12,5-Bitcoins pro Block schneller als die für 2020 geplante Reduzierung zu reduzieren. Aber das ist leichter gesagt als getan. Unternehmungen, die Bitcoin Mining aktiv vorantreiben, werden sich hierbei sicher nicht bereitwillig beteiligen. Eine Anordnung von Regierungsseite dürfte auch wenig bewirken : Wenn irgendein Land versucht, eine Änderung zu erzwingen, gehen die Bitcoin-Börsen einfach in eine andere Nation, wo sie sich einer solchen staatlichen Regulierung entziehen können. Eine Änderung von Bitcoin durch eine behördliche Anordnung würde eine koordinierte globale Regulierungsanstrengung erfordern. Das dies in absehbarer Zeit geschieht ist höchst unwahrscheinlich.

Eine dritte Möglichkeit wäre, das Bitcoin-Mining-Verfahren insgesamt zu ändern. Bitcoins aktueller Mining-Algorithmus basiert auf der Berechnung einer supermassiven Anzahl von kryptographischen Hash-Funktionen. Aber auch andere Krypto-Währungen haben Alternativen erforscht. Bitcoin Gold ist eine kürzlich entstandener Fork von Bitcoin, die einen "memory-hard" Mining-Algorithmus verwendet, der sich als weniger energiehungrig erweisen könnte - obwohl er immer noch riesige Mengen verbrauchen dürfte. Es gibt auch noch exotischere Algorithmen für Bitcoin-Varianten oder alternative Krypto-Währungen, die gegebenenfalls den Stromverbrauch drastisch reduzieren könnten.

Allein der Streit innerhalb der Community um das Entstehen solcher Forks hat allerdings auch gezeigt, dass eine Umstellung auf so einen alternativen Algorithmus höchst umstritten ist und gerade von den Fundamentalisten unter den Anhängern abgelehnt wird. Was nicht überrascht: Diejenigen, die eine hohe Summe in maßgeschneiderte investiert haben, um möglichst viele Bitcoins nach dem bestehenden System generieren zu können, dürften einen Großteil ihrer Effizienz verlieren - und damit auch Investitionen zunichte machen. Ein solcher Weg scheint also zwar prinzipiell gangbar, es erscheint allerdings unwahrscheinlich, dass er auch in naher Zukunft beschritten wird. Eher wird es noch zu weiteren Forks, also Abspaltungen von der Ur-Bitcoin, kommen. Das könnte sogar noch zu höherem Stromverbrauch führen, wenn Spekulanten beschließen, auf mehrere Varianten gleichzeitig zu setzen - und sich entsprechende Rechensysteme dazu zulegen.

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