Der Energieverbrauch von Bitcoin: worum es in der Debatte wirklich geht

Das Wichtigste in Kürze

• Das Proof of Work von Bitcoin verbraucht systembedingt Strom. Die Betriebskosten der Mining-Maschinen machen es teuer, das Hauptbuch umzuschreiben.
• Niemand kennt die genaue Gesamtmenge, weil Miner ihren Stromverbrauch nicht melden. Jede Schätzung beruht auf Annahmen, und dieser Artikel nennt keine Zahlen.
• Kritiker konzentrieren sich auf Emissionen dort, wo der Strom aus fossilen Quellen stammt, auf Elektroschrott aus ausgemusterten Maschinen und auf Strom, der anderen Zwecken hätte dienen können.
• Befürworter verweisen auf ungenutzte oder überschüssige Energie, auf Miner als flexible Nachfrage für das Stromnetz und auf das Argument, dass die Energie ein Hauptbuch ohne zentralen Betreiber erkauft.
• Gut informierte Menschen sind uneins, und die Antwort hängt ebenso von Werten wie von Technik ab. Dieser Artikel erklärt keinen Sieger.

Warum verbraucht Bitcoin überhaupt Strom?

Bitcoin verbraucht Strom, weil Proof of Work Strom in Sicherheit verwandelt. Mining-Maschinen probieren enorm viele Hash-Werte aus, und die erste, die ein gültiges Ergebnis findet, fügt den nächsten Block an und erhält die Blockbelohnung. Die Stromrechnung ist der Beleg, dass echte Arbeit geleistet wurde.

Eine Bank zahlt für Wachpersonal und Tresore, und ein Unternehmen steht hinter diesen Kosten. Bitcoin hat keinen Betreiber, also bezahlt das Netzwerk seinen Schutz über die Mining-Kosten, finanziert durch neu ausgegebene Bitcoin und Transaktionsgebühren. Um alte Blöcke umzuschreiben, müsste ein Angreifer diese Ausgaben erreichen und die ehrlichen Miner übertreffen. Wie funktioniert Bitcoin? erklärt die Blöcke, die geschützt werden, und Bitcoin-Mining von innen behandelt die Maschinen.

Die Energie ist der Mechanismus und kein Versehen, deshalb geht es in der eigentlichen Debatte darum, ob sie ihren Preis wert ist.

Warum ist der Energieverbrauch von Bitcoin so schwer zu messen?

Er ist schwer zu messen, weil Miner nicht verpflichtet sind, ihre Maschinen, Standorte oder Stromrechnungen zu melden. Forschende müssen schätzen, und die Methoden unterscheiden sich.

Ein Ansatz geht von unten nach oben vor. Er nimmt die Hashrate des Netzwerks, die selbst eine Schätzung ist (siehe Bitcoin-Hashrate und Mining-Schwierigkeit erklärt), und nimmt an, wie effizient die eingesetzten Maschinen sind. Ein anderer geht von oben nach unten vor: Er nimmt die Einnahmen der Miner und nimmt an, welcher Anteil bei einem bestimmten Strompreis auf den Strom entfällt. Beide beruhen auf Vermutungen darüber, welche Maschinen laufen, wie oft und zu welchen Kosten.

Die bekannteste öffentliche Schätzung ist der Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index, herausgegeben vom Cambridge Centre for Alternative Finance an der University of Cambridge. Er zeigt eine beste Schätzung zusammen mit einer Spanne. Andere Forschende und Beobachter nutzen andere Methoden, und ihre Ergebnisse stimmen nicht überein.

Dieser Artikel nennt keine Zahl, weil jede Zahl veraltet und eine einzelne Zahl die Spanne um sie herum verbirgt. Wenn Sie eine brauchen, lesen Sie sie aus der Originalquelle ab und notieren Sie das Datum.

Was sagen Kritiker?

Kritiker bringen vier Hauptpunkte vor.

Emissionen hängen vom Stromnetz ab. Wo Mining-Maschinen Kohle- oder Gasstrom nutzen, verursacht Mining zusätzliche Treibhausgasemissionen. Schätzungen zum Anteil erneuerbarer Energien beim Mining gehen weit auseinander.

Strom hat andere Verwendungen. Auch CO₂-armer Strom könnte Haushalte, Fabriken oder andere Rechenleistung versorgen. Die Nachfrage durch Mining kann Preise erhöhen oder ein lokales Netz belasten, und Nachbarn mancher Standorte haben sich über Lärm beschwert.

Elektroschrott. Mining-Chips sind darauf gebaut, eine einzige Funktion zu berechnen, SHA-256, und können sonst nichts. Wenn neuere Maschinen effizienter werden, werden ältere ausgemustert, und Kritiker verweisen auf den entstehenden Abfall.

Die Sicht pro Transaktion. Die Basisschicht verarbeitet wenige Transaktionen, daher ergibt die Division der Energie durch die Zahl der Transaktionen im Vergleich zu Kartennetzwerken einen hohen Wert.

Was sagen Befürworter?

Befürworter bringen drei eigene Punkte vor.

Ungenutzte und überschüssige Energie. Miner wandern zum günstigsten Strom, etwa zu abgelegenen Wasserkraftkapazitäten, zu Wind- und Solarstrom, den ein Netz nicht aufnehmen kann, oder zu Erdgas, das an einer Ölquelle abgefackelt wird, weil keine Pipeline in der Nähe ist. Befürworter argumentieren, dass es für die Emissionen besser sein kann, dieses Gas vor Ort zum Betrieb von Maschinen zu nutzen, als es abzufackeln oder abzulassen. Manche Kritiker entgegnen, dies könne Ölbetreibern auch einen Anreiz geben, Quellen weiter zu betreiben.

Flexible Nachfrage. Mining-Maschinen lassen sich binnen Augenblicken abschalten. In einigen Regionen der USA haben sich Miner bereit erklärt, die Maschinen herunterzufahren, wenn das Netz unter Druck steht, und Befürworter argumentieren, das mache sie zu einer nützlichen flexiblen Last, die zudem überschüssige Erzeugung aufnehmen kann.

An Sicherheit gebundene Energie. Die Energie erkauft ein Hauptbuch, das kein Unternehmen und keine Regierung kontrolliert, und Befürworter sagen, ihre Kosten sollten daran gemessen werden, was das wert ist. Das ist eine Ermessensfrage.

Sie antworten auch auf die Kritik pro Transaktion. Die Blockerzeugung erfordert denselben Aufwand, ob ein Block wenige oder viele Transaktionen enthält. Mehr Menschen, die Zahlungen senden, erhöhen den Energieverbrauch also nicht direkt, auch wenn höhere Gebühreneinnahmen mehr Miner anlocken können. Zahlungen können zudem die Hauptkette verlassen, wie beim Lightning-Netzwerk. Einige Befürworter fügen hinzu, dass neuere Maschinen pro Energieeinheit mehr Hashes berechnen und dass manche Projekte die Abwärme des Minings zum Heizen von Gebäuden nutzen.

Sind Vergleiche mit anderen Branchen fair?

Sie sind unvollkommen, weil jeder zwei Dinge nebeneinanderstellt, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Ein Vergleich mit dem Bankwesen muss entscheiden, ob Filialen, Geldautomaten, Rechenzentren und Kartennetzwerke mitgezählt werden und ob eine Bank und Bitcoin überhaupt dieselbe Leistung anbieten. Ein Vergleich mit einem ganzen Land stellt eine einzelne Industrielast neben eine Gesamtmenge, die Haushalte und Fabriken einschließt. Behandeln Sie jeden Vergleich als eine Art, die Frage zu rahmen, und nicht als die Antwort.

Ist Bitcoin schlecht für die Umwelt?

Das hängt davon ab, was Sie messen und wie Sie es gewichten. Mining verbraucht systembedingt viel Strom, was das für die Emissionen bedeutet, hängt davon ab, woher der Strom kommt, und die Zahlen sind unsicher.

Frage	Was Kritiker betonen	Was Befürworter betonen
Woher kommt der Strom?	Der fossile Anteil im Strommix	Wasserkraft, Wind und Solar, dazu sonst verschwendetes Gas
Erzeugt Mining zusätzliche Nachfrage?	Es konkurriert mit anderen Verwendungen	Es kann Überschüsse nutzen und auf Anforderung abschalten
Wofür ist die Energie da?	Ein Kostenfaktor ohne entsprechenden gesellschaftlichen Nutzen	Sicherheit ohne zentralen Betreiber
Hardware	Einwegmaschinen, die zu Abfall werden	Stetige Effizienzgewinne und teils Abwärmenutzung

Man kann die Fakten der Befürworter zur flexiblen Nachfrage akzeptieren und trotzdem entscheiden, dass der Gesamtverbrauch es nicht wert ist, und jemand anderes kann die Fakten der Kritiker akzeptieren und entscheiden, dass die Sicherheit es wert ist. Deshalb geht der Streit weiter, und diese Website ergreift keine Partei. Wenn Umweltfaktoren für eine Entscheidung über den Besitz von Bitcoin oder eine Geldanlage darin eine Rolle spielen, kann eine qualifizierte Fachperson Ihnen helfen, sie abzuwägen.

Was bewirken die Halvings beim Anreiz?

Jedes Halving halbiert die pro Block ausgezahlten neuen Bitcoin, was die Energie senkt, die die Mining-Einnahmen tragen können, sofern nichts dies ausgleicht. Miner geben nur so lange für Strom und Hardware aus, wie die erwarteten Einnahmen die Kosten decken. Die Einnahmen bestehen aus der Block-Subsidy (Blocksubvention) plus Gebühren, eine niedrigere Subsidy lässt also weniger für Strom übrig, es sei denn, der Bitcoin-Kurs oder die Gebühreneinnahmen steigen.

Andere Kräfte wirken in die Gegenrichtung. Maschinen werden immer effizienter, und ein höherer Kurs kann das Mining nach einem Halving weiter wachsen lassen, die Richtung des Gesamtenergieverbrauchs ist also nicht durch den Zeitplan festgelegt. Was ist das Bitcoin-Halving? listet die bisherigen vier Halvings auf.

Die Frage auf lange Sicht lautet, was geschieht, wenn die Subsidy ausläuft, nach dem aktuellen Zeitplan etwa im Jahr 2140. Mining würde dann allein durch Gebühren bezahlt, und der Energieverbrauch wäre an die Gebühreneinnahmen gekoppelt. Wie viele Bitcoin können noch gemint werden? erklärt diesen Zeitplan, und ob Gebühren genug Sicherheit finanzieren können, bleibt eine offene Frage.

Was würde das Bild verändern?

Sauberere Stromnetze würden die Emissionen senken, die mit jeder von Minern genutzten Kilowattstunde verbunden sind. Mehr Mining mit überschüssiger Energie würde das Argument der Befürworter stärken, während Belege dafür, dass es andere Nutzungen verdrängt, das der Kritiker stärken würden. Bessere Offenlegung durch die Miner würde die Unsicherheit verringern, und lokale Vorschriften zu Stromverbrauch oder Lärm würden verändern, wo sie arbeiten.

Würde man Bitcoin auf Proof of Stake umstellen, entfiele der Großteil des Energieverbrauchs, aber auch das Sicherheitsmodell würde sich ändern, und Proof of Work vs. Proof of Stake legt diese Kompromisse dar. Es würde breite Zustimmung unter Nutzern, Node-Betreibern und Minern erfordern, und viele Bitcoin-Nutzer schätzen Proof of Work gerade wegen dessen, was es kostet.

Wie lesen Sie eine Energieaussage?

Vier Prüfungen helfen bei fast jeder Schlagzeile über Bitcoin und Energie.

1. Strom oder Emissionen? Das sind unterschiedliche Größen, und die Emissionen hängen von der Stromquelle ab.
2. Eine Zahl oder eine Spanne? Eine ehrliche Schätzung nennt ihre Unsicherheit und ihre Methode.
3. Verglichen womit? Fragen Sie, ob der Vergleich gleichartig ist und ob der Nenner, etwa die Transaktionen, zu dem passt, was Bitcoin leistet.
4. Wer hat es geschrieben, und wann? Mining ändert sich schnell, eine Quelle von vor ein paar Jahren kann daher eine andere Branche beschreiben.

Für das größere Bild listet der Lernpfad „Hier starten“ die zentralen Leitfäden der Reihe nach auf.

Weiterlesen

• Bitcoin-Mining von innen: ein Blick in eine Mining-Anlage: Maschinen, Kühlung, Pools und die Wirtschaftlichkeit des Stroms.
• Proof of Work vs. Proof of Stake: was ist der Unterschied?: wie die beiden Konsensverfahren bei Energie und Sicherheit im Vergleich abschneiden.
• Bitcoin-Hashrate und Mining-Schwierigkeit erklärt: die Messgrößen hinter jeder Energieschätzung.
• Was ist das Bitcoin-Halving? Termine, Geschichte und was sich ändert: wie die Belohnung der Miner mit der Zeit schrumpft.