Mit dem Aufstieg von Bitcoin in den letzten Jahren ist der Prozess des Bitcoin-Minings zu einem wichtigen Thema geworden. Bitcoin-Mining bezieht sich auf den Prozess der Erstellung neuer Bitcoins und der Überprüfung von Transaktionen auf der Bitcoin-Blockchain. Das Bitcoin-Mining erfordert spezielle Hardware und eine enorme Rechenleistung, was zu einem erheblichen Stromverbrauch und damit enormen Energiekosten führt.
Das Wichtigste zusammengefasst:
💡 Der Stromverbrauch von Bitcoin-Mining entspricht rund 35% der Energie, die deutsche Haushalte nutzen. Viele Länder, darunter Nigeria und Neuseeland, verbrauchen weniger Strom als das Bitcoin-Netzwerk.
💡 Das Bankensystem benötigt etwa das Doppelte der Energie im Vergleich zum Bitcoin-Netzwerk. Dabei ermöglicht Bitcoin mehr Menschen den Zugang zum Finanzsystem als traditionelle Banken. 59,9% der verwendeten Energie von Bitcoin entstammen aus erneuerbaren Energien.
💡 Der Stromverbrauch pro Bitcoin-Transaktion ist sehr hoch und steigt weiter an. Trotzdem hat die Anzahl der Transaktionen seit 2017 nicht zugenommen, was teilweise auf die Nutzung des Lightning-Netzwerks zurückzuführen ist. Weltweit ist Bitcoin für 0,26% des gesamten Energieverbrauchs verantwortlich.
Dieser Artikel soll den Bitcoin Stromverbrauch und den Prozess des Bitcoin-Minings genauer betrachten und die tatsächlichen Auswirkungen des Bitcoin-Minings auf das globale Klima erörtern.
Einführung in das Bitcoin-Mining
Das Bitcoin-Mining ist der Prozess, bei dem neue Bitcoin erstellt und Transaktionen auf der Bitcoin-Blockchain überprüft werden. Jedes Mal, wenn eine Bitcoin-Transaktion stattfindet, wird sie veröffentlicht und landet erstmal im sogenannten Memory Pool, oft einfach Mempool genannt. Das kann man sich wie eine Warteschlange der Transaktionen vorstellen, die noch nicht verifiziert wurden. Diese Transaktionen sollen dann in Blöcken zusammengefasst werden.
In der Kopfzeile des Blocks wird der Hashwert festgehalten, der eine individuelle Identifizierung möglich macht und daher auch als digitaler Fingerabdruck des Blocks bezeichnet wird. Die Aufgabe der Miner besteht nun darin, einen gültigen Hash für den aktuellen Block zu finden.
Dabei müssen sie eine „Nonce“ („number only used once“) immer und immer wieder verändern, bis sie einen Hash finden, der bestimmten Kriterien entspricht. Diese Kriterien werden von einem Schwierigkeitsgrad bestimmt, der von allen Teilnehmenden des Netzwerks akzeptiert werden muss. Der Schwierigkeitsgrad variiert dabei und wird vom Algorithmus immer so angepasst, dass neue Blöcke etwa alle zehn Minuten gefunden werden.
Je niedriger der Schwierigkeitsgrad, desto wahrscheinlicher und einfacher ist es auch für Miner, einen gültigen Hash finden. Andere Nodes im Netzwerk überprüfen dann den Hash und die enthaltenen Transaktionen, um sicherzustellen, dass alles korrekt und nach Vorschrift abgelaufen ist.
Der Miner erhält für seinen Arbeitsaufwand und die investierte Rechenleistung eine Belohnung in Form von Bitcoin. Schlussendlich wird der neue Block an die bestehende Kette an Blöcken angehängt. Diese ist unveränderlich und da jeder Block einen Verweis auf den vorherigen enthält, kann sie unmöglich manipuliert werden.
Der Prozess des Bitcoin-Minings erfordert dabei spezialisierte Hardware, wie zum Beispiel leistungsstarke Grafikkarten oder spezielle ASIC-Mining-Maschinen. Je mehr Rechenleistung ein Miner hat, desto größer ist seine Chance, einen neuen Block zur Blockchain hinzuzufügen und dafür mit Bitcoins belohnt zu werden. Der Bitcoin Stromverbrauch steht und fällt somit mit dem Bitcoin Mining.
Bitcoin Stromverbrauch weltweit in Prozent
Der Energieverbrauch des Bitcoin-Minings ist einer der Hauptkritikpunkte, die gerne von Krypto-Gegnern vorgebracht werden. Aufgrund der hohen Anforderungen an Rechenleistung und Speicherplatz ist der Bitcoin Energieverbrauch enorm, was bei Verwendung fossiler Brennstoffe eine massive Umweltbelastung zur Folge hat. Hier kann der Kohlenstoffdioxidverbrauch für einen einzigen geschürften Bitcoin inklusive Mining-Fees schnell bei 241 Tonnen landen.
Laut dem digiconomist liegt der erwartete jährliche Energieverbrauch von Bitcoin Mitte März 2024 bei 151 Terra-Wattstunden. Das liegt deutlich über dem Niveau des gesamten Stromverbrauchs von Ländern wie Argentinien (133 TWh) oder Schweden (136 TWh).
Derweil liegt die Schätzung des offiziellen Bitcoin Mining Councils vom 30. Juni 2023 sogar bei satten 348 Terra-Wattstunden. Der Bitcoin Mining Council ist laut eigenen Aussagen ein freiwilliges und offenes Forum von Bitcoin-Mining-Unternehmen und anderen Firmen der Krypto-Branche. Er hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Öffentlichkeit transparent über Bitcoin und Bitcoin-Mining zu informieren sowie Best Practices zu teilen.
Laut einer Präsentation dieser Organisation im August 2023 hat Bitcoin Mining mit seinen 348 Terra-Wattstunden einen 0,26% Anteil am weltweiten Energieverbrauch. Die globale Finanzindustrie kommt mit 4.939 Terra-Wattstunden auf einen Anteil von knapp 3%.
Deutlicher Spitzenreiter weltweit sind Wohnhäuser mit 26.481 Terra-Wattstunden. Diese liegen sehr deutlich vor der aktuellen Nummer 2 – Straßenfahrzeuge – die laut dem Bitcoin Mining Council 15.424 Terra-Wattstunden auf die Waage bringen. Es wird also deutlich, dass das Schürfen von Bitcoin noch verhältnismäßig wenig Energie verbraucht.
Das Mining von Bitcoins stellt einen enormen Wettbewerb zwischen den Minern dar. Weil nur eine begrenzte Anzahl von Bitcoins geschürft werden kann, und mit steigendem Kurs immer mehr Miner dazukommen, müssen diese um die knappen Coins kämpfen. Dies führt dazu, dass die Miner immer mehr Rechenleistung und Energie einsetzen, um ihre Chancen auf die Blockbelohnungen zu erhöhen. Als Bitcoin noch in den Kinderschuhen steckte und weitgehend unbekannt war, konnte man Bitcoins noch mit einem handelsüblichen PC schürfen.
Da Bitcoin-Transaktionen minütlich auf der ganzen Welt vorgenommen werden, findet auch das Bitcoin-Mining rund um die Uhr statt. Die Mining-Hardware ist bei vielen Minern also kontinuierlich am Arbeiten. Dies führt zu einem hohen Verschleiß und konstanten Bitcoin Stromverbrauch, unabhängig von den aktuellen Energiebedürfnissen oder der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien.
Bitcoin Stromverbrauch pro Transaktion
Eine einzelne Bitcoin-Transaktion benötigt etwa 2.165 Kilowattstunden Strom, was ausreicht, um einen typischen amerikanischen Haushalt für 74 Tage mit Energie zu versorgen. Diese Menge an Energie für nur eine Transaktion hat zu Diskussionen geführt, ob der hohe Energiebedarf gerechtfertigt ist, insbesondere angesichts der Tatsache, dass täglich etwa 350.000 solcher Transaktionen durchgeführt werden.
Der Kohlenstoffdioxidverbrauch nur einer einzigen Bitcoin-Transaktion ist laut dem digiconomist so hoch wie der von über 1.320.000 VISA-Transaktionen.
Trotz der offensichtlichen Umweltbedenken gibt es Bemühungen, den Bitcoin Stromverbrauch zu reduzieren. Etwa 59,9% des Minings basieren heute auf nachhaltiger Energie, und die Branche macht Fortschritte in Richtung einer höheren Nachhaltigkeit.
Einige Unternehmen nutzen die beim Mining erzeugte Wärmeenergie bereits für Heizzwecke, was ein Beispiel für die effizientere Nutzung der beim Mining anfallenden Energie darstellt.
Wichtig zu beachten ist außerdem, dass hinter einer einzelnen Bitcoin Transaktion mehrere Bitcoin Lightning Transaktionen stecken können. Es ist somit schwer zu berechnen, wie viel Strom eine einzelne Bitcoin Transaktion ausmacht. Zudem muss man verstehen, dass eine höhere Anzahl an Transaktionen den Bitcoin Stromverbrauch nicht erhöht.
Bitcoin Stromverbrauch im Vergleich mit Ländern
Der Stromverbrauch von Bitcoin wird oft kritisiert, insbesondere im Vergleich zu dem Gesamtenergieverbrauch von Ländern. Der jährliche Durchschnittsverbrauch von Bitcoin lag beispielsweise im Dezember 2021 bei etwa 89 Terrawattstunden (TWh), was nur einen Bruchteil des weltweiten Energieverbrauchs ausmacht.
Trotz des hohen Energiebedarfs gibt es positive Aspekte hinsichtlich der Nachhaltigkeit und des CO₂-Ausstoßes von Bitcoin. Rund 59,9% des Bitcoin-Minings basieren auf nachhaltiger Energie.
Der CO₂-Ausstoß von Bitcoin lag im Jahr 2021 bei etwa 41 Megatonnen, was im globalen Vergleich relativ gering ist. Zum Vergleich: Der traditionelle Finanzsektor und die Goldindustrie verursachen deutlich höhere CO₂-Emissionen. Der Anteil von Bitcoin an den globalen CO₂-Emissionen ist mit etwa 0,26% verhältnismäßig gering. Eine Verbesserung im Energiemix, insbesondere durch die Reduzierung des Anteils von Kohlekraft, könnte die CO₂-Emissionen des Bitcoin-Netzwerks weiter verringern.
Die Umweltauswirkungen von Bitcoin
In den Medien heißt es immer wieder, dass der Bitcoin Stromverbrauch zwangsweise eine erhebliche Auswirkung auf die Umwelt habe. Der Großteil der weltweiten Elektrizität wird derzeit noch aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Deswegen, so die Argumentation, führt der hohe Bitcoin Stromverbrauch zu einem erhöhten Ausstoß von Treibhausgasen wie Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre, was wiederum zur globalen Erderwärmung beiträgt.
Das führt zu Bedenken hinsichtlich der Kryptowährung. Da der Klimawandel bereits jetzt erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt hat, ist es wichtig, nachhaltige Lösungen für das Bitcoin-Mining zu finden.
Das wissen auch die großen Mining-Firmen. Der größte Bitcoin-Miner der Welt, das börsennotierte Unternehmen Marathon Digital Holdings setzt schon jetzt auf erneuerbare Energien, unter anderem, um damit klimabewusste Kunden anzusprechen. Indem immer mehr Mining-Farmen erneuerbare Energien nutzen, können sowohl der CO₂-Ausstoß als auch die Umweltauswirkungen verringert werden.
Laut Angaben des Bitcoin Mining Councils stammten bereits vergangenes Jahr 59,9% der eingesetzten Energie aus alternativen Energiequellen. Damit ist der Anteil an genutzten erneuerbaren Energien höher als der von ganzen Staaten wie Deutschland (48,5%) oder auch Südkorea (33,7%). Diese Daten entnimmt der Bitcoin Mining Council einer statistischen Auswertung von BP zur Weltenergie aus dem Jahr 2022.
Ein weiteres Umweltproblem, das mit dem Bitcoin-Mining verbunden ist, ist der hohe Verbrauch von Elektroteilen. Da die Mining-Hardware aufgrund hohen Verschleißes regelmäßig ausgetauscht werden muss, führt dies zu einer großen Menge an Elektroschrott, der oft nicht ordnungsgemäß recycelt oder entsorgt wird. So werden durch das Bitcoin-Mining über 30 Kilotonnen an Elektroschrott im Jahr verursacht. Genauso viel wie von den gesamten Niederlanden.
Eine Möglichkeit, die damit verbundenen negativen Auswirkungen aufs Klima abzumildern, besteht darin, effizientere Mining-Hardware zu verwenden. Durch den Einsatz von energieeffizienteren und langlebigeren Chips und Komponenten kann der Bitcoin Stromverbrauch erheblich reduziert werden. An entsprechender Hardware wird bereits jetzt geforscht.
Die globale Energiebranche und das Bitcoin-Mining
Das Bitcoin-Mining hat auch Auswirkungen auf die globale Energiebranche. Der hohe Bitcoin Stromverbrauch kann zu Engpässen auf dem lokalen Energiemarkt führen. In einigen Ländern haben große Mining-Farmen bereits zu einem Anstieg der Strompreise geführt, da sie einen erheblichen Anteil der verfügbaren Energie verbrauchen.
Es ist jedoch auch wichtig zu beachten, dass das Bitcoin-Mining in einigen Regionen von Vorteil sein kann. In abgelegenen Gegenden, in denen der Strom günstig und reichlich vorhanden ist, kann das Bitcoin-Mining zu wirtschaftlichem Wachstum und neuen Arbeitsplätzen führen.
Da Energie aber nicht fungibel, also nicht einfach ersetzbar, austauschbar oder beliebig einzusetzen ist, muss sie im Moment ihrer Generierung verbraucht oder weitergeleitet werden. Eine Verwendung ist nicht immer sofort möglich und bei der Weiterleitung sinkt der Effizienzgrad.
Auf der Welt gibt es viele Energielieferanten, die zwar Energie verfügbar haben, aber gelegentlich keine lokalen Abnahmequellen vorfinden, die direkt zum Zeitpunkt der Energiegewinnung diese Energie nachfragen. Das führt unweigerlich dazu, dass auf der ganzen Welt sehr viele Energieressourcen vorhanden sind, die allerdings aufgrund mangelnder Nachfrage vorerst ungenutzt bleiben.
In Texas und dem Mittleren Westen gibt es schon jetzt Energieunternehmen, deren Strompreise teilweise auf null oder sogar noch tiefer fallen. Dort wird sehr viel Energie aus Wind- und Photovoltaikanlagen gewonnen. In Texas scheint die Sonne sehr oft und der Mittlere Westen wird im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien nicht selten als „wind belt“ („Windgürtel“) bezeichnet. Dort können die Windparks sehr viel Windenergie in Strom transformieren.
Das führt häufig zu einem Überangebot an Elektrizität, ganz besonders nachts, wenn alle lokalen Bewohner schlafen und die Betriebe stillstehen. Unternehmen wie TXU Energy bieten ihren Strom daher mitunter gratis an. Hinzukommend sinken die Erstinvestitionskosten für Wind- und Solarenergieanlagen immer weiter. Das drückt die Preise pro Kilowattstunde nach unten.
Und hier kommen die Bitcoin-Miner ins Spiel. Sie befinden sich in einer extrem hart umkämpften Branche. Zwangsläufig müssen sie sich dort ansiedeln, wo der Strom billig ist und ziehen daher nach Texas oder in die Region des Windgürtels.
Damit stellen sie auch eine neue Kundschaft für die Energielieferanten dar, die sonst keine Abnehmer finden würden. Die Miner stabilisieren also die Umsätze der Energieunternehmen. Teilweise schließen sie sogar spezielle Verträge mit den Versorgern ab: Sie nehmen den überschüssigen Strom gerne ab, aber wenn das Stromnetz auf einmal überlastet ist und plötzlich ganz viele lokale Haushalte und Unternehmen Strom brauchen, verkaufen sie diesen zurück an das Netz. Davon haben viele Miningfirmen bereits stark profitiert.
Die Zukunft des Bitcoin-Minings und damit seine künftigen Auswirkungen auf die Umwelt sind noch ungewiss. Während der Bitcoin Stromverbrauch weiterhin steigt, gibt es schon jetzt Bestrebungen, nachhaltigere Lösungen zu finden und zu nutzen. Die Entwicklung effizienterer Hardware und der vermehrte Einsatz erneuerbarer Energien könnten dazu beitragen, die Umweltauswirkungen des Bitcoin-Minings zu verringern.
Fazit zum Bitcoin Stromverbrauch
Das Bitcoin-Mining ist ein komplexer Prozess, der einen erheblichen Energieverbrauch hat und durchaus negative Umweltauswirkungen mit sich bringen kann. Der hohe Bitcoin Stromverbrauch hat Auswirkungen auf die globale Energieökonomie, den Klimawandel und die Umwelt im Allgemeinen.
Es ist wichtig, weiter nach umweltfreundlicheren Lösungen für das Bitcoin-Mining zu suchen, um die negativen Konsequenzen für unseren Planeten abzumildern.
Das hat Hal Finney bereits im Januar 2009 in einem Tweet angesprochen: „Thinking about how to reduce CO₂ emissions from a widespread bitcoin implementation“ Erreicht werden kann dies vor allem durch den Einsatz alternativer Energien und effizienterer Hardware.
Wie von Klimaaktivisten und Forschenden häufig betont wird, stehen wir an einem Scheideweg für unseren Planeten. Die Art und Weise unseres bisherigen Wirtschaftens hat uns neben sehr viel Shareholder-Value leider auch den Klimawandel, das Artensterben und die Verschmutzung der Ozeane gebracht.
Nun muss zur Rettung des Planeten vermehrt auf eine nachhaltigere Wirtschaft geachtet werden, die sich vor allem erneuerbaren Energien bedient. Die vergleichsweise junge Mining-Industrie rund um Bitcoin trägt, wie die Zahlen zeigen, nur eine geringe Teilschuld an der Misere und wird den Karren auch nicht allein wieder aus dem Dreck ziehen können. Für die Erhaltung des Planeten muss die gesamte Weltwirtschaft Verantwortung übernehmen und die dringend nötigen Veränderungen anstoßen. Die Miner können und müssen aber ihren Beitrag dazu leisten.
Häufige Fragen (FAQ) zum Bitcoin Stromverbrauch
In diesem Abschnitt beantworten wir die wichtigsten und häufigsten Fragen zum Bitcoin Stromverbrauch.
Der genaue Stromverbrauch für die Erstellung eines Bitcoins kann stark variieren, da er von der Effizienz der Mining-Hardware und dem Energieaufwand des gesamten Netzwerks abhängt. Bei dem aktuellen Bitcoin Stromverbrauch werden etwa 519.000 Kilowattstunden benötigt, um einen Bitcoin zu schürfen.
Bitcoins hoher Energieverbrauch resultiert aus dem Proof-of-Work-Mechanismus, der für das Mining und die Sicherung der Blockchain benötigt wird. Dieses Verfahren erfordert, dass Miner komplexe mathematische Probleme lösen, um neue Blöcke zu erstellen und Transaktionen zu verifizieren, was einen massiven Einsatz von Rechenleistung und damit auch Energie erfordert.
Nach aktuellen Schätzungen der University of Cambridge verbraucht das Bitcoin Netzwerk 170,63 TWh jährlich.
