Der Bitcoin ist ein Klimasünder, oder? So könnte „grünes“ Mining funktionieren

Das Mining von Bitcoin kostet viel Energie. Deshalb gilt die Kryptowährung auch als Dreckschleuder: Denn der Strom für die Rechner und Kühlsysteme kommt meist aus fossilen Energiequellen. Nicht nur Umweltaktivisten kritisieren deshalb, dass das Mining mit einem riesigen CO2-Fußabdruck einhergeht. Auch Tesla-Chef Elon Musk hat die Zahlungen per Bitcoin in seinem Unternehmen gestoppt, solange die Technologie so umweltschädlich bleibt.

Grund für die schlechte Umweltbilanz ist der sogenannte Proof of Work. Damit ist der Prozess gemeint, mit dem Miner neue Blöcke auf der Blockchain erschaffen. Dazu müssen sie komplexe Matherätsel lösen – und brauchen viel Rechenleistung. Entsprechend hoch ist der Strombedarf.

Dass der Bitcoin einen so hohen Energiebedarf hat, ist gewollt: So soll die Kryptowährung gegenüber äußeren Angriffen geschützt werden. Die Bitcoin-Hashrate gibt an, wie viel Rechenleistung die Miner aufbringen müssen, um Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk zu verarbeiten. Je höher die Hashrate, desto sicherer das Netzwerk, denn damit wird es für potenzielle Angreifer schwer, die Kontrolle zu übernehmen. Aktuell liegt die Hashrate bei etwa 597,27 Exahashes pro Sekunde (Stand: 26. April 2024). Das bedeutet: Das gesamte Bitcoin-Netzwerk kann pro Sekunde etwa 597,27 Exahashes (das sind 597,27 Quintillionen Hashes) verarbeiten.

Wie hoch ist der Energieverbrauch der Bitcoin?

Laut dem Bitcoin Electricity Consumption Index der University of Cambridge lag der Energieverbrauch des Bitcoin im vergangenen Jahr bei rund 121.000 Terawattstunden.

Das Mining ist mit den Jahren immer teurer geworden. Lohnte es sich in den ersten Jahren noch, mit dem eigenen Rechner zu Hause nach Bitcoin zu schürfen, braucht es dazu heute eine sehr hohe Rechenleistung und speziell ausgerüstete Computer. Analysten von JP Morgan gehen daher davon aus, dass die Produktionskosten im Miningbereich stark steigen werden – von aktuell 26.500 Dollar auf bis zu 53.000 Dollar. Sparen können die Schürfer bei den Betriebskosten etwa durch besonders energieeffiziente Hardware oder die Nutzung kostengünstiger Energiequellen.

Wegen der hohen Energiekosten lassen sich viele Miner daher dort nieder, wo die Stromkosten besonders günstig sind. Bis zum Jahr 2021 wurden die meisten Bitcoins in China geschürft. Doch dann hat die Regierung das Bitcoin-Mining dort verboten. Seitdem haben die Miner ihr Geschäft verlagert – und sind nun vor allem in den USA tätig. Laut Daten der Universität Cambridge wurden im Januar 2022 bereits 38 Prozent der weltweit produzierten Bitcoins dort geschürft – mittlerweile sollen es laut Schätzungen fast 50 Prozent sein.

Wie die New York Times berichtet nutzen die großen Mining-Unternehmen dort aber vor allem alte Kohlekraftwerke, die eigentlich vom Netz gehen sollten, dank der Nachfrage der Bitcoin-Miner aber am Leben erhalten werden. Zwischen 79 und 99 Prozent der Energie der großen Bitcoin-Mining-Firmen kommen demnach aus der Kohle.

Belohnung nach dem Bitcoin-Halving

Wegen des Bitcoin-Halving hat sich die Belohnung, die Schürfer für die Erstellung eines neuen Blocks bekommen, gerade von 6,25 auf 3,125 Bitcoins halbiert. Zwar gehen Bitcoin-Befürworter davon aus, dass Miner dadurch auch eher auf energieeffiziente Rechner zurückgreifen werden. Wer Bitcoin schürft, muss jetzt allerdings den Rechnereinsatz verdoppeln, um auf die gleiche Vergütung zu kommen wie zuvor – damit steigt der Stromverbrauch wahrscheinlich weiter.

Und auch der gestiegene Bitcoin-Kurs könnte Auswirkungen auf den Energiebedarf der Kryptowährung haben, wie die Universität der Vereinten Nationen in einer Studie herausgefunden hat. Demnach hängt der Energieverbrauch des Bitcoin-Netzwerks direkt mit dem Kurs der Kryptowährung zusammen. Je höher der Kurs, desto eher lohnt es sich auch für ineffiziente Miner, neue Blöcke herzustellen.

Was schlägt Paypal zum Bitcoin-Mining vor?

Die Blockchain Research Group von Paypal will mit einem neuen Vorschlag Miner mit einer Art „grünen Subvention“ dazu bringen, mehr erneuerbare Energien für ihre Rechner zu nutzen.

In dem vorgeschlagenen System werden Miner identifiziert, die nachhaltige Energiequellen nutzen. Diesen „grünen Minern“ wird dann ein eindeutiger öffentlicher Schlüssel zugewiesen. Transaktionen mit niedrigeren Gebühren werden an die grünen Miner weitergeleitet. Ein Teil der Mining-Belohnung für diese Transaktionen ist „gesperrt“. Nur Miner mit grünen Schlüsseln können diese Extra-Belohnung freischalten und beanspruchen. So soll ein Anreiz für die Bitcoin-Schürfer entstehen, ihren Strom aus erneuerbaren Energien zu beziehen.

Paypal hat die Lösung bereits erfolgreich mit der Bitcoin-Miner DMG Blockchain Solutions getestet. Dabei wurden mehrere Transaktionen mit niedrigen Gebühren übertragen, um die Effektivität bei unterschiedlichem Transaktionsvolumen auf der Blockchain zu beobachten.

Doch nicht alle halten das Rumdoktern an der Miner-Belohnung für die beste Lösung für das Umweltproblem der Kryptowährung. „Bitcoin braucht keine ausgefallenen Programme, die Miner bauen bereits auf erneuerbare Energien und reduzieren Methan und Giftmüll“, schreibt Magdalena Gronowska, Beraterin des Energierecycling-Projekts PRTI, auf X.

Damit greift sie einen Gedanken auf, der bei Bitcoin-Enthusiasten verbreitet ist: Bitcoin-Miner nutzen vor allem bisher ungenutzte Energie. Gestützt wird diese Vorstellung von einer Studie von KPMG: Bitcoin-Miner werden demnach auf ihrer Suche nach günstiger Energie als Abnehmer in Stromnetzen fungieren, in denen ein Überschuss an Wind- und Solarenergie besteht. Zum anderen werde durch das Mining die Methode des Gas-Flaring gefördert – ein Verfahren, bei dem Energie dadurch gewonnen wird, dass man Gas, vor allem das Treibhausgas Methan, verbrennt.

Gibt es umweltbewusste Alternativen zum Bitcoin?

Der Paypal-Vorschlag ist ohnehin erst mal nur Theorie. Doch es gibt auch Alternativen zum Bitcoin, die jetzt schon eine bessere Umweltbilanz aufweisen. So hat etwa die Kryptowährung Ethereum bereits auf ein anderes, umweltschonenderes Verfahren umgestellt. Dort setzt man auf Validieren statt Mining, um neue Blöcke auf der Blockchain zu schaffen.

Das Verfahren nennt sich Proof of Stake. Dabei „staken“ Nutzer ihre Coins, das heißt: Sie sperren sie in eine Wallet, um an dem Validierungsprozess teilzunehmen. Je mehr Coins sie staken, desto höher ist ihre Chance, ausgewählt zu werden, um den nächsten Block zu validieren. Wer dann ausgewählt wird, um den nächsten Block zu erstellen, erhält als Belohnung Transaktionsgebühren oder neu geprägte Coins. Auch andere Kryptowährungen wie Cardano oder Solana setzen auf dieses Prinzip.

Umweltaktivisten fordern daher schon lange, auch der Bitcoin solle seine Methode auf Proof of Stake umstellen. Das würde allerdings einem wesentlichen Merkmal des Bitcoin widersprechen: seiner Dezentralität.