Studie zur Kryptowährung 13.06.2019, 10:30 Uhr

Bitcoin-Mining: Muss der Energieverbrauch reguliert werden?

Das Bitcoin-System frisst Energie und verursacht CO2. Im vergangenen Jahr waren es rund 46 Terawattstunden und 22 Megatonnen CO2. Damit verbrauchte das Schürfen der Kryptowährung allerdings weniger Strom als zuvor angenommen.

Für das Schürfen von Bitcoins benötigen Rechner enorm viel Energie.

Das Schürfen von Bitcoins im Netz verbraucht enorm viel Energie.

Foto: panthemedia.net/mtmmarek

Die virtuelle Währung Bitcoin entsteht beim sogenannten „mining“, also beim Schürfen. Die Computer der Schürfer müssen dabei Rechenaufgaben lösen und werden dafür mit Bitcoins belohnt. Da die Aufgaben immer schwieriger werden, reicht ein Wohnzimmer-PC längst nicht mehr aus. Schürfer betreiben Server-Farmen, sogenannte Minen, die ganze Hallen füllen. Wie hoch deren Stromverbrauch ist, lässt sich schwer abschätzen, da sich die Miner ungern in die Karten blicken lassen. Doch nun haben Forscher des MIT und der TU München Zahlen vorgelegt. Ebenso wie der niederländische Forscher Alex de Vries im vergangenen Jahr.

Bitcoin-System verbraucht 46 TWh pro Jahr

Die Wissenschaftler des MIT und der TUM weisen dem Schürfen des Bitcoins einen Energiebedarf von 46 Terawattstunden (TWh) pro Jahr zu. Das ist viel. Vergleichbar ist der Energiehunger der Kryptowährung damit mit dem Jordaniens. Zum Vergleich: Ein durchschnittlicher 2-Personen-Haushalt verbraucht im Jahr rund 3.500 bis 4.000 Kilowattstunden (kWh), also 0,0000035 TWh.

Die Schätzung des Ökonoms de Vries ein Jahr zuvor ging davon aus, dass rund 42.000 KWh nötig sind, um einen einzigen Bitcoin zu schürfen. Dieser theoretische Minimalwert basiert allerdings auf der Annahme, dass bei allen Minern die effizienteste Hardware zum Einsatz kommt, etwa sogenannte Asic-Miner. Das ist aber längst nicht bei jedem Schürfer der Fall, weshalb de Vries den tatsächlichen Verbrauch beim Bitcoin-Mining noch höher einschätzte. „Der Energieverbrauch des Bitcoin-Systems ist atemberaubend“, sagte de Vries 2018 im Gespräch mit Spiegel Online. „Zurzeit verbraucht es etwa 67 Terawattstunden pro Jahr.“

CO2-Bilanz: Regulierung des Krypto-Minings sinnvoll?

Doch das Mining braucht nicht nur Energie, es verursacht auch CO2-Emissionen. Rund 22 Megatonnen Kohlendioxid im Jahr, so die Forscher von MIT und TUM. Und damit in etwa so viel wie die Hansestadt Hamburg mit ihren rund 1,8 Millionen Einwohnern oder die Wüstenstadt Las Vegas mit ihren knapp 642.000 Einwohnern.

Die Frage nach der Umweltbelastung durch Mining begleitet den Bitcoin schon lange und konnte den Boom der digitalen Währung bisher nicht wesentlich bremsen. Die schlechte CO2-Bilanz des Bitcoins wird jedoch auch vom Standort der Schürfer in die Höhe getrieben. Zwei Drittel aller Miner kommt laut der aktuellen Studie aus asiatischen Ländern. Die Wissenschaftler nutzten diese Informationen, um die CO2-Bilanz der Stromversorgung in diesen Ländern mit in ihre Kalkulation aufzunehmen. Säße ein Großteil der Miner in Schweden, wo der Anteil der Energie aus erneuerbaren Quellen bei rund 55 % liegt, sähe die Bilanz ganz anders aus.

Christian Stoll, Mitautor der aktuellen Studie von MIT und TUM, fordert politische Konsequenzen, um die CO2-Bilanz des Schürfens zu reduzieren. „Der CO2-Fußabdruck ist so groß, dass er Anlass genug bietet, um über die Regulierung von Krypto-Mining an Standorten mit CO2-intensiver Stromproduktion zu diskutieren“, so der Promovierende am Lehrstuhl für Controlling der TU München. Er schlägt vor, Mining-Farmen dazu zu verpflichten, ihre Energie verstärkt aus erneuerbaren Quellen zu beziehen. Etwa indem sie selbst Strom aus Wind, Sonne oder Erdwärme erzeugen.

Wie die Forscher den Energiebedarf berechneten

Um an die Daten des Stromverbrauchs zu kommen, werteten die Forscher der TU München und des Massachusetts Institute for Technology eine große Menge Daten aus und führte die Ergebnisse schließlich zusammen. Unter anderem untersuchten die Wissenschaftler:

  • den Stromverbrauch des Netzwerks, den sie den Börsendokumenten von Hardwareherstellern sogenannter Asic-Miner entnahmen.
  • den Ort des Schürfens. Bei großen Farmen gingen die Forscher von einem zusätzlichen Energieverbrauch durch die nötige Kühlung der Großrechner aus.
  • die IP-Adressen der Bitcoin-Schürfer. Hier nutzten die Forscher Daten sogenannter Mining Pools. „In diesen Gruppen haben Schürfer ihre Rechenleistung zusammengeschlossen, um bei der Lösung der Rechenaufgaben schneller zum Zug zu kommen – ähnlich wie bei einer Tippgemeinschaft“, erklärt Stoll.

Den Grund für die abweichenden Zahlen bisheriger Studien sieht Stoll in der wissenschaftlichen Vorgehensweise. Bisherige Studien basierten demnach „auf zahlreichen Schätzungen“. Das Datenmaterial, das er und seine Kollegen herangezogen haben, um den Energieverbrauch und den Kohlendioxidausstoß zu beziffern, ermöglichte dagegen die bisher detaillierteste Kalkulation.

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