Wie die steigende Rechenleistung von Bitcoin netto positiv für die Umwelt ist

Ende Februar erreichte die Rechenleistung des Bitcoin-Netzwerks mit 320 EH/s ihr Allzeithoch.

Der Meilenstein löste ein branchenübergreifendes Gespräch über die Auswirkungen einer so hohen Hash-Rate aus, wobei viele außerhalb des Krypto-Raums seine Auswirkungen auf die Umwelt befürchteten. 

Und während die meisten Bitcoin-Kritiker dazu neigen, den Begriff „Umweltauswirkungen“ zu überbeanspruchen, ohne dem, was er umfasst, viel Tiefe zu geben, gab es immer berechtigte Bedenken über den Energieverbrauch von Bitcoin. 

Bitcoin-Mining ist ein energieintensiver Prozess. Bitcoin-Mining ist eine hart umkämpfte und effiziente Branche, sodass Miner immer nach den billigsten und am häufigsten vorkommenden Energiequellen suchen werden. Da der günstigste Strom aus Kohlekraftwerken stammt, befürchten Umweltaktivisten, dass eine Erhöhung der Hash-Rate von Bitcoin mit einer erhöhten Nachfrage nach den schmutzigsten Energiequellen einhergeht.

Viele dieser Kritiker verlassen sich auf das Kontroverse Cambridge Bitcoin Stromverbrauchsindex. Der Index verwendet verschiedene Vergleiche, um zu veranschaulichen, wie viel Strom Bitcoin verbraucht, wobei er häufig Daten herauspickt und veraltete Informationen liefert. 

Die weltweiten Bemühungen gegen den Energieverbrauch von Bitcoin gipfelten im vergangenen Jahr, als Greenpeace ein Manifest veröffentlichte, in dem eine Lösung für den Proof-of-Work-Algorithmus von Bitcoin vorgeschlagen wurde. Das Manifest mit dem Titel „Change the Code, Not the Climate“ fordert Bitcoin auf, zu einem Proof-of-Stake-Konsensalgorithmus wie Ethereum zu „wechseln“. 

Der Vorstoß der Regierung, die Kryptoindustrie zu regulieren, hat die Proteste gegen Bitcoin weiter angeheizt. Seit Anfang 2023 haben sich verschiedene Organisationen und Gruppen für eine strengere Regulierung und Verbote des Bitcoin-Mining eingesetzt. 

In diesem Bericht taucht CryptoSlate tief in das Wachstum der Hash-Rate von Bitcoin ein, um zu sehen, wie es sich positiv für den globalen Kampf zur Reduzierung der Umweltverschmutzung entwickelt.

Die Rechenleistung des Bitcoin-Netzwerks ist stetig gewachsen. Die Hash-Rate ist jedoch anfällig für die gleiche Art von Volatilität wie der Preis von Bitcoin, wobei große Schwankungen oft mit breiteren Marktbewegungen korrelieren. 

Kurzfristige Korrekturen der Hash-Rate korrelieren mit Kursrückgängen bei Bitcoin. In ähnlicher Weise folgen scharfe Anpassungen nach oben auf Preiserhöhungen.

Die März-Rallye von Bitcoin brachte das drittaggressivste Wachstum der Hash-Rate in den letzten fünf Jahren.

Ein so starker Anstieg der Hash-Rate veranlasste viele, sich zu fragen, woher das Wachstum kam. 

Während viele darauf hinwiesen, dass dies darauf zurückzuführen sein könnte, dass Nationalstaaten Bergbaubetriebe aufnehmen, sind die Chancen dafür winzig. Stattdessen ist der starke Anstieg der Hash-Rate höchstwahrscheinlich das Ergebnis mehrerer zusammengesetzter Faktoren, wobei der steigende Preis von Bitcoin der führende ist. 

Mit steigendem Preis von Bitcoin steigt auch die Rentabilität älterer, weniger effizienter ASIC-Miner. Infolgedessen haben Bergbaubetriebe mit vielen ausgedienten ASICs die Maschinen höchstwahrscheinlich wieder online gebracht, um zusätzliche Gewinne zu erzielen. Darüber hinaus sind die neuesten Hydro-ASIC-Miner von Bitmain exponentiell effizienter und bieten über 250 TH/s pro Maschine.

Das Streben nach Rentabilität bedeutet auch, nach billigen und reichlich vorhandenen Energiequellen zu suchen. Mit einer hochflexiblen und mobilen Infrastruktur können Miner schnell ihren Standort wechseln, um von niedrigeren Stromkosten zu profitieren.

Dies war der Fall bei Riot Blockchain, einem der bedeutendsten Bitcoin-Mining-Unternehmen in Texas.

Das öffentliche Bergbauunternehmen hat mit ERCOT langfristige Stromfestverträge abgeschlossen, die das ganze Jahr über stabile Strompreise garantieren. Dies ist gängige Praxis für industrielle Großverbraucher wie Produktionsstätten und Rechenzentren. Im Gegensatz zu anderen Großverbrauchern können Bitcoin-Miner ihren Betrieb jedoch ziemlich schnell und einfach einstellen.

In Zeiten deutlich erhöhter Nachfrage können Miner ihre Maschinen abschalten und mehr Leistung im Netz freigeben. Dies geschah bei Riot im Juli 2022, als das Unternehmen freiwillig einstieg beschnitten seinen Energieverbrauch während einer unerwarteten Hitzewelle, die die Nachfrage in die Höhe trieb. Infolgedessen reduzierte das Unternehmen 11,717 MWh Energie, genug, um über 13,000 durchschnittliche Haushalte in Texas einen Monat lang mit Strom zu versorgen.

Dadurch verdiente Riot Stromgutschriften in Höhe von 9.5 Millionen US-Dollar oder etwa 1,122 US-Dollar pro eingeschränkter MWh. Wenn das Unternehmen die Energie stattdessen in den Abbau von Bitcoin lenken würde, hätte es rund 140 US-Dollar pro MWh verdient. 

Bitcoin-Miner haben im Dezember 2022 erneut bewiesen, dass sie eine wesentliche Rolle in der Energieinfrastruktur von Texas spielen, als mehrere große Betriebe geschlossen wurden, um den Strombedarf zu senken. Damals war Texas mit einem schweren Wintersturm konfrontiert, der zu mehrwöchigen Frostwarnungen im ganzen Bundesstaat führte. 

Fast alle großen Bergbaubetriebe in Texas haben ihre Produktion eingestellt oder eingeschränkt. Riot Blockchain schloss eine ganze Anlage in Rockdale, während Compass Mining alle bis auf einen seiner Standorte in Texas schloss. Core Scientific, das damals Konkurs anmeldete, schränkte den Betrieb während des Sturms ein. Genesis und Rhodium einigten sich außerdem darauf, 99 % ihrer Betriebe einzustellen. 

Die Schließung so vieler großer Miner wirkte sich deutlich auf die Hash-Rate von Bitcoin aus. Die folgende Grafik zeigt drastische Abwärtsanpassungen der Hash-Rate im Dezember 2022 und Juli 2022. 

Die bedeutendste Abwärtsanpassung der Hash-Rate von Bitcoin war im Mai 2021 zu verzeichnen, als die chinesische Regierung de facto eine De-facto-Verordnung erließ Verbot des Bergbaus.

Die Geschwindigkeit, mit der Bergleute umziehen und ihren Betrieb wieder in Betrieb nehmen konnten, ist ein weiterer Beweis für die Flexibilität der Branche. Die von CryptoSlate analysierten Daten zeigten eine knapp dreimonatige Abwärtsanpassung, bevor die gesamte Hash-Rate von Bitcoin zu wachsen begann.

Wenn die Hash-Rate von Bitcoin weiter auf die Rate von 2023 steigt, wird sie bis Ende 2025 einen Zettahash erreichen. Die Stromversorgung all dieser Verarbeitungskapazität wird zweifellos eine enorme Menge an Energie erfordern.

Angesichts des derzeitigen Energieverbrauchs von Bitcoin könnte der Großteil dieser Energie aus nachhaltigen und erneuerbaren Quellen stammen.

In den ersten zwei Monaten des Jahres 2023 stammten über 91 % der bekannten neuen Hash-Rate, die in das Bitcoin-Netzwerk gelangte, aus emissionsfreien Quellen. Am bemerkenswertesten ist, dass Marathon Digital rund 300 Megawatt von thermischer auf Windkraft umgestellt hat, was erheblich zu der Kennzahl beitrug.

Vom Profit getrieben, werden Bitcoin-Miner schnell jede Energiequelle übernehmen, die wirtschaftlich sinnvoll ist. Leider sind emissionsfreie Energiequellen wie Wasserkraft und Windkraft notorisch schwer umzusetzen, da Schwankungen in der erzeugten Strommenge große industrielle Verbraucher vertreiben.

Flexible Bergbaubetriebe gehören zu den wenigen, die bereit und in der Lage sind, diese Volatilität zu akzeptieren.

Die bedeutendste Umweltauswirkung von Bitcoin besteht jedoch nicht darin, emissionsfreie Energiequellen zu nutzen, sondern aktiv die Methanemissionen zu reduzieren.

Während Kohlendioxidemissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe heute als die größten Umweltverschmutzer gelten, verursacht Methan – ein Nebenprodukt von Ölbohrungen – größere Umweltschäden.

Der Großteil des auf Ölfeldern gefundenen Gases wird entweder in die Atmosphäre freigesetzt oder verbrannt, wodurch Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt wird.

Das Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) gibt an, dass Methan für über 25 % der heutigen globalen Erwärmung verantwortlich ist. Die Organisation schätzt, dass Methan in 80 Jahren ein globales Erwärmungspotenzial hat, das mehr als 2-mal größer ist als Kohlendioxid (CO20).

Es gibt fast keinen wirtschaftlichen Anreiz, das Methan zu verkaufen, da für den Anschluss an eine bestehende Pipeline eine mehrere Millionen Dollar teure Infrastruktur erforderlich wäre.

Es gibt jedoch viele wirtschaftliche Anreize, Methan zur Stromerzeugung zu verwenden.

Frühere Untersuchungen von CryptoSlate haben mehrere Unternehmen hervorgehoben, die an Plug-and-Play-Bitcoin-Mining-Farmen arbeiten, die direkt auf Ölfeldern errichtet werden können. Diese schlüsselfertigen Lösungen leiten das auf dem Gebiet gefundene Methan durch Generatoren, wo es verbrannt wird, um Strom zu erzeugen, der die Bitcoin-Miner antreibt.

Und während das Verbrennen von Methan eine kleine Menge Kohlendioxid freisetzt, werden seine Auswirkungen auf die Umwelt durch die viel gefährlicheren Methanemissionen ausgeglichen, die es verhindert.

Einige Forscher schätzen, dass allein Bitcoin-Mining die Methanemissionen um 23 % reduzieren kann, indem Strom verwendet wird, der durch die saubere Verbrennung von Methan aus Deponien und Ölfeldern erzeugt wird.

Abgesehen davon, dass das Bitcoin-Netzwerk sicherer und widerstandsfähiger wird, hat eine wachsende Hash-Rate auch das Potenzial, sich positiv auf das Klima auszuwirken.

Bedenken hinsichtlich der Abhängigkeit von Bitcoin von „schmutzigen“ Energiequellen – dh Kohlekraftwerken – wurden lange Zeit von Forschern und Analysten in der Branche entlarvt. Die neuesten Untersuchungen von Daniel Batten, dem Mitbegründer von ClimateTech, ergaben jedoch, dass weniger als 23 % der Hash-Rate von Bitcoin aus Kohlekraftwerken stammt. Dagegen stammen 23 % aus Wasserkraft, 14 % aus Windkraft, 21 % aus Erdgas und 8 % aus Kernkraft.

Weniger als 4 % der weltweiten Hash-Rate stammt aus Abfackeln und anderen erneuerbaren Quellen.

Wenn die wachsende Hash-Rate weiterhin auf erneuerbare Energiequellen angewiesen ist, insbesondere auf das Abfackeln, könnte Bitcoin beginnen, positive Nettoauswirkungen auf die Umwelt zu haben und die Emissionen, die die globale Erwärmung vorantreiben, drastisch zu reduzieren.