Bitcoin-Mining – Revolutionäre Effekte auf Mini-Grids

Dies ist ein Gastbeitrag von Jesse für Aprycot Media. Jesse arbeitet in der Energiewirtschaft und betreibt einen eigenen Podcast Powering Bitcoin.


Bitcoin Mining revolutioniert die wirtschaftliche Machbarkeit der Stromerzeugung.

Dies wird sich auf viele Bereiche der modernen Energiewirtschaft auswirken. Insbesondere dort, wo brachliegende Energiequellen oder ungenutzte Energiequellen bisher nicht an die bestehende Infrastruktur angeschlossen werden konnten und daher ignoriert werden. Das Bitcoin-Mining erschließt durch sein Design eine Menge an reichlich vorhandener Energie für den Verbrauch.

Das Mining von Bitcoin kann und sollte einen tiefgreifenden Effekt auf Mini-Grids* haben, die ebenfalls mit erneuerbaren Energien betrieben werden. 

In diesem Beitrag wird nur auf die Grundlagen des Bitcoin-Minings eingegangen, wie es funktioniert und was es ist. Es gibt bereits eine Fülle von Ressourcen die Bitcoin-Mining näher beschreiben, und ich möchte mich stattdessen auf die Chancen für Mini-Grids konzentrieren. Es ist wichtig zu beachten, dass ein Verständnis von Bitcoin nicht notwendig ist, um die damit verbundenen Möglichkeiten zu verstehen. Bitcoin hat einen Marktwert. Er hat einen Marktwert, weil es Menschen auf der Welt gibt, die einen Preis dafür zahlen. Das ist die einzige Bedingung, die nötig ist, um die unten beschriebenen Ideen in der Zukunft realisierbar zu machen. 

Bitcoin Mining beschreibt den Prozess der Umwandlung von Strom in Wärme durch Einspeisung von Strom in einen “ASIC Miner”. ASIC steht für “Application Specific Integrated Circuit” (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) und ist ein schicker Begriff für einen Computer, der eine ganz bestimmte Aufgabe extrem gut und effizient erledigt, im Gegensatz zu deinem Telefon oder Laptop, die allgemeine Verarbeitungseinheiten sind und mehrere verschiedene Arten von Berechnungen durchführen können. 

Diese “Miner” erraten kryptografische Hashes. Wenn sie richtig raten (nach Einschätzung des Netzwerks), werden sie in Bitcoin belohnt. Derzeit werden bei einem Marktwert von rund 41.000 USD alle zehn Minuten insgesamt rund 250.000 USD vom Netzwerk ausgezahlt. Einzelne, kleinere Mining-Betriebe legen ihre Hashrate in der Regel in einem Pool zusammen, um ihre Chancen zu erhöhen, einen “gültigen Hash” zu finden. Die Belohnungen werden dann entsprechend der dem Pool zugewiesenen Rechenleistung aufgeteilt. Jeder “Versuch” ist ein abgeschlossener Prozess. Moderne Mining-Maschinen raten etwa 10012 Mal pro Sekunde. Diese Maschinen können ein- und ausgeschaltet werden, sie können sogar ihre individuelle Leistung erhöhen und verringern und sind in dieser Hinsicht Computern recht ähnlich. Bitcoin-Mining ist sowohl zeit- als auch ortsunabhängig und ist in der Kapazität nur von der Leistung einzelner Miner begrenzt. Alles, was benötigt wird, ist eine Verbindung zum Internet. Die genannten Eigenschaften waren bisher bei keinem anderen Stromverbraucher verfügbar. 

Weiter werde ich hier nicht gehen. Wenn du weitere Fragen zum Bitcoin-Mining oder zu Bitcoin im Allgemeinen hast, bin ich gerne bereit, alle Fragen zu beantworten.

Während meiner beruflichen Laufbahn war ich größtenteils für den Betrieb einer Reihe von Mini-Grid-Anlagen in Sub-Sahara Afrika verantwortlich. Durch PV-Anlagen in Containern (~40 kWp), die wir mit Lithium-Ionen-Speichern und Netzen kombiniert haben, versorgen wir Gemeinden mit bis zu 400 Kunden mit erneuerbarem Strom. Die Kunden wiederum zahlen für die Dienstleistung, und die Gewinne werden zur Rückzahlung an die Investoren verwendet. Die Idee dabei ist, die Infrastruktur unabhängig von staatlichen Subventionen zu entwickeln. 

Wie du sicher weist, kann Strom nur erzeugt werden, wenn es eine Last gibt. Unsere Anlagen erzeugen dort, wo sie stehen, bis zu 70.000 kWh pro Jahr. In der Regel haben wir Energiespeicher mit einer Kapazität von etwa 50 kWh. Ich werde sehr vereinfachte (!) Berechnungen anstellen, um meinen Standpunkt zu verdeutlichen. Wenn wir davon ausgehen, dass unsere Batterien jeden Tag bis zur maximalen Kapazität aufgeladen und morgens und abends fast entladen werden, können wir etwa 18.000 kWh pro Jahr in diesen Batteriemodulen speichern. Damit verbleiben 52.000 kWh, die das Netz abnehmen muss. Wenn die Last nicht ausreicht, erleiden wir im Grunde einen Verlust, da die Energie in Wärme umgewandelt wird und keine Elektronen fließen. Dies ist für uns als Unternehmen, in dem die Gewinnspannen und die Zahlungsfähigkeit unserer Kunden gering sind, ziemlich kritisch. Wir bemühen uns immer möglichst viel Energie zu produzieren um die Anlagen so wirtschaftlich wie möglich zu nutzen.

Was hat das Bitcoin-Mining damit zu tun? Stell dir vor, du hättest einen Kunden für deinen Strom, der immer bereit ist, dir etwas von deinem Strom abzunehmen. Egal zu welcher Tageszeit, egal in welcher Menge. Wenn die Batterien voll aufgeladen sind, die Sonne mitten am Tag intensiv scheint und die Nachfrage im Netz gering ist, kauft dieser Kunde fröhlich deinen Strom. Stell dir einen Kunden vor, der immer wach und bereit ist, deinen Strom zu verbrauchen, wenn es sonst keine Nachfrage gibt. Frühmorgens, wenn die Sonne aufgeht und die normalen Kunden ihren Tag gerade beginnen. Stell dir einen Kunden vor, der in den frühen Tagen eines Projekts einspringt, wenn die Netzinfrastruktur noch nicht aufgebaut ist, oder einen Kunden, der direkt vor der Haustür der Erzeugungsanlage sitzt, falls Teile des Netzes ausfallen.

Das ist es im Grunde, was Bitcoin Mining bieten kann. Es gibt viele verschiedene Modelle, wenn es um Bitcoin-Mining-Maschinen geht. Spätere, effizientere (J/TH) Modelle benötigen 3,25 kW und produzieren 100 TH/s und haben somit eine Effizienz von 32,5 J/TH, während andere, ältere Modelle, die ein viel niedrigeres CAPEX haben, eine Effizienz von etwa 98 J/TH aufweisen. Vier Antminer S9-Einheiten entsprechen beispielsweise einer kombinierten Last von etwa 5,3 kW, die für 1.200 USD CAPEX (ohne Installationskosten, Verkabelung usw.) erworben werden können. Sie stünden jederzeit für jede überschüssige Last zur Verfügung, die nicht anderweitig gewinnbringender verkauft werden kann. Es ist ein recht einfacher, intelligenter Mechanismus erforderlich, der die Miner einschaltet, wenn die Wechselrichter eine Überlast feststellen. Diese Maschinen sind im Betrieb aufgrund des Lüftergeräusches recht laut. In heißen Klimazonen würde ich vorschlagen, die Miner in Mineralöl zu tauchen, um sie effizienter zu kühlen und vor Staub zu schützen. Je weniger Wartung nötig ist, desto besser. 

Diese vier Miner, die ich gerade kurz beschrieben habe, haben eine kombinierte Hashrate von ca. 54 TH/s. Wenn sie den ganzen Tag laufen, werden sie 10 USD (zu den aktuellen Marktbedingungen am 20. April 2022) pro Tag an Gewinn erwirtschaften, da die Energiekosten gleich Null sind. Hier ist ein Rechner, mit dem du deine eigenen Schätzungen anstellen kannst.

Diese Dynamik hat das Potenzial, die Art und Weise, wie die wirtschaftliche Machbarkeit von Energieprojekten ermittelt wird, völlig zu revolutionieren. Dies geschieht in großem Maßstab im ERCOT-Netz, wo die Reaktion auf die Nachfrage das A und O ist. Unternehmen nutzen abgefackeltes Gas, das sonst z. B. in Ölförderanlagen verbrannt wird, um Bitcoin zu schürfen. Exxon hat vor kurzem angekündigt, dass sie dieses Feld erforschen wollen. Ein weiteres großartiges Beispiel für diese Dynamik ist der Virunga-Nationalpark, wo ein 15-MW-Wasserkraftwerk an eine Bitcoin-Mining-Anlage angeschlossen ist und nahezu sofortigen Cashflow erzeugt, ohne dass eine Netzinfrastruktur vorhanden ist. KWh für kWh werden die Miner aus diesem lokalen Markt verdrängt, da immer mehr Verbraucher an ein kleines, lokales Netz angeschlossen werden und den vom Staudamm erzeugten Strom zu einem höheren Preis verbrauchen können, als der Miner zu zahlen bereit ist.

Vor dem Bitcoin-Mining gab es keine praktikable Möglichkeit, überschüssigen Strom zu monetarisieren. Das hat sich in den letzten Jahren geändert, und ich würde mich freuen, wenn mehr Betreiber im Energiesektor diese innovative Idee erforschen würden, um ihre Einkommensströme weiter auszubauen.

1: Ein Mini-Grid ist ein netzfernes Stromverteilungsnetz mit kleiner Stromerzeugung. Oftmals mit Microgrids vermengt, wird ein Mini-Grid manchmal so definiert, dass es eine Nennleistung von weniger als 11 kW hat und von Versorgungsnetzen getrennt ist.


Dies ist ein Gastbeitrag von Jesse. Die geäußerten Meinungen sind ausschließlich seine eigenen und spiegeln nicht notwendigerweise die von Aprycot Media wider.

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