Aus dem Original “Bitcoin’s Energy Usage Isn’t a Problem. Here’s Why.“ von Lyn Alden @lynaldencontact, erschienen im August 2021, geändert im Dezember 2021 auf ihrer Homepage. Übersetzt von BitBoxer, Lektorat durch Chris_SHA256.
Bitcoin ist bezüglich seiner Energienutzung seit Jahren in den Nachrichten.
Es wird oft dafür kritisiert, dass es zu viel Energie und diese nicht effizient nutzt, oder sogar eine regelrechte Klima- und Energie-Katastrophe auslösen wird.
Zum Beispiel veröffentlichte, die Zeitung Newsweek im Dezember 2017 einen Artikel mit dem Titel, „Bitcoin-Mining ist auf dem Weg, bis 2020 die gesamte Energie der Welt zu verbrauchen“.
Nun, hier im Jahr 2021 kann ich offensichtlich sagen, dass dies nicht passiert ist.
Die University of Cambridge ist die meistzitierte Quelle für die Schätzung des Bitcoin-Energiebedarfs, und die aktuellste Analyse beziffert die geschätzte jährliche Spitzenrate auf unter 140 TWh.
Da weltweit über 170.000 TWh Energie pro Jahr genutzt werden, bedeutet dies, dass das gesamte Bitcoin-Netzwerk bei seinem geschätzten Spitzen-Nutzungswert weniger als 0,1 % des weltweiten Energiebedarfs verwendet. Und das bei einem Netzwerk mit schätzungsweise mehr als 100 Millionen Nutzern.
Der Energiebedarf von Bitcoin ist im Vergleich zum weltweiten Energiebedarf ein Rundungsfehler. Und das meine ich wörtlich; wenn Wissenschaftler schätzen, dass die Welt in einem bestimmten Jahr eine bestimmte Menge an Energie nutzt, können sie leicht um ein paar Prozentpunkte in die eine oder andere Richtung daneben liegen, ganz zu schweigen von ein paar Zehntel Prozent. Bitcoin nutzt schätzungsweise weniger als ein Zehntel eines Prozents.
Außerdem stammt ein großer Teil der Energie, die Bitcoin nutzt, aus Energiequellen, die ansonsten ungenutzt bleiben.
Wenn Bitcoin auf lange Sicht weitgehend erfolgreich ist und sich zu einem systemrelevanten Vermögenswert und Zahlungssystem entwickelt, das von über einer Milliarde Menschen genutzt wird, und zwar mit dem 10 bis 20-fachen der derzeitigen Marktkapitalisierung, dürfte die Energienutzung mehrere Zehntel Prozent des weltweiten Energiebedarfs erreichen. Wenn es hingegen nicht erfolgreich ist und gegenüber dem heutigen Stand nicht weiter wächst, wird die Energienutzung stagnieren und schrumpfen, da die sogenannten Block-Subventionen weiter abnehmen. Auf diese Zahlen werde ich im weiteren Verlauf des Artikels eingehen.
Im Hinblick auf den globalen Energiebedarf ist jener des Bitcoin-Netzwerks im Wesentlichen ein Rundungsfehler und wird dies auch für immer bleiben. Egal, ob Bitcoin nun erfolgreich ist oder nicht. Sein Energiebedarf wird seinen langfristigen Nutzen in keinem Fall übersteigen (wie hoch oder niedrig dieser auch immer sein mag).
Als jemand, der einen Hintergrund in Elektrotechnik hat, hat mich Bitcoin auch deshalb angezogen, weil ich gesehen habe, wie effizient das Netzwerk Energie nutzt. Ich hätte in jede beliebige Blockchain investieren können, oder den Bereich der digitalen Vermögenswerte ganz vermeiden können. So hätte ich meine Investition jederzeit auf eine andere Blockchain umstellen können. Doch wenn ich mit den vorliegenden Zahlen kalkuliere, komme ich zu dem Schluss, dass Bitcoin besonders elegant mit Energie umgeht und mit der Zeit immer energieeffizienter wird. Weil es richtig konzipiert wurde.
Wenn das der Fall ist und der Energiebedarf von Bitcoin im globalen Maßstab praktisch irrelevant ist, wie können Journalisten dann so große, sensationelle Fehler machen? Die Antwort liegt oftmals in der Tatsache begründet, dass der Skalierungs-Prozess, den das Netzwerk durchläuft, nicht verstanden wird.
Und sicherlich ist es einfacher, Dinge für Seitenaufrufe oder politischen Gewinn zu sensationalisieren. Zum Beispiel wird allgemein behauptet, dass das Bitcoin-Netzwerk mehr Energie nutzt als einige Länder. Das ist wahr, aber das gilt auch für Google, YouTube, Netflix, Facebook, Amazon, die Kreuzfahrtindustrie, Weihnachtsbeleuchtung, Haushaltswäschetrockner, Privatjets, die Zinkindustrie und im Grunde jedes andere große Plattformmodell oder jede andere Industrie. Bezüglich dieser Liste kommt der Energieverbrauch von Bitcoin dem Energieverbrauch der Kreuzfahrtindustrie am nächsten, aber Bitcoin wird im Vergleich dazu von mehr Menschen genutzt und das Netzwerk skaliert viel besser.
Es ist wichtig zu verstehen, ob Bitcoin grundsätzlich ein Umweltproblem darstellt und, ob es energieeffizient ist oder nicht. Offenkundig beeinflusst dies die Entscheidung, ob es eine gute Investition darstellt und ein gutes Zahlungs-Netzwerk ist.
Wenn Bitcoin tatsächlich ernsthafte Probleme mit der Skalierung des Energiebedarfs hätte, würde es schließlich im Wettbewerb mit seinen Konkurrenten auf dem privaten Markt scheitern, da es nicht genügend Nutzen für seinen Energiebedarf bietet.
Aus technischer Sicht und nach Analyse der Daten stellt der Energiebedarf von Bitcoin kein Problem dar. Um diese Analyse zu vollziehen, muss man jedoch verstehen, wie Bitcoin funktioniert. Und man muss sich über jene Kompromisse im Klaren sein, welche, wenn man eingeht, wenn man einen anderen Ansatz als den von Bitcoin verwendet.
Schauen wir uns einmal an, wie Bitcoin funktioniert. Sie können hier am Anfang beginnen oder zu den Kapiteln springen, die Sie interessieren.
Kapitel des Artikels:
- Der Zweck von Bitcoin
- Warum Bitcoin Elektrizität nutzt
- Das effiziente Skalierungsmuster von Bitcoin
- Wie Bitcoin andernfalls verschwendete Energie nutzt
- Bitcoins Proof-of-Work im Vergleich zu alternativen Methoden
- Schlussgedanken und Zusammenfassung
Der Zweck von Bitcoin
Bevor wir uns mit dem Energiebedarf beschäftigen, ist es hilfreich, zusammenzufassen, wofür Bitcoin verwendet wird und zur Lösung welcher Probleme das Netzwerk optimiert wurde. Hernach können wir uns den Energiebedarf ansehen und entscheiden, ob es diesen Zweck erfüllt oder nicht.
Bitcoin versucht nicht, das billigste Zahlungs-Netzwerk zu sein, obwohl es das in vielerlei Hinsicht ironischerweise sein kann, zum Beispiel, wenn man das Lightning-Netzwerk (eines der Bitcoin Skalierungs-Systeme der zweiten Schicht) in Betracht zieht.
Stattdessen strebt Bitcoin danach, ein dezentralisierter Vermögenswert- sowie ein Zahlungs-Netzwerk zu sein, und damit ist es seit 13 Jahren erfolgreich.
Bezüglich des Vermögenswertes ist Bitcoin etwas, das die Nutzer, wenn sie es wollen, durch Verschlüsselung selbst verwahren können. Dieser Vermögenswert hat ein festes, vorgegebenes Angebot. Das macht Bitcoin inflationsresistent und schwierig zu konfiszieren. In Bezug auf das Zahlungs-Netzwerk kann Bitcoin verwendet werden, um Transaktionen zu tätigen, die weder von einer Erlaubnis noch einer Überprüfung durch eine zentralisierte Drittpartei abhängen. Dies macht das Netzwerk zensurresistent und interoperabel mit vielen verschiedenen internationalen Zahlungssystemen.
Jedes System, das von sich behauptet, im Hinblick auf die Durchführung von Zahlungen und die Speicherung von Vermögenswerten effizienter als das Bitcoin-Netzwerk zu sein, ist auch zentralisierter. Zentralisierte Dinge neigen von Natur aus dazu, effizient zu sein. Das Durchführen von Transaktionen und das Verwalten von Guthaben kann so einfach sein wie das Aktualisieren einer internen Datenbank. Letztlich ist dies fast kostenlos.
Allerdings besteht das Problem darin, dass zentralisierte Dinge in der Regel nicht resilient sind. So entsteht ein Kompromiss zwischen Effizienz und Resilienz. Wenn Sie alle Eier in einen Korb legen, diesen Korb einem Freund geben und dieser den Korb fallen lässt oder sich weigert, ihn zurückzugeben, haben Sie Pech gehabt. Wenn man sich auf eine zentrale Stelle verlässt, gibt man die Kontrolle an Andere ab. Dies setzt wiederum voraus, dass besagte Andere sowohl moralisch korrekt als auch kompetent handeln. Des Weiteren sind die etablierten Zahlungs-Netze an eine Fiat-Währung gebunden, die zwar als Tauschmittel nützlich ist, aber auf lange Sicht ihren Wert nicht halten kann.
Bitcoin ist ein öffentliches, verteiltes Kassenbuch mit einer Reihe von privaten und öffentlichen Schlüsseln. Solange sie Zugang zum Internet haben (gegebenenfalls auch zum satellitengestützten Internet), können die Nutzer mit ihren privaten Schlüsseln Bitcoin (auch Bruchteile eines Bitcoin) an andere Teilnehmer des Netzwerks senden. Sie können ihre privaten Schlüssel offline aufbewahren. Sie können Bitcoin empfangen, wenn sie offline sind. Sie benötigen lediglich eine Internetverbindung, um sie zu versenden, ihren Kontostand zu bestätigen und dergleichen.
Damit gehört Bitcoin zu den portabelsten und am schwersten zu beschlagnahmenden Vermögenswerten der Welt. Es kann international zwischen verschiedenen Parteien verschickt, gespeichert und an jeden Ort der Welt mitgeführt werden. Weiterhin kann es offline, ohne Gegenpartei, gelagert werden. In Anbetracht der Tatsache, dass es eine Angebots-Obergrenze gibt, ist es nicht verwunderlich, dass sich die Menschen in vielen Schwellenländern Bitcoin zugewandt haben, anstatt sich vollständig auf eine ungesunde lokale Währung zu verlassen, die in manchen Fällen um 10, 20, 50 oder 100 % und mehr pro Jahr inflationiert wird.
Selbst in entwickelten Märkten mit niedrigeren Inflationsraten muss die Bevölkerung mit negativen inflationsbereinigten Zinssätzen zurechtkommen. Das folgende Schaubild zeigt zum Beispiel den Zinssatz von US-Staatsanleihen abzüglich der vorherrschenden offiziellen Inflationsrate. Wenn der Wert unter null liegt, bedeutet dies, dass Staatsanleihen (und in der Regel auch Bankkonten) nicht genug Zinsen abwerfen, um mit der offiziellen Inflationsrate Schritt zu halten:
Während einige Länder Bitcoin teilweise verbieten können, indem sie Banken verbieten, Geld an Kryptobörsen zu senden, oder indem sie Bitcoin-Mining im großen Stil verbieten, ist es fast unmöglich, den Peer-to-Peer-Handel zu stoppen. Insbesondere in Ländern mit seriösen Eigentumsrechten und Meinungsfreiheit. Das Verbot der individuellen Interaktion mit Bitcoin ist vergleichbar mit dem Verbot von Informations- und Meinungsfreiheit, da es sich nur um ein öffentliches Open-Source-Kassenbuch handelt. Man muss sich nur Zahlen merken können, um darauf zuzugreifen, und wenn nötig eine Satellitenverbindung nutzen können, um lokale Internetanbieter zu umgehen. Es würde einen sehr autoritären Ansatz mit drakonischer Durchsetzung erfordern, um die Nutzung wirklich auszulöschen.
Es gibt jedoch auch Länder, die Bitcoin adoptiert haben, wie zum Beispiel El Salvador, das ihn zum gesetzlichen Zahlungsmittel gemacht hat. Dies ist zu einem großen Teil darauf zurückzuführen, dass El Salvador in hohem Maße auf Rücküberweisungen (sog. Remissen) angewiesen ist, und dass es nahezu kostenlos ist, Rücküberweisungen über das Lightning-Netzwerk zu senden, welches auf dem Bitcoin-Netzwerk aufbaut. Es ist Open Source und wird mit der Zeit immer weiter entwickelt. Eine Reihe anderer Länder, die den Bitcoin zuvor verboten hatten oder kurz davor standen, ihn zu verbieten, haben ihre Verbote wieder zurückgenommen.
Mein Artikel über Inhabervermögenswerte, Bearer Assets, enthielt einen großen Abschnitt über die praktischen Anwendungsfälle von Bitcoin, sowohl in Industrie- als auch in Entwicklungsländern. Abgesehen davon, dass es sich um einen Vermögenswert mit einer festen Angebots-Obergrenze handelt, sind im Folgenden einige Beispiele für den Einsatz des zensurresistenten Zahlungsverkehrs und der Portabilität aufgeführt:
1) Reuters berichtete im Februar 2021, wie der russische Oppositionsführer und Anwalt für Korruptionsbekämpfung Bitcoin als zensurresistentes Zahlungsmittel nutzt, da Putins Behörden alle herkömmlichen zugelassenen Zahlungswege blockieren:
Die russischen Behörden sperren regelmäßig die Bankkonten von Nawalnys Anti-Korruptions-Stiftung, einer von ihm gegründeten Organisation, die Ermittlungen zur Korruption in Behörden durchführt.
„Sie versuchen immer wieder, unsere Bankkonten zu schließen – aber wir finden immer eine Art Umgehung“, sagte Volkov.
„Wir verwenden Bitcoin, weil es ein gutes, legitimes Zahlungsmittel ist. Die Tatsache, dass wir Bitcoin-Zahlungen als Alternative haben, hilft uns, uns vor den russischen Behörden zu schützen. Diese sehen, wenn sie andere traditionelle Kanäle schließen, haben wir immer noch Bitcoin. Es ist wie eine Versicheurng.“
2) Der Guardian berichtete im Juli 2021 darüber, wie nigerianische Händler und Protestgruppen die zensurresistenten Zahlungs-Attribute von Bitcoin nutzten, um Devisen Sperren zu umgehen und Geld zu erhalten, auch wenn ihre Bankkonten gesperrt waren.
Auch finanziell wurde hart durchgegriffen. Organisationen der Zivilgesellschaft, Protestgruppen und Einzelpersonen, die die Demonstrationen unterstützten und Geld für die Befreiung von Demonstranten oder die Versorgung der Demonstranten mit Erster Hilfe und Lebensmitteln sammelten, wurden plötzlich ihre Bankkonten gesperrt.
Die Feminist Coalition, ein Kollektiv von 13 jungen Frauen, das während der Demonstrationen gegründet wurde, erlangte landesweite Aufmerksamkeit, da sie Gelder für Protestgruppen sammelte und Demonstrationen unterstützte. Als auch die Konten der Frauen gesperrt wurden, begann die Gruppe, Bitcoin-Spenden anzunehmen und sammelte schließlich über die Kryptowährung 150.000 US-Dollar für ihren Widerstandsfonds.
3) Alex Gladstein von der Human Rights Foundation erörtert den Menschenrechts-Aspekt des Bitcoin-Netzwerks im April 2021:
Für die Venezolanerinnen und Venezolaner ist das alles sehr herzzerreißend. Es gibt jedoch eine Menge Leute, die sich früh engagiert haben. Viele junge Leute haben 2015/16 das Bitcoin-Mining entdeckt. Einer dieser Männer, die ich interviewt habe, hat sogar geholfen, Ledn zu gründen, einen der größeren Branchendienste, der jetzt in Kanada ansässig ist.
Er und seine Brüder minten in Venezuela ein paar Jahre lang Bitcoin und mussten schließlich fliehen. Die Regierung kam mit einer bewaffneten Truppe und beschlagnahmte ihre gesamte Mining-Ausrüstung. Zum Glück wurde niemand verletzt. Die Behörden waren sehr perplex. Sie sahen die Mining-Ausrüstung und dachten, dass sie damit auch die Bitcoin in ihre Hand bekämen. Aber so funktioniert das nicht. Die jungen Männer konnten mit dem Bitcoin ein neues Leben in Kanada beginnen. Ich fand das wirklich erstaunlich.
Ich habe einen anderen Mann interviewt, der nach Argentinien geflohen ist. Er war in eine Art Streit mit der Regierung verwickelt, bei dem behauptet wurde, er sei ein Krimineller, obwohl er das nicht war. Jetzt kann er seiner Mutter, die in Venezuela lebt, Geld in Bitcoin schicken. Sie benutzt es, um sich selbst über Wasser zu halten. Es gibt einfach so viele Geschichten wie diese.
Und ich glaube, für mich als jemanden, dessen Familie den Holocaust erlebt hat, war eines der eindrücklichsten Dinge die Vorstellung, dass man aus seinem Land fliehen kann. Damals konnte man nur das mitnehmen, was man tragen konnte, zum Beispiel die Kleidung. Aber heute kann man seinen Vermögen mitnehmen, was wirklich bemerkenswert ist.
Ich habe den Menschen, die den Iran in diesen Tagen verlassen, Ratschläge gegeben und ihnen in dieser Sache geholfen. Die Leute verkaufen ihre Häuser, konvertieren das Vermögen in Bitcoin, steigen in ein Flugzeug, um zu verschwinden, und sie nehmen ihr Vermögen in digitalem Format mit. Die Menschen schicken Geld von und nach Syrien zu den Menschen, die dort festsitzen.
Menschen sind aus Ländern wie dem Sudan geflohen. Ich habe einen Mann aus dem Sudan interviewt, ein Land, das ein furchtbares Inflationsproblem hat: Die Inflation geht in die Hunderte. Sie haben eine Inflationsrate von etwa 150 oder 200 %. Er lebt in Europa und schickt das härteste Geld an seine Familie in Khartum zurück. Und so kommen sie über die Runden. Wir sind noch früh dran. Nochmals, ich denke, die Schätzung, die auf den Zahlen von Coinbase basiert, ist, dass vielleicht 10 % der Amerikaner mit Bitcoin oder Kryptowährungen zu tun haben.
Die globale Zahl ist niedriger, vor allem in diesen Schwellenländern. Wenn die globale Zahl bei zwei Prozent liegt und Amerika bei 10 Prozent, dann ist sie in vielen dieser Schwellenländer wahrscheinlich viel geringer, aber hey, in einigen von ihnen, schauen Sie sich die Türkei an, schauen Sie sich Argentinien an, schauen Sie sich Nigeria an. Das sind riesige Länder, 200 Millionen, 100 Millionen, 45 Millionen Menschen. Sie haben die höchste Pro-Kopf-Nutzung in diesen Ländern. Die Welt ist also im Wandel.
Eines der besten Zitate von Alex zu diesem Thema ist vielleicht noch allgemeiner und prägnanter:
Wir stehen am Anfang einer großen digitalen Finanz-Transformation, bei der sich das Geld, das wir täglich benutzen, von einem Inhaber, Vermögenswert – der nichts über uns verrät – zu einem Mechanismus der Überwachung und Kontrolle entwickelt.
Für manche Menschen auf dieser Welt ist dies dringlicher. Für andere vielleicht weniger dringend, je nachdem, unter welchem politischen Regime sie leben. Wenn ich mir diese neue Form des Geldes ansehe, die nicht von Regierungen oder Unternehmen kontrolliert wird, denke ich an das Gesamtbild der heutigen Welt, in der 4,2 Milliarden Menschen unter autoritären Regimen und 1,2 Milliarden Menschen unter einer zweistelligen oder dreistelligen Inflation leben. Wenn wir über die Tatsache sprechen, dass das Geld kaputt ist, dann ist das keine theoretische Frage, und es geht nicht nur um ein Land.
Es ist viel größer als das. Es geht um eine Welt, in der Hunderte von Millionen Menschen mit einer Inflation von 15, 20 oder 25 Prozent zu kämpfen haben, in der ihre Zeit und Energie und die Währung, mit der sie ihren Lohn verdienen, buchstäblich verschwinden.
Gleichzeitig gibt es Milliarden von Menschen, deren Bankkonten aufgrund ihrer Meinungen oder Ideen eingefroren werden können.
4) Es gibt zunehmend mehr Applikationen der dritten Schicht, wie Sphinx Chat und Impervious Technologies, die das Lightning-Netzwerk von Bitcoin nicht nur für die Übertragung von Werten, sondern auch für die Übertragung von Daten nutzen. Sphinx Chat ist eine Peer-to-Peer-Nachrichtenplattform, die auf Lightning beruht und es den Nutzern ermöglicht, Micropayments an ihre Nachrichten anzuhängen, während Impervious Technologies ein auf Lightning basierendes VPN herausbringt.
Als Beispiel dafür, was mit der Impervious-API entwickelt werden kann, bringt Impervious ein dynamisches VPN auf den Markt, das das Lightning Netzwerk nutzt, um VPN-Dienste mit hoher Bandbreite auf Abruf bereitzustellen. Die Impervious-API kann hinter feindlichen Netzwerken und gesperrten Bereichen operieren, indem sie das Lightning Netzwerk für den Austausch von Anmeldeinformationen und als Transportschicht nutzt, um sichere Peer-to-Peer-Kanäle für zensurresistente Datenübertragungen einzurichten.
Pressemitteilung zur Seed-Finanzierung von Impervious Technologies im Mai 2021
Zu den Anwendungen, die auf der Impervious.AI-API aufbauen, gehören Peer-to-Peer-Video-Streaming, Podcasts, Live-Events, Nachrichtenberichterstattung, verteilte Daten-Speicherung und VOIP-basierte Kommunikation.
Zusammenfassend lässt sich sagen, als digitales Geld, mit einer Reihe von zensurresistenten Zahlungs-Schienen, ist Bitcoin die Software-Anwendung für Finanzen. Und zwar nicht nur an der Oberfläche wie bei den Fintechs, sondern an der Basisschicht, hinsichtlich der Inhaberrechte und des Abwicklungs-Netzwerks. Und genau das ist einer der Gründe, warum es so umstritten ist.
Darüber hinaus entwickelt sich Bitcoins Lightning Netzwerk zu einem dezentralen Protokoll für verschiedene Anwendungen der dritten Schicht, welche sich auf die sichere und zensurresistente Übertragung von Daten konzentrieren, ähnlich wie bei der Speicherung und Übertragung von Wert in der ersten Schicht.
Das Unternehmen Chainalysis, das von den Strafverfolgungsbehörden genutzt wird, um öffentliche Blockchains zu untersuchen, hat über mehrere Jahre hinweg herausgefunden, dass nur 0,50 % bis 2 % der Krypto-Transaktionen für illegale Aktivitäten wie Betrug, Erpressersoftware oder Drogen-Käufe genutzt werden (was niedriger ist als die meisten Schätzungen des Prozentsatzes von Fiat-Währungstransaktionen, die für illegale Zwecke genutzt werden). Es wird geschätzt, dass die überwiegende Mehrheit der Nutzung für Investitionszwecke oder legitime Zahlungen erfolgt.
Wie oben beschrieben, gibt es viele autoritäre Regime, in denen Proteste und freie Meinungsäußerung als illegal angesehen werden und in denen grundlegende wirtschaftliche Interaktionen blockiert werden können. So könnte man sagen, dass Bitcoin diese Arten von „moralischem, aber illegalem“ Verhalten ermöglicht. Dass unterdrückte Menschen Zugang zu Open-Source-Software haben, um grundlegende menschliche Freiheiten zu erhalten und wirtschaftliche Interaktionen durchführen zu können, was wiederum autoritären Regimen erschwert, sie zu kontrollieren, würde ich nicht als unethisch ansehen, ganz im Gegenteil.
Warum Bitcoin Elektrizität nutzt
Das Bitcoin-Netzwerk ist so programmiert, dass im Durchschnitt alle zehn Minuten ein neuer Block erstellt und dieser der Blockchain hinzugefügt wird. Diese besteht seit ihrer Gründung im Jahr 2009 aus Hunderttausenden von Blöcken.
Ein neuer Block wird von einem Bitcoin-Miner (einem spezialisierten Computer) erzeugt. Der Computer löst ein kryptografisches Rätsel, das der vorherige Block erzeugt hat, und der Miner kann Tausende von Bitcoin-Transaktionen, die sich derzeit in der Warteschlange befinden, in diesen Block packen. Auf diese Weise werden die Transaktionen abgewickelt. Das Netzwerk ist so programmiert, dass durchschnittliche Blockzeiten von zehn Minuten angestrebt werden, was bedeutet, dass im Durchschnitt alle zehn Minuten ein Block mit Tausenden von Transaktionen zur Blockchain hinzugefügt wird.
Wenn Miner aus dem Netzwerk ausscheiden und die Produktion neuer Blöcke im Durchschnitt länger als zehn Minuten dauert, ist das Netzwerk automatisch so programmiert, dass das zu lösende kryptografische Rätsel vereinfacht wird, sodass die Blöcke im Durchschnitt wieder alle zehn Minuten erscheinen. Wenn viele Miner dem Netzwerk beitreten und Blöcke schneller als durchschnittlich alle zehn Minuten zur Blockchain hinzugefügt werden, wird das Rätsel wiederum schwieriger. Dies wird als „Schwierigkeits-Anpassung“, “Difficulty Adjustment“, bezeichnet und ist eine der zentralen Herausforderungen, die Satoshi Nakamoto bei der Programmierung gelöst hat, damit das Netzwerk richtig funktioniert.
Zeitgleich gibt es also Millionen von Bitcoin-Mining-Maschinen auf der ganzen Welt, die versuchen, diese kryptografischen Rätsel zu lösen und den nächsten Block zu erzeugen. Und es gibt einen natürlichen Feedback-Mechanismus, der sicherstellt, dass Blöcke im Durchschnitt alle zehn Minuten erzeugt werden, unabhängig davon, wie viele Miner im Netzwerk aktiv sind.
In der ersten Hälfte des Jahres 2021 hat die chinesische Regierung das Krypto-Mining verboten. Hierauf ging etwa die Hälfte des Mining-Netzwerks offline ging und die Miner begannen, neue Standorte außerhalb Chinas zu suchen. Das Bitcoin-Zahlungs-Netzwerk verlangsamte sich kurzzeitig ein wenig, arbeitete aber ansonsten mit 100 % Betriebszeit weiter. Dann setzte die Schwierigkeits-Anpassung ein und brachte das Netzwerk wieder auf seine Zielgeschwindigkeit. Stellen Sie sich vor, Amazon würde mit einer Woche Vorlaufzeit darüber informiert, dass es die Hälfte seiner Serverkapazitäten ins Ausland verlagern muss; es würde wahrscheinlich für den Rest des Jahres Probleme mit der Verfügbarkeit seiner Dienste haben, da die Hälfte des Systems verlagert und neu aufgebaut wird.
Wenn ein Miner einen ungültigen Block erzeugt, das heißt einen Block, der nicht den Konsens-Regeln des Knoten-Netzwerks entspricht, wird er vom Netz verworfen. Wenn zwei Miner zeitgleich einen gültigen Block produzieren, gewinnt derjenige Block, der zuerst vom Rest des Netzwerks gefunden wird und an welchen ein weiterer Block angefügt wird. Diese Blöcke bilden die längere (und damit offizielle) Blockchain.
Dieser Vorgang wird als „Proof-of-Work“ bezeichnet. Millionen von Maschinen verwenden Strom mit welchem Rechenleistung aufgebracht wird, die dem Versuch dient, das kryptografische Rätsel zu lösen, welches der letzte Block hinterlassen hat. Dies mag wie Energieverschwendung erscheinen, aber genau das hält das System dezentral. Arbeit ist in diesem Fall der Schiedsrichter der Wahrheit. Es gibt keine zentrale Behörde, die entscheidet, was einen gültigen Block oder einen gültigen Satz von Transaktionen ausmacht; die längste Blockchain ist jederzeit überprüfbar und wird vom Rest des Netzwerks basierend auf Code als Wahrheit erkannt. Die längste Kette von Blöcken ist diejenige, in die am meisten Arbeit gesteckt wurde, und die auch die Konsenskriterien erfüllt, die das Node-Netzwerk überprüft.
Je mehr Energie das Bitcoin-Netzwerk nutzt, desto sicherer ist es gegen die meisten Arten von Angriffen. Viele der winzigen Nicht-Bitcoin-Blockchains wurden Opfer von 51 %-Attacken. Hierbei erlangt eine einzelne Entität vorübergehend oder dauerhaft die Kontrolle über 51 % der Rechenleistung des Netzwerks und nutzt diese Mehrheit dazu, Blöcke neu zu organisieren und Transaktionen doppelt durchzuführen. (Dies ist im Grunde Diebstahl)
Das folgende Diagramm zeigt in diesem Kontext die Rechenleistung des Bitcoin-Netzwerks im Vergleich zur Rechenleistung einiger seiner Hard-Fork-Nachahmer:
Die dargestellten beiden anderen Blockchains haben nur 1–2 % oder weniger der gesamten Rechenleistung des Bitcoin-Netzwerks und wurden von böswilligen Block-Reorgs betroffen. Wenn nur 2 % der Bitcoin-Miner beschließen, einen 51 %-Angriff auf eine dieser beiden Hard Forks durchzuführen, können sie das tatsächlich tun. Das Gleiche gilt nicht für die andere Richtung, da das Bitcoin-Netzwerk ein weitaus größeres Netzwerk von Minern und eine um zwei Größenordnungen höhere Energienutzung hat als diese Hard Forks.
Das zeigt, wie wichtig Netzwerkeffekte in der Blockchain-Branche sind, und warum Bitcoin aufgrund seiner Energienutzung so einzigartig sicher ist.
Wenn jemand fragt: „Kann man Bitcoin nicht einfach kopieren?“, lautet die Antwort deshalb ‚nein‘. Sie können den offenen Quellcode replizieren, aber Sie können nicht die Tatsache replizieren, dass Millionen von ASIC-Minern das Bitcoin-Netzwerk sichern und nicht Ihr Nachahmungs-Netzwerk, und Sie können nicht die Tatsache replizieren, dass Tausende von Entwicklern jeden Tag daran arbeiten, das Bitcoin-Netzwerk zu verbessern, anstatt an Ihrem Nachahmungs-Netzwerk zu arbeiten. Und die Anzahl der offenen Kanäle und die Liquidität des Lightning Netzwerks kann auch nicht einfach kopiert werden; es hat Jahre gedauert, es aufzubauen.
Der Versuch, Bitcoin zu kopieren, wäre so, als würde ich den Inhalt von Wikipedia kopieren und ihn auf meiner Website hosten. Technisch wäre das möglich, aber es würde nicht viel bringen. Sie würde nicht die Besucherzahlen der echten Wikipedia Seite erreichen, weil sie nicht die Hunderte von Millionen von Links hätte, die von anderen Websites auf sie verweisen. Und sie würde nicht wie die echte Wikipedia Seite aktualisiert werden, weil ich die meisten dieser freiwilligen Redakteure nicht davon überzeugen könnte, stattdessen an meiner Version zu arbeiten. Solange es mir nicht irgendwie gelingt, die Mehrheit des Netzwerks davon zu überzeugen, zu meiner Version zu wechseln, wäre meine Wikipedia Seite immer nur ein Schatten der echten Wikipedia Seite mit einem winzigen Bruchteil ihres Wertes.
Das Gleiche gilt, wenn ich eine schlechte Nachahmung von Twitter erstellen würde. Ich könnte es wie Twitter aussehen lassen, aber es wäre nicht wirklich Twitter mit seiner Vielzahl an Nutzern und Entwicklern.
Das effiziente Skalierungsmuster von Bitcoin
Bitcoin wurde so konzipiert, dass ungefähr alle zehn Minuten ein neuer Block mit Transaktionen produziert wird. Derjenige Miner, der den Block erstellte, erhielt hierfür anfangs 50 Bitcoin vom Netzwerk. Der Code sieht vor, dass diese Entlohnung nach etwa 4 Jahren auf 25 neue Bitcoin pro Block fiel. Vier Jahre später waren es 12,5 Bitcoin pro Block. Vier Jahre später, in der aktuellen Ära, sind es nur noch 6,25 Bitcoin pro Block.
Dieses Muster wird sich alle vier Jahre fortsetzen, bis die Erzeugung neuer Bitcoins asymptotisch gegen null geht und die harte Obergrenze von 21 Millionen Bitcoin irgendwann nach dem Jahr 2100 erreicht ist. Die Miner werden innerhalb weniger Jahrzehnte eine verschwindend geringe Anzahl von Bitcoin-Bruchteilen für die Erzeugung neuer Blöcke verdienen. Von den 21 Millionen sind bereits 18,7 Millionen Bitcoin erzeugt worden.
Die Miner verdienen jedoch auch Transaktionsgebühren. Absender zahlen Transaktionsgebühren, die in Bitcoin-Bruchteilen angegeben werden, um sicherzustellen, dass ihre Transaktion rechtzeitig in die Blockchain aufgenommen wird.
In den ersten Tagen waren die Blöcke oft nicht voll, sodass die Transaktionsgebühren minimal waren. Als sich Bitcoin jedoch weiter verbreitete, wurden die Blöcke zuverlässig voll, und die Transaktionsgebühren wurden zu einem kleinen, aber bedeutenden Teil der Miner-Gebühren.
Bitcoin war also anfangs hochgradig inflationär, hat aber eine zunehmend dis-inflationäre Geldpolitik, bis es sich der Null-Inflation nähert, und sein Sicherheitsbudget skaliert ähnlich.
Hier ist eine Tabelle mit der durchschnittlichen Marktkapitalisierung des Bitcoin-Netzwerks, den jährlichen Sicherheitsausgaben (Gesamteinnahmen der Miner, einschließlich Block-Subventionen und Transaktionsgebühren) und dem Prozentsatz der Marktkapitalisierung, der jedes Jahr für Sicherheit ausgegeben wird:
Bisher hat das Bitcoin-Netzwerk jedes Jahr absolut betrachtet einen höheren Betrag für Sicherheit ausgegeben als im Vorjahr. Bezüglich seiner Marktkapitalisierung hat es aber immer einen geringeren Prozentsatz für Sicherheit ausgegeben als im Vorjahr. Dies ist keine Entscheidung einer zentralisierten Partei; es ist eine Kombination aus dem Algorithmus, dem Wert des Netzwerks und der individuellen Entscheidung der Miner, ob sie minen oder nicht.
Das ist es, was Journalisten und andere Leute, die den Algorithmus nicht verstehen, oft übersehen: die abnehmende Block-Subvention. Diese führt dazu, dass die Inflationsrate von Bitcoin zusammen mit den Einnahmen der Miner als Prozentsatz der gesamten Marktkapitalisierung sinkt.
Jeder seriöse Analyst, der den Algorithmus von Bitcoin versteht, würde sich eher Sorgen darüber machen, dass Bitcoin irgendwann in der Zukunft nicht mehr genug Energie für seine Sicherheit nutzen könnte, wenn es sich hauptsächlich auf Transaktionsgebühren verlässt, als dass es zu viel Energie nutzt.
Da die Sicherheitsausgaben die Einnahmen der Miner darstellen und die Miner den größten Teil ihrer Kosten für Strom ausgeben, stellen diese Sicherheitsausgaben den Spitzenwert dafür dar, wie viel Energie das Bitcoin-Netzwerk in Dollar ausgedrückt nutzt. In Wirklichkeit ist es weniger als das, da die Miner in der Regel einen Gewinn erzielen.
Wenn ich zum Beispiel meine eigenen Bitcoin-Miner betrachte (ich habe einige über Compass Mining gehostet), betragen meine Stromkosten derzeit etwa 20 % meiner Miner-Einnahmen. Das wird im Laufe der Zeit variieren.
In der folgenden Tabelle können wir nur den Anteil der Miner-Einnahmen betrachten, der aus Transaktionsgebühren stammt. Dies ist eine Teilmenge der vorherigen Grafik:
Wir können sehen, dass die Transaktionsgebühren jedes Jahr einen winzigen Teil der Marktkapitalisierung von Bitcoin ausmachen. Das höchste Jahr in Prozent war 2017 während des Höhepunkts der Blase. Seit 2017 wurden Effizienzverbesserungen vorgenommen, sodass das Netzwerk selbst im Herzen der Hausse Anfang 2021 nicht wieder diese Werte erreichte.
Das Bitcoin-Netzwerk gibt inzwischen weniger als 2 % seiner Marktkapitalisierung pro Jahr für Miner-Einnahmen aus, einschließlich eines Bruchteils von einem Prozent für Gebühren. Im Jahr 2024 wird es eine weitere Halbierung der Block-Subvention geben, was die Miner-Einnahmen wahrscheinlich näher an 1 % der Marktkapitalisierung heranbringen wird.
Im Jahr 2028 wird es eine weitere Halbierung der Block-Subvention geben, und eine weitere etwa im Jahr 2032. Danach wird die Block-Subvention so gering sein, dass ein großer Teil der Miner-Einnahmen aus Transaktionsgebühren bestehen wird, und die Miner-Einnahmen werden wahrscheinlich weniger als 1 % der Marktkapitalisierung betragen und sich einem stabilen Wert von durchschnittlich 0,25 % bis 0,50 % nähern, je nach Höhe der Gebühren.
Da wir aufgrund der variablen marktabhängigen Transaktionsgebühren nicht mit Sicherheit wissen können, wie der stationäre Zustand aussehen wird, finden Sie folgend eine Tabelle mit potenziellen langfristigen Bitcoin-Marktkapitalisierungen (vertikale Achse) und jährlichen Sicherheitsausgaben als Prozentsatz der Marktkapitalisierungen (horizontale Achse) in der Zukunft:
Wenn Bitcoin aus dem einen oder anderen Grund nicht wächst und zu einem gescheiterten Projekt wird oder dauerhaft bei seiner aktuellen Marktkapitalisierung von weniger als 1 Billion Dollar bleibt, werden die Einnahmen der Miner im Vergleich zum aktuellen Niveau deutlich sinken, da die Block-Subventionen abnehmen. In den 2030er Jahren werden die Einnahmen der Bitcoin-Miner wahrscheinlich bei 0,50 % der Marktkapitalisierung oder weniger liegen, sodass das Netzwerk auf dem Niveau der Energieausgaben von 2018 bis 2020 oder weniger verharren wird.
Wenn Bitcoin systemrelevant wird, sagen wir 5-10 Billionen US-Dollar (was einem Preis von $250k bis $500k pro Coin entspricht), mit hunderten von Millionen Nutzern, dann wären das bei 0,50 % jährlichen Sicherheitskosten 25-50 Milliarden US-Dollar. Das wäre das Zwei- bis Dreifache der Energienutzung, den Bitcoin in der ersten Hälfte des Jahres 2021 genutzt hat. Dies entspräche etwa 0,3 % der weltweiten Energienutzung.
Wenn wir annehmen, dass ein unverschämt hoher Preis von einer Million Dollar pro Coin erreicht wird, bei einer Marktkapitalisierung von 20 Billionen US-Dollar und Milliarden von Nutzern, dann wären das bei 0,50 % jährlichen Sicherheitskosten 100 Milliarden Dollar oder etwa 6-mal so viel Energienutzung, wie Bitcoin in der ersten Hälfte des Jahres 2021 auf das Jahr hochgerechnet genutzt hat. Dies entspräche vielleicht 0,6 % des weltweiten Energiebedarfs. Für ein Netzwerk, das von Milliarden von Menschen für verschiedene Zwecke genutzt wird, erscheint dies angemessen. Es müsste an diesem Punkt sein, um einen so hohen Wert zu erreichen.
Dann wäre es so groß, dass es wahrscheinlich die von Teilen des globalen Bankensystems genutzte Energie ersetzen würde. Weltweit arbeiten mehrere Millionen Menschen in Banken und Fintech-Unternehmen. Die Anwendung von Software an der Wurzel des Geldes bringt, genau wie in anderen Branchen, Effizienzgewinne und reduziert den Bedarf an Arbeitsplätzen und Immobilien in bestimmten Teilen der alten Infrastruktur. Hierdurch würden menschliche Ressourcen und der entsprechende Energiebedarf für andere produktive Zwecke frei werden.
Wir können diese Zahlen auch auf der Grundlage des jährlichen Transaktionsvolumens und nicht der Marktkapitalisierung berechnen, wie es einige vorziehen. Das Volumen ist enger mit dem Gebührenmarkt verbunden als die Marktkapitalisierung, aber das Volumen ist aufgrund der Arbeitsweise der UTXOs (Unspend Transaction Outputs) bekanntermaßen schwer zu messen. Daher kann es hilfreich sein, sowohl die Marktkapitalisierung als auch das Volumen darzustellen, und wir können sehen, wo sie voneinander abweichen. Die folgenden Volumendaten sind Messaris angepassten historischen täglichen Volumen Datensätzen entnommen, die wiederum aus den On-Chain-Daten von Coin Metrics stammen. In der Vergangenheit lag die Bitcoin-Geschwindigkeit (jährliches Transaktionsvolumen geteilt durch die Marktkapitalisierung) im Durchschnitt zwischen dem 5-fachen und dem 10-fachen, mit einem leicht abnehmenden Trend:
Hier ist eine Tabelle mit dem jährlichen Transaktionsvolumen des Bitcoin-Netzwerks, den jährlichen Sicherheitsausgaben (Gesamteinnahmen der Miner, einschließlich Block-Subventionen und Transaktionsgebühren) und dem Prozentsatz des jährlichen Transaktionsvolumens, der jedes Jahr für Sicherheit ausgegeben wird:
Hier ist die gleiche Tabelle, die jedoch nur den Anteil der Transaktionsgebühren an den Einnahmen der Miner enthält:
Aus dieser Grafik geht hervor, dass die Gebühren bis 2016/2017 ziemlich gering waren. Zu diesem Zeitpunkt begannen die Blöcke regelmäßig voll zu werden, und es entwickelte sich ein Markt mit hohen Gebühren. Die durchschnittliche Höhe der Gebühren als Prozentsatz des Transaktionsvolumens bewegte sich im Laufe des Jahres zwischen 2 und 7 Basispunkten (0,02 % bis 0,07 %) oder ähnlich.
Abschließend finden Sie folgend eine Tabelle mit dem potenziellen langfristigen jährlichen Bitcoin-Transaktionsvolumen (vertikale Achse) und den jährlichen Sicherheitsausgaben als Prozentsatz des jährlichen Transaktionsvolumens (horizontale Achse) in der Zukunft:
Derzeit wird geschätzt, dass das Bitcoin-Netzwerk weniger CO₂ ausstößt als beliebige Dinge, an die wir nicht denken, wie Wäschetrockner oder die Zinkproduktion:
Wenn Bitcoin sehr erfolgreich wird und den Nutzern Billionen von Dollar einbringt, könnten wir möglicherweise erleben, dass es eine CO₂-Menge ausstößt, die mit der Zinkproduktion vergleichbar oder höher ist und wahrscheinlich immer noch unter der Aluminiumproduktion liegt, sich aber diesem Niveau annähert. Mit anderen Worten: Obwohl das Netz ein riesiges Ausmaß erreicht und zahlreichen Zwecken dient, wäre es immer noch vergleichbar mit anderen beliebigen Industrien.
Das Netzwerk müsste wirklich massiv werden, um die Aluminiumproduktion und 1 % der weltweiten Energienutzung zu übertreffen, und angesichts der Art und Weise, wie Bitcoin-Miner mit dem Stromnetz und gestrandeten Ressourcen interagieren, wäre selbst dieses Szenario mit hohem Energiebedarf wahrscheinlich kein schlechter Umstand.
Skalierung über Ebenen und der Irrtum der „Kosten pro Transaktion“
Das Bitcoin-Netzwerk kann maximal ein paar hunderttausend Transaktionen pro Tag durchführen. Das sind etwa fünf Transaktionen pro Sekunde. Diese Zahl hat sich im Laufe der Zeit aufgrund gelegentlicher Upgrades, die die Transaktions-Dichte verbessern, leicht erhöht.
Dieses Transaktionslimit wird oftmals etwas unvorteilhaft mit einem Netzwerk wie Visa verglichen, das Zehntausende von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten kann.
Aus diesem Grund weisen Kritiker oft darauf hin, dass die Energienutzung von Bitcoin pro Transaktion sehr hoch ist und das Netzwerk daher ineffizient ist und aus ESG-Gründen gemieden werden sollte. Es gibt jedoch zwei Probleme mit dieser Argumentation.
Das erste Problem bei dieser Argumentation ist die Tatsache, dass Bitcoin Energie nutzt, egal ob Transaktionen stattfinden oder nicht. Man muss sich das so vorstellen, dass ein großer Teil dieser Energie einfach dafür verwendet wird, das Netzwerk als Wertaufbewahrungsmittel zu sichern. Ein Block könnte 1.200 Transaktionen haben. Der nächste Block hat vielleicht 2.500 Transaktionen. Der übernächste Block hat vielleicht 1.800 Transaktionen. In der Zwischenzeit ist die gleiche Anzahl von Minern an das Netzwerk angeschlossen, die Blöcke erstellen und Strom zahlen. Unabhängig davon, ob die Blöcke voll sind oder nicht, nutzen sie ungefähr die gleiche Menge an Energie.
Ob Sie sich entscheiden, eine Transaktion durchzuführen oder nicht, ändert nichts daran, wie viel Energie das Bitcoin-Netzwerk zu diesem Zeitpunkt nutzt. Der Energiebedarf von Bitcoin kommt von den Minern, die die Block-Subvention und die durchschnittlichen Transaktionsgebühren verdienen, und ist in Bitcoin denominiert und basiert somit auf dem Wert pro Bitcoin, der hauptsächlich von den Leuten kommt, die Bitcoin als Wertaufbewahrungsmittel halten, anstatt sie auszugeben. Das Transaktionsvolumen wirkt sich nur auf den Anteil der Transaktionsgebühren aus, und nur der längerfristige Durchschnitt der Transaktionsgebühren ist von Bedeutung.
Stellen Sie sich vor, Sie lassen jeden Abend Ihren Geschirrspüler laufen. Ob er nun zu 50 % oder zu 90 % gefüllt ist, wenn Sie ihn laufen lassen, nutzt er immer noch etwa die gleiche Menge an Ressourcen pro Durchlauf. Ein zusätzliches Geschirr oder Utensil hat keinen wesentlichen Einfluss auf den Energiebedarf des Geschirrspülers.
Eine andere Analogie wäre, wenn Sie Ihren Computer den ganzen Tag über eingeschaltet lassen und entweder 20 oder 100 E-Mails versenden. Die marginale Energiemenge „pro E-Mail“, die Sie versenden, ist nicht relevant, denn unabhängig davon, wie viele E-Mails Sie an diesem Tag versenden, ist Ihr Computer eingeschaltet und nutzt seine Grundressourcen.
Das zweite Problem mit dieser Argumentation ist die Vorstellung, dass dieses Limit von etwa 5 Transaktionen pro Sekunde das wahre Limit ist, was es nicht ist. In Wirklichkeit hat das Bitcoin-Netzwerk mehrere Schichten, genau wie das aktuelle Finanzsystem.
Visa ist lediglich eine Schicht über einem darunter liegenden Zahlungs-Netz. In den Vereinigten Staaten haben wir zum Beispiel das Fedwire-System. Dabei handelt es sich um die Brutto-Abwicklungs-Ebene, die die Banken für große Transaktionen untereinander nutzen. Dieses System wickelt im Durchschnitt nur etwa 10 Transaktionen pro Sekunde ab und wurde je nach Bedarf langsam erweitert, aber die Transaktions-Beträge sind sehr hoch und belaufen sich jeweils auf Millionen von Dollar. Oberhalb dieser Schicht gibt es Dinge wie Visa, PayPal und Leute, die sich gegenseitig Schecks ausstellen, und so weiter.
Wenn Sie mir zum Beispiel eine Kreditkartenzahlung schicken, scheint das für uns ziemlich schnell zu gehen, aber in Wirklichkeit ist es das nicht. Wenn die Transaktion für uns abgeschlossen zu sein scheint, haben sich unsere beiden Banken in Wirklichkeit gerade unterhalten und einen Schuldschein untereinander ausgestellt. Einige Zeit später werden sie diese Transaktion mit vielen anderen Verbraucher-Transaktionen zusammenfassen und ihre Bücher mit einer großen Fedwire-Transaktion abrechnen.
So werden Zehntausende von Verbraucher-Transaktionen pro Sekunde zu 10 viel größeren Interbank-Fedwire-Transaktionen zusammengefasst, die zu einem späteren Zeitpunkt abgewickelt werden. Es gibt keine Begrenzung für die Anzahl der Transaktionen auf der Oberflächenschicht, weil es keine Begrenzung für die Größe dieser massiven Abwicklungs-Transaktionen gibt.
In ähnlicher Weise hat das Bitcoin-Netzwerk zusätzliche Schichten: Lightning, Liquid, Exchanges und mehr. Doch im Gegensatz zum Bankensystem, das von langen Abwicklungszeiten und Schuldscheinen abhängt, sind viele der Bitcoin-Schichten darauf ausgelegt, das Vertrauen zu minimieren, und zwar über Software.
Methode 1: Lightning (zweite Schicht)
Das Lightning-Netzwerk ist eine vertrauenswürdige Smart-Contract-Schicht, die auf dem Bitcoin-Netzwerk läuft und für kleinere Transaktionen geeignet ist.
Wie das Bitcoin-Netzwerk selbst, „gehört“ niemandem das Lightning-Netzwerk; es nutzt eine Reihe von Open-Source-Standards, die von mehreren Unternehmen als Open-Source-Implementierungen bereitgestellt werden. Die Lightning-Transaktionen erfolgen sofort, nahezu kostenlos und haben keine Obergrenze für die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde, während das Netzwerk weiter wächst. Es wurde Anfang 2018 aktiv und hat Anfang 2021 endlich eine ausreichende Kanal-Liquidität erreicht, da große Apps und Börsen es zu nutzen beginnen, sodass es wirklich funktionsfähig und einigermaßen ausgereift ist:
Mit Lightning können zwei Personen einen Kanal mit einer Basisschicht-Transaktion eröffnen und dann eine beliebige Anzahl von Sofort-Transaktionen untereinander versenden. Tage, Wochen, Monate oder Jahre später (wann immer sie wollen) können sie diesen Kanal mit einer zweiten Basisschicht-Transaktion schließen. Das bedeutet, dass Dutzende, Hunderte oder Tausende von Mini-Transaktionen in zwei Basis-Transaktionen zusammengefasst werden können. Es ist so, als würde man eine Rechnung in einer Bar offen halten und am Ende der Nacht oder am Ende des Monats begleichen, nur dass es nicht auf Vertrauen beruht, sondern auf programmierten intelligenten Verträgen, die sicherstellen, dass die Rechnung in der Bar beglichen wird.
Darüber hinaus können Sie eine Lightning-Transaktion über das Netzwerk an eine andere Person senden. Wenn Alice einen Kanal mit Bob geöffnet hat und Bob einen Kanal mit Cody geöffnet hat, dann kann Alice eine Zahlung an Cody über Bob als Vermittler senden, obwohl sie keinen Kanal mit Cody hat. Und das alles ohne Vertrauen; alles basiert auf programmierten Smart Contracts, die die Bitcoin-Basisschicht als Abwicklungs-Garantie nutzen.
Wenn jemand ein paar Lightning-Kanäle mit gut vernetzten Gegenparteien geöffnet hat, könnte er viele Transaktionen an/ von einer beliebigen Anzahl von Leuten über das Netzwerk senden und empfangen (einschließlich all der riesigen Anzahl von Leuten im Netzwerk, mit denen er keine Kanäle geöffnet hat), und sie in einer kleinen Anzahl von Basisschicht-Transaktionen abwickeln, wenn er diese Kanäle öffnet oder schließt.
Um eine Vorstellung davon zu vermitteln, wie effizient Lightning ist, gab es auf der Bitcoin-Konferenz 2021 in Miami einige Gaming-Demos, die „Sat-Streaming“ beinhalteten, und THNDR-GAMES verarbeitete während der Konferenz 13.571 Lightning-Transaktionen für eine durchschnittliche Gebühr von 1,4 Sats pro Transaktion, oder ungefähr 0,0005 US-Dollar pro Transaktion.
Und wie bereits erwähnt, ermöglichen die Entwicklungen der dritten Schicht, dass das Lightning-Netzwerk auch für eine sichere, dezentralisierte und zensur-resistente Datenübertragung genutzt werden kann.
Methode 2: Liquid (Side Chain)
Liquid ist eine Open-Source Side Chain von Bitcoin, die für große Einheiten wie Börsen gedacht ist, um Bitcoins untereinander schneller und kostengünstiger abzurechnen als mit Transaktionen auf der Basisschicht. Darüber hinaus gibt es noch viele andere Einsatzmöglichkeiten.
Mit Liquid werden Bitcoin mit einer „Peg-in“-Transaktion in L-BTC-Tokens gelockt, und diese L-BTC-Token können auf dieser Nebenkette mit schnelleren Abwicklungszeiten laufen, bis ein Unternehmen beschließt, die Bitcoins von dieser Kette zu entsperren und sie mit einer „Peg-out“-Transaktion zurück auf die Basisschicht zu bringen.
Das Liquid-Netzwerk wird von einer Föderation von Knotenpunkten betrieben, welches das felsenfeste Sicherheits- und Dezentralisierungs-Niveau der Bitcoin-Basisschicht nicht vollständig nachbilden kann. Es hat aber einen viel schnelleren Transaktionsdurchsatz und bietet einen angemessenen Grad an Sicherheit und Dezentralisierung.
Mit anderen Worten, eine Entität kann einen bekannten Kompromiss eingehen, um Bitcoins zu sperren und im Gegenzug L-BTC-Token zu erhalten, welche Bitcoin als Wertgrundlage verwenden, jedoch zusätzliche Geschwindigkeit und Funktionen bieten. Zwischen jeder „Peg-in“- und „Peg-out“-Transaktion werden L-BTC in der Regel für viele Transaktionen verwendet.
In ähnlicher Weise kann jede Smart-Contract-Plattform Bitcoin auf eine ähnliche Weise wie Liquid sperren. Die größte Plattform, Wrapped Bitcoin oder „WBTC“, besteht aus Bitcoins, die in ein Ethereum-Token eingewickelt sind und daher in Ethereum-basierten DeFi-Ökosystemen gehandelt werden können. Es gibt auch DeFi-Projekte, die auf Bitcoin laufen und ebenfalls Wrapped Bitcoins in ihren Ökosystemen verwenden.
Methode 3: Börsen
Krypto-Börsen und Bitcoin-Plattformen sind ebenfalls Skalierungsmethoden. Wenn zum Beispiel Millionen von Menschen auf Coinbase handeln, handelt es sich nicht um Millionen von Transaktionen auf der Basisschicht. Es handelt sich um Transaktionen innerhalb der zentralisierten Datenbank von Coinbase. Nur wenn Menschen Bitcoin bei Coinbase einzahlen oder abheben oder Coinbase Bitcoin in großer Anzahl an einen Cold Storage oder eine andere Börse sendet, liegt eine Transaktion auf der Basisschicht vor.
Ein weiteres Beispiel: Millionen von Menschen nutzen Cash App, um Bitcoin zu kaufen und zu halten. Sie können Bitcoins kostenlos an ein anderes Cash App-Konto senden. Dabei handelt es sich nicht um Transaktionen der Basisschicht, sondern lediglich um Transaktionen innerhalb der Cash-App-Datenbank. Es wird nur dann zu einer Transaktion in der Basisschicht, wenn sie ihre Bitcoin mit einer externen Quelle bei Cash App einzahlen oder abheben, oder wenn Cash App die Bitcoin seiner Nutzer intern in großen Mengen in einen oder aus einem Cold-Storage verschiebt. (Und Cash App hat enge Grenzen für Abhebungen).
Im Gegensatz zu Lightning und Liquid erfordern diese Arten von Depotkonten wie Coinbase und Cash App jedoch, dass Sie der zentralisierten Plattform vertrauen, ähnlich wie Sie Ihrer Bank vertrauen.
Viele Börsen und Depotdienste nutzen bereits Liquid für eine schnelle Abrechnung untereinander, und einige von ihnen beginnen nun auch, Lightning für ihre Privatkunden zu nutzen, sodass selbst bei Abhebungen keine Basisschicht-Transaktion mehr erforderlich sein müsste.
Wenn Bitcoin weiterhin erfolgreich ist und die Zahl der Nutzer und die Marktkapitalisierung wächst, werden Transaktionen auf der Basisschicht, dem Base Layer, zunehmend für Abrechnungs-Transaktionen und nicht für alltägliche Transaktionen verwendet werden. Der Gebührenmarkt ist es, der seine Nutzung moduliert.
Wenn die Transaktionsgebühren für die Basisschicht im Durchschnitt bei $1 liegen, weil der Block Space nicht stark genutzt wird, dann sind $100-Beträge für Transaktionen auf der Basisschicht in Ordnung. Wenn die Transaktionsgebühren für die Basisschicht jedoch im Durchschnitt 50 Dollar betragen, sind diese kleinen Transaktionen mit Lightning besser aufgehoben. Es gibt viele Transaktionen im Wert von Hunderttausenden oder Millionen von Dollar auf dem Base-Layer, und hier macht es nichts aus, eine 50-Dollar-Gebühr zu zahlen.
Letztendlich ist Bitcoin vergleichbar mit Fedwire, einem massiven Abwicklungs-Netzwerk, das etwa 5 Transaktionen pro Sekunde abwickeln kann, ohne Begrenzung der Transaktionsgröße und somit ohne Begrenzung des Wertes, den es pro Tag abwickeln kann. Darüber hinaus können auf mehreren Schichten – vom vertrauens-unabhängigem Lightning-Netzwerk über das halb vertrauens-abhängige Liquid-Netzwerk bis hin zu den voll vertrauens-abhängigen Börsen – Hunderttausende von Transaktionen pro Sekunde abgewickelt werden, ohne dass es eine Obergrenze gibt. Infolgedessen können die Kosten und die Energienutzung pro Transaktion mit der Zeit vernachlässigbar werden.
Der Vergleich mit Tech-Aktien
Wenn ein Investor unrentable Technologieunternehmen in der Frühphase auswählt, um in sie zu investieren, muss er die Zukunft modellieren, um sicherzustellen, dass die Einnahmen im Erfolgsfall schneller steigen als die Ausgaben.
Nehmen wir zum Beispiel ein neues soziales Netzwerk. In der Regel ist es anfangs unrentabel oder nur geringfügig rentabel, da es hohe Grundkosten erfordert, um ein Team für den Betrieb des Dienstes zu bezahlen. Selbst wenn es anfangs keine Nutzer hat, fallen diese Grundkosten an, um es zum Laufen zu bringen.
Wenn es jedoch erfolgreich ist und gut verwaltet wird, wird es kostengünstiger, jeden weiteren Nutzer hinzuzufügen. Die Kosten steigen mit der Zeit zwar immer noch an (mehr Mitarbeiter, mehr Einrichtungen, mehr Server usw.), aber wenn das Unternehmen gut konzipiert ist, sollten diese Kosten langsamer wachsen als die Nutzer und die Einnahmen, was das Unternehmen zu Rentabilität und soliden Gewinnspannen führt.
Mit anderen Worten:
Bitcoin ist kein Unternehmen, aber es ist ein effizientes Netzwerk. Aufgrund seiner Konstruktion skalieren seine Ausgaben langsamer als sein Nutzen, da die Block-Subvention abnimmt, was schließlich zu einem Sicherheitsmodell führt, das nur auf Transaktionsgebühren basiert.
Wir können nicht mit Sicherheit sagen, wie viel Energie Bitcoin letztendlich nutzen wird, da wir nicht wissen, wie viele Menschen es verwenden werden oder wie der Transaktions-Gebühren-Markt in einem Jahrzehnt oder noch weiter in der Zukunft aussehen wird. Wenn es erfolgreich ist, wird es mehr Energie nutzen als, wenn es nicht erfolgreich ist, aber aufgrund der abnehmenden Block-Subvention wird sein Nutzen in beiden Szenarien seinen Energiebedarf bei weitem übersteigen. Das ist die wichtigste Erkenntnis.
Wie Bitcoin andernfalls vergeudete Energie nutzt
Über eine einfache Berechnung des Energiebedarfs von Bitcoin hinaus, sollten wir berücksichtigen, wie es Energie verbraucht und welche Arten von Energie es verwendet.
Die Leute stellen sich oft vor, dass Bitcoin-Miner mit anderen Industrien um Strom konkurrieren, als ob das Bitcoin-Mining eine andere Nutzung von Strom verdrängen müsste. Da Bitcoin-Miner jedoch von Natur aus extrem günstige Stromquellen benötigen, können sie normalerweise nicht mit normalen Strom-Nutzern konkurrieren. Infolgedessen suchen Bitcoin-Miner überall auf der Welt nach Ineffizienzen, zumeist dort, wo Strom nicht ausreichend genutzt und anderweitig vergeudet wird.
Die große Mehrheit der Energie-Nutzer kann nicht dorthin gehen, wo die Energie ist; die Energie muss zu ihnen gebracht werden. Die Menschen organisieren sich nach geografischen Gesichtspunkten, vor allem um Schifffahrtskanäle herum. Wir leben in Küsten- oder Fluss-Städten, in den Vororten dieser Gebiete und in ländlichen Gebieten mit fruchtbarem Land. Nicht um Energie.
Wir ziehen nicht dorthin, wo die Öl-, Gas- und Uranvorkommen sind; wir schicken Leute los, um das Öl, Gas und Uran zu holen und es zu uns zubringen, damit wir es in unseren Häusern, an Tankstellen und in nahegelegenen Atomkraftwerken nutzen können.
Bitcoin-Miner sind insofern ungewöhnliche Energie-Nutzer, als sie sich dorthin begeben können, wo sich die Energiequelle befindet. Solange sie dort über eine grundlegende Internetverbindung verfügen, einschließlich einer Mobilfunk- oder Satellitenverbindung, falls erforderlich. Das bedeutet, dass sie Energie auf recht effiziente und ungewöhnliche Weise nutzen.Nic Carter, der erste Analyst für digitale Assets bei Fidelity und späterer Gründungspartner von Castle Island Ventures, beschrieb den Energieverbrauch von Bitcoin im Jahr 2018 wie folgt, sehr aufschlussreich:
Eine interessante Externalität von PoW-Coins – sie sind immer bereit, Energie für 3–5 Cent/kWh zu kaufen. Und einige der besten Energie-Ressourcen sind abseits des üblichen Energie-Netzes. Dieses (nicht verwendete) globale Energie-Netz setzt gestrandete Ressourcen frei und macht neue rentabel.
Nic Carter
Stellen Sie sich eine topographische 3D-Karte der Welt vor, auf der die Hotspots für günstige Energie niedriger und die für teure Energie höher liegen. Ich stelle mir das Bitcoin-Mining wie ein Glas Wasser vor, das über die Oberfläche gegossen wird und sich dann in den Ritzen und Spalten absetzt und sie glättet.
Obwohl einige Miner günstige Formen traditioneller Energie nutzen, finden Sie hier eine Auswahl einiger neuartiger Möglichkeiten, wie Bitcoin-Miner ansonsten gestrandete oder ungewollte Energie zum eigenen Vorteil und zum Vorteil ihrer Vertragspartner nutzen.
1: Nicht genutzte elektrische Energie von Wasserkraftwerken in China
Lange Zeit war China das größte Land für Bitcoin-Mining. Zu einem bestimmten Zeitpunkt machten chinesische Miner schätzungsweise mehr als 70 % des Netzwerks aus, aber bis zum Frühjahr 2021 sank dieser Anteil allmählich auf unter 50 %, da andernorts mehr Wettbewerb entstand. Ein Verbot des chinesischen Bitcoin-Minings im Jahr 2021, das wahrscheinlich zur Durchsetzung von Kapitalkontrollen verhängt wurde, hat das chinesische Bitcoin-Mining Engagement stark reduziert, und die Miner sind in andere Länder abgewandert.
Viele Jahre lang war China jedoch ein interessantes Beispiel für die Bitcoin-Mobilität. Die Provinz Sichuan hat Wasserkraft-Kapazitäten über Bedarf gebaut. Während der Regenzeit wird dort mehr sauberer Strom produziert, als genutzt werden kann, und so würde er andernfalls gedrosselt und vergeudet.
Da Bitcoin-Miner dorthin gehen können, wo die Energiequelle ist, strömten sie während der Regenzeit nach Sichuan, um diese ansonsten vergeudete Energie zu nutzen. Nicht, weil sie altruistische Umweltschützer sind, sondern einfach, weil sie günstig ist und niemand sonst sie nutzt. Strom, der andernfalls ungenutzt bleibt und dem Betreiber keine Einnahmen bringt, kann zu extrem günstigen Preisen an jemanden verkauft werden, der eine Verwendung dafür findet.
Folgende Abbildung verdeutlicht eine Schätzung der Cambridge University, wieviel jede chinesische Provinz zur gesamten Bitcoin-Hash Rate Chinas über den Verlauf der Jahreszeiten beigetragen hat. Sichuan ist oben in Gelb dargestellt:
Mit dem chinesischen Bitcoin-Mining Verbot, das kurz nach dem Enddatum dieses Diagramms kam, verlagert sich diese Hash-Rate und der jährliche Umsatz in Milliardenhöhe nach Nordamerika und in andere Länder. Aber viele Jahre lang war dies ein großartiges Beispiel dafür, wie Bitcoin-Miner gestrandete und ansonsten vergeudete Energie auffangen.
2: Bitcoin-Mining mit abgefackeltem Gas (Flared Gas Bitcoin Mining)
Viele Arten von Erdölvorkommen sind mit Erdgas verbunden.
Wenn dieses Gas in ausreichender Menge vorhanden ist, kann es aufgefangen und über Pipelines oder andere Transportnetze als Primärenergie-Quelle genutzt werden. Denn Erdgas ist äußerst nützlich zur Erzeugung von Strom und Heizwärme. Handelt es sich jedoch um eine geringe Menge, dann ist es nicht wirtschaftlich genug, eine Pipeline zu bauen oder das Gas auf andere Weise zu sammeln.
Was passiert dann? Es wird in die Atmosphäre entlüftet oder abgefackelt und somit vergeudet. Entlüften bedeutet, dass es einfach in die Atmosphäre entlassen wird, hauptsächlich als Methan (das ein stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid ist). Abfackeln bedeutet, dass es verbrannt und damit in Kohlendioxid umgewandelt und in die Atmosphäre ausgestoßen wird. In beiden Fällen handelt es sich um eine vollständige Verschwendung, die obendrein noch zur Erhöhung des globalen Treibhausgas-Anteils in der Atmosphäre beiträgt.
Die Energie Informationsbehörde der USA schätzt in ihrem Erdgas-Jahresbericht 2020, dass im Jahr 2019 in den Vereinigten Staaten durchschnittlich 1,48 Milliarden Kubikfuß Erdgas pro Tag entlüftet oder abgefackelt wurden. Das entspricht in etwa einem Jahreswert von 150 TWh Energie, was laut Cambridge University höher ist als der geschätzte Gesamt-Spitzenwert der jährlichen Energienutzung von Bitcoin im Jahr 2021. Die Cambridge University hat weiterhin geschätzt, dass das globale Begleitgas-Rückgewinnungs-Potenzial 8-mal größer ist als der Energiebedarf des Bitcoin-Netzwerks im Jahr 2021.
Mit anderen Worten, praktisch könnte das gesamte Bitcoin-Netzwerk in seiner Spitzenlast im Jahre 2021 hypothetisch mit Begleitgas in den USA betrieben werden, ganz zu schweigen vom Rest der Welt.
Es gibt mehrere private Bitcoin-Mining-Unternehmen, die sich darauf spezialisiert haben, Anhänger mit Bitcoin-Minern an das Begleitgas von Ölproduzenten anzuschließen, um diese ansonsten vergeudete Energie zu nutzen.
Es ist ein Win-Win Szenario für die Produzenten und die Bitcoin-Miner. Die Produzenten können ihr Gas verkaufen, anstatt es zu vergeuden, und erhalten gleichzeitig höhere ESG-Bewertungen und halten die staatlichen Abfackelungsgrenzen ein. Die Bitcoin-Miner erhalten dabei eine extrem günstige Energiequelle. Alternativ dazu sind einige dieser Bitcoin-Miner auch bereit, Mining-Systeme an Öl- und Gasproduzenten zu verkaufen und die Hardware für sie einzurichten, sodass der Produzent alle potenziellen Preissteigerungen von Bitcoin direkt nutzen kann.
Vor allem North Dakota ist ein wichtiges Gebiet für das Mining mit Begleitgas. Nach Angaben der EIA werden in North Dakota fast 20 % des geförderten Erdgases abgefackelt, anstatt es zu sammeln. Allein dieses vergeudete Gas entspricht einer Stromerzeugung von mehreren TWh pro Jahr. Im Jahr 2014 lag die vergeudete Menge in North Dakota noch bei 35 %, und der Staat hat Regeln eingeführt, um diese Zahl zu senken. Bitcoin-Miner können einen Großteil dieser ansonsten vergeudeten Energie auffangen. Und das Bitcoin-Mining nimmt in diesem Bundesstaat tatsächlich zu.
Ich habe mich mit Marty Bent, dem Leiter der Geschäftsentwicklung von Great American Mining, in Verbindung gesetzt, um mehr über die Arbeitsweise des Unternehmens zu erfahren. Great American Mining ist ein privates Unternehmen, das mit Öl- und Gasproduzenten zusammenarbeitet, um mobile Bitcoin-Mining Anlagen am Ort der Öl- und Gasproduktion einzusetzen und das verschwendete Gas zum Bitcoin Mining zu nutzen.
Marty erläuterte, warum praktisch nur Bitcoin-Miner dieses gestrandete Gas nutzen können, nicht aber ähnliche Branchen wie Serverfarmen in Rechenzentren:
Da das Bitcoin-Netz ein verteiltes Peer-to-Peer-Netz ist, das nicht von einem einzelnen Miner abhängt, um Transaktionen zu ermöglichen. Bitcoin-Miner sind im Vergleich zu anderen Rechenzentren wie Server-Farmen, die energieintensive Rechenprozesse vollziehen, besser positioniert, um von der Begleitgas-Chance zu profitieren, da sie Störungen vor Ort verkraften können, ohne die Betriebszeit des Netzes wesentlich zu beeinträchtigen. Eine Server-Farm wäre dazu nicht in der Lage, da eine Unterbrechung der Betriebszeit kritische Geschäftsabläufe ernsthaft beeinträchtigen könnte. Darüber hinaus ist die Datenmenge, die die Bitcoin-Miner an die Mining-Pools senden, sehr gering und erfordert keine große Bandbreite, sodass sie in sehr abgelegenen Gebieten mit Hilfe von Mobilfunkdaten sehr viel unkomplizierter arbeiten können als andere energieintensive Datenprozesse.
Marty Bent, Juli 2021, per E-Mail
Ich habe ihn gefragt, welche Arten von Produzenten besser geeignet sind als andere. Seine Antwort: diejenigen in kühleren Klimazonen (Bitcoin-Miner der aktuellen Generation benötigen eine gute Luftkühlung, die Energie benötigt) und/ oder in Ländern mit strengeren Abfackel-Vorschriften. Und aufgrund verschiedener Einschränkungen sind Onshore-Standorte tendenziell besser geeignet als Offshore-Standorte:
Besonders groß ist die Chance in Ländern mit strengen Abfackel-Vorschriften, da die Produzenten einen großen Anreiz haben, das Abfackeln zu reduzieren. Wenn sie zu viel abfackeln, sind sie gezwungen, ihre Bohrlöcher für eine gewisse Zeit stillzulegen. (…)
Marty Bent, Juli 2021, per E-Mail
Ja, die Schieferöl-Produzenten haben sicherlich einen Vorteil gegenüber den Offshore-Bohrfirmen, da die elektrischen Anforderungen und Genehmigungen, die für den Betrieb von Offshore-Bohrungen erforderlich sind, viel restriktiver sind als an Land. Hinzu kommt, dass die Fläche für das Absetzen von Containern und Generatoren bei Offshore-Bohrungen im Vergleich zu Onshore-Bohrinseln extrem klein ist, sodass die Skalierung ein Problem darstellen könnte. Darüber hinaus haben Produzenten in Staaten mit relativ kühlem Klima einen Vorteil, zumindest kurz- bis mittelfristig, bis die Emersions-Anlagen ausgereift sind. Außerdem sind Produzenten, die im Besitz der Erdgas-Mineralien und der Produktion sind, besser positioniert, da sie sich nicht mit der Zahlung von Lizenzgebühren an die Eigentümer der Mineralien-Rechte herumschlagen müssen.
Meiner Ansicht nach sind Bitcoin-Miner, die gestrandetes Gas (und gestrandete Wasserkraft) nutzen, die saubersten Miner, die es gibt. Das ist besser als Sonnenkollektoren, Windenergie oder ähnliche Quellen, denn die Energie, die sie nutzen, wird andernfalls buchstäblich verschwendet und in die Atmosphäre abgegeben, von Unternehmen, die Erdöl für andere Zwecke fördern.
3: Bitcoin-Mining als Netz-Batterie
Stromnetze müssen zwei Dinge ausgleichen: wechselnde Versorgungs- und wechselnde Nachfrage-Niveaus.
Einige Stromquellen sind sehr beständig, wie zum Beispiel die Grundlast Kernenergie, die rund um die Uhr laufen kann. Andere Quellen wie Wind- und Solarenergie oder Wasserkraft sind schwankender, je nachdem, was Mutter Natur in einem bestimmten Zeitraum an Wind, Sonne und Regen bereitstellt. Aufgrund dieser teilweisen Variabilität muss die Stromversorgung überdimensioniert sein, sodass selbst an einem besonders „schwachen“ Tag die Stromerzeugung noch ausreicht, um eine Gemeinde mit Strom zu versorgen.
Was die Nachfrageseite betrifft, so gibt es bestimmte Tage, an denen mehr Strom benötigt wird, als an anderen. Wenn ich zum Beispiel meine Gas- und Stromrechnung betrachte, verbrauche ich im Winter viel mehr Gas als im Sommer, weil ich im Sommer nur koche, während ich im Winter koche und heize. Gleichzeitig verbrauche ich im Sommer viel mehr Strom, weil ich ihn in dieser Jahreszeit für die Klimaanlage und das ganze Jahr über für Licht und Elektronik verwende. Außerdem gibt es Spitzentage, wie zum Beispiel den gefährlichsten heißen Tag des Jahres, an dem in fast jedem Haushalt die Klimaanlage auf Hochtouren läuft. Solche Tage müssen einkalkuliert werden.
Aufgrund der Schwankungen sowohl auf der Angebots- als auch auf der Nachfrageseite müssen die Stromnetze also überdimensioniert sein und über viel mehr Stromerzeugungskapazität verfügen, als an einem durchschnittlichen Tag genutzt wird. Ein Teil dieser Kapazität könnte variabel sein, wie zum Beispiel Erdgas Spitzenkraftwerke, die je nach Bedarf schnell ein- oder ausgeschaltet werden können. Andere könnten nicht steuerbar sein, wie zum Beispiel Solarzellen und Windturbinen. Wenn man zu viel Solar- und Windkraft Kapazität aufbaut und den Überschuss nicht nutzt oder an ein anderes Netz verkauft, verschwendet man ihn einfach.
Eines der Probleme bei der Solar- und Windenergie sind die sehr hohen Kosten für die Speicherung. Trotz all unseres menschlichen Erfindungsreichtums können wir immer noch keine sehr kosteneffizienten Batterien im Versorgungs-Maßstab herstellen. Das ist ein außerordentlich schwieriges physikalisches Problem. Natürlich können wir Speicherbatterien für bestimmte ideale Bedingungen herstellen, aber es ist nicht kosteneffizient, sie auf breiter Basis einzusetzen.
Das folgende Diagramm zeigt die Energie-Rendite aus verschiedenen Energiequellen. Mit anderen Worten, sie misst das Vielfache dessen, was man an Energie aus dem, was man hineinsteckt, herausholt. Die unteren gelben Balken enthalten die Energiekosten für die Speicherung von Energiequellen, die variabel sind. Die Kernenergie liegt ganz rechts mit einem 75-fachen Erntefaktor (und ohne Puffer-/Speicherkosten), während Wind- und Solarenergie niedrig sind, vor allem wenn man die Speicherkosten berücksichtigt:
Das Bitcoin-Mining macht es profitabel, erneuerbare Energiequellen zu überbauen, da es die Monetarisierung dieses Überangebots ermöglicht. Jede Gemeinde, die eine zuverlässige Stromversorgung wünscht, braucht ohnehin überdimensionierte Stromkapazitäten, und bei Wind-, Solar- und Wasserkraft ist das sogar noch wichtiger, weil sie variabel sind. Allerdings ist der Aufbau der Überkapazität in der Regel nicht sehr kosteneffektiv, es sei denn, man kann die Überkapazität für etwas Rentables und Nützliches nutzen, wenn sie sonst nicht gebraucht wird.
Bitcoin-Miner sind eine einzigartige Lösung für dieses Problem, sie können den Aufbau der Überkapazität rentabel machen und spielen damit indirekt die Rolle einer Energiespeicherlösung.
In der überwiegenden Zeit, in der es mehr Angebot als Nachfrage gibt, können die Bitcoin-Miner als einer der Stromverbraucher in der Gemeinde ihre Maschinen betreiben, Einnahmen erzielen und ihre Stromkosten bezahlen. Kommt es zu einem sprunghaften Anstieg der Stromnachfrage oder zu einer Verringerung des Angebots, die andernfalls zu Stromausfällen in der Region führen würde, können diese Bitcoin-Miner vorübergehend abschaltet werden.
Mit einem gut strukturierten kommerziellen Tarifvertrag kann dies reibungslos funktionieren. Das Versorgungsunternehmen könnte dem Miner den niedrigstmöglichen Tarif in der Region anbieten und ihm im Gegenzug eine höhere Toleranz für Schwankungen und andere Punkte der Vertrags-Flexibilität einräumen.
Harry Sudock, Vice President of Strategy bei einem Bitcoin-Mining Unternehmen namens Griid, erklärte dies Peter McCormack in seinem Podcast im Juni 2021:
Als Energieerzeuger möchte man nie in die Situation kommen, dass man den Strom abschalten muss. Nehmen wir also eine Windturbine als einfaches Beispiel. Die Turbine dreht sich einmal und erzeugt Elektronen. In einigen Regionen ist der Marktpreis negativ, sodass man sich dazu entschließt, die Energie einfach nicht weiterzuleiten. Sie verpufft.
Harry Sudock
Wenn sie also in der Lage sind, ein Geschäft mit einem anderen Bieter für diese Energie abzuschließen, der einen intermittierenden Verbrauch tolerieren kann, der die Energie einige Zeit nutzen kann und die andere Zeit nicht, dann ist das ein wirklich wertvoller Kunde für einen Markt, der nicht unbedingt in der Lage ist, die Energieerzeugung auf einer breiteren Basis zu unterstützen.
Ich denke also, dass Bitcoin-Miner etwas Besonderes sind und eine enorme technologische Verbesserung gegenüber den traditionellen Strom-Nutzern darstellen. Wir haben zwei „Energie-Superkräfte“: Die erste ist, dass Energie 80 oder 90 % unserer monatlichen Kosten ausmacht; die zweite ist, dass wir intermittierend verbrauchen können, ohne unser Geschäftsmodell besonders zu beeinträchtigen. Wenn mir also jemand sagt, Sie müssen Ihre Bitcoin-Miner 100 oder 500 Stunden im Jahr abschalten, dann sagen wir nicht nein, sondern nur: ’Wir müssen das in unserem Energiepreis widerspiegeln.’
Wenn ich also über einen Stromvertrag verhandeln will, formuliere ich das so: ’Sie müssen mir den niedrigstmöglichen Preis nennen, den Sie anbieten können. Ich bin bereit, über jeden anderen Teil des Lastprofils zu verhandeln.
Wie groß wird der Bitcoin-Miner sein, wie oft nutzen Sie den Strom; brauchen Sie uns für einen anderen kreativen Zweck in Ihrem Energiemix oder -system; müssen wir unsere Anlage in zwei Teile aufteilen und an zwei verschiedenen Stellen im Ort platzieren? Sehr gut. Müssen wir in der Lage sein, zum Sicherheitsbudget dieser anderen Teile des Betriebs beizutragen?’
Unsere Aufgabe ist es, den Energiepreis so niedrig und wettbewerbsfähig wie möglich zu halten und mit den Erzeugern an allen anderen Variablen zu arbeiten.
Der Klarheit halber würde ich hinzufügen, dass ihre dritte Supermacht darin besteht, dass sie in der Lage sind, sich an der Quelle der Stromerzeugung anzusiedeln und so die Übertragungsverluste zu verringern, um ihren Strom günstig zu halten. Bitcoin-Miner sind insofern einzigartig, als:
- fast ihre gesamten Betriebskosten aus Strom bestehen,
- sie einen schwankenden Verbrauch tolerieren können und
- sie hinsichtlich ihres Standorts flexibel sind.
Daher können sie auf Variablen verzichten, die für die meisten anderen Unternehmen unverzichtbar sind, im Gegenzug erhalten sie niedrigste Strompreise, wenn Strom im Überfluss vorhanden ist.
Da sie in der Lage sind, direkt zur Stromquelle zu gehen, können Bitcoin-Miner auch unerwartete Abfälle in der Nachfrage oder andere besondere Situationen ausgleichen. In diesem Podcast beschrieb Sudock zum Beispiel diese Situation:
’Dies ist eine Anekdote, mit der wir uns gerade beschäftigen. Eine Gemeinde will ein neues Krankenhaus bauen lassen. Im Zuständigkeitsbereich des Versorgungsunternehmens gibt es 17.000 Energiekunden. Durch den Bau eines Krankenhauses wird sich der Energiebedarf in dieser Region verdoppeln. Wir sind uns alle einig, dass ein Krankenhaus eine sehr sinnvolle Nutzung von Elektrizität ist, da gibt es keinen Zweifel.
Harry Sudock
Es werden die Übertragungsleitungen umgebaut, ein neues Umspannwerk, das größer ist und die zusätzliche Last bewältigen kann, gebaut, und nachdem man all das getan hat, wird das Krankenhausprojekt abgesagt.
Es wurden also Millionen von Dollar in dieses Gebiet investiert, um diesen Großkunden zu gewinnen. Diese Kosten müssen nun an die 17.000 Haushalte weitergeben werden, es sei denn, man findet eine andere Verwendung für die Energie. Was hat man also getan? Sie riefen unseren Vice President für Energiemanagement an und sagten: „Wir haben hier ein überdimensioniertes Angebot. Wenn wir keinen Großkunden gewinnen, werden diese Kosten auf die Haushalte abgewälzt, die nicht das Budget haben, die steigenden Energiepreise zu bezahlen.“
Wir haben also die wunderbare Gelegenheit, dieses Versorgungsunternehmen zu unterstützen, einen Kunden zu finden, der nach dem Scheitern dieses Geschäfts eintritt, und dieser Gemeinde den Rückhalt zu geben und ihre Energiepreise für die nächsten zehn Jahre zu stabilisieren. Dies sind also die Geschichten des Bitcoin-Minings, die nicht an die Oberfläche dringen. Außerdem ist diese Energiequelle zu über 60 % CO₂-frei.’
Aus diesem Grund hat Jack Dorsey, CEO von Twitter und Square, die kontroverse Aussage gemacht, dass das Bitcoin-Netzwerk Anreize für erneuerbare Energien bietet. Square hat im Frühjahr 2021 ein White Paper zu diesem Thema veröffentlicht. Einer der zusammenfassenden Punkte des Papers war dieser:
Bitcoin-Miner sind einzigartige Energieabnehmer, da sie eine hochflexible und leicht unterbrechbare Last anbieten, die Auszahlung in einer weltweit liquiden Kryptowährung erfolgt und sie völlig ortsunabhängig sind und nur eine Internetverbindung benötigen. Diese kombinierten Qualitäten stellen einen außergewöhnlichen Vorzug dar, einen Energieabnehmer der letzten Instanz, der überall auf der Welt im Handumdrehen ein- oder ausgeschaltet werden kann.
m Moment ist Bitcoin noch zu unbedeutend, um von Netzingenieuren in ihre Planungen einbezogen zu werden, aber wenn Bitcoin-Miner regelmäßiger und sichtbarer werden, können sie gründlicher in die Netzgestaltung und die Tarif-Märkte einbezogen werden.
Wenn das Bitcoin-Netzwerk groß genug wird, kann jede „immer verfügbare“ Stromquelle mit einer Bitcoin-Mining-Ausrüstung ausgestattet werden, um die variable Differenz zwischen dem Stromangebot und der Stromnachfrage im Netz gewinnbringend auszugleichen, damit der Strom nicht verschwendet wird. Das senkt die Kosten für den Erzeuger und den Verbraucher des Stroms und kann erneuerbare Energiequellen kostengünstiger machen.
Update durch die Autorin, Dezember 2021: Im Q3 2021 Briefing des Bitcoin Mining Council erklärte der CEO des größten Bitcoin-Miners, Marathon Digital Holdings, dass er glaubt, dass Co-Location die Zukunft der Branche ist und dass sein Unternehmen mit mehreren der größten nordamerikanischen Energieversorger über das Thema der Co-Location von Bitcoin-Minern mit der Energieerzeugung im Gespräch ist und dass diese Unternehmen Forschungsteams für dieses Thema eingerichtet haben. Im November 2021 sammelte ein Startup-Unternehmen namens Lancium 150 Millionen Dollar ein, um Bitcoin-Mining-Anlagen zu bauen, die speziell zur Stabilisierung des texanischen Stromnetzes dienen sollen.
Deshalb würde ich es auch nicht als schlecht ansehen, wenn Bitcoin mehr als 1 % des weltweiten Energieverbrauchs ausmachen würde. Zu diesem Zeitpunkt wäre er bereits in hohem Maße in das Energiesystem integriert und würde wahrscheinlich eher einen Nutzen für das Energiesystem darstellen als einen Nachteil.
4: Neue Energietechnologien vorantreiben
Die Flexibilität des Bitcoin-Minings ermöglicht es, Lücken für neue saubere Energietechnologien zu schließen, ihnen bei der Skalierung zu helfen und einen Konzeptnachweis zu erbringen. Hier ist ein Beispiel aus der Praxis, das auch zum vorherigen Thema passt, nämlich wie eine Batterie zu agieren, um überschüssige Kapazitäten gewinnbringend zu absorbieren.
Oklo Inc. ist ein Start-up-Unternehmen, das innovative neue Kernkraftwerke bauen will. Bei den meisten bestehenden Kernkraftwerken handelt es sich um riesige, milliardenschwere Anlagen, doch Oklo plant die Herstellung von Mikroreaktoren mit viel kleineren Anlagen, niedrigeren Kosten, geringerem Energieertrag und kürzeren Bauzeiten.
Darüber hinaus können die Reaktoren von Oklo die Abfälle herkömmlicher Kernkraftwerke als Brennstoffquelle nutzen. Dadurch wird die Radioaktivität des vorhandenen Atommülls tatsächlich verringert.
Wie ZME Science berichtet:
’Das Start-up Oklo will uns eine zuverlässige und kostengünstige Energiequelle bieten und gleichzeitig das Problem der radioaktiven Abfälle lösen, die Hunderttausende von Jahren unter besonderen Bedingungen gelagert und verwaltet werden müssen. Ihre Lösung ist die Wiederverwendung des Abfalls in autonomen Reaktoren, die nicht versuchen, den nuklearen Zerfall des Materials zu verlangsamen. Ein solcher Reaktor wäre in der Lage, mehr Energie aus bereits verbrauchtem Brennstoff zu gewinnen und die Prozesse zu nutzen, die auf natürliche Weise in einem Lager für radioaktiven Brennstoff ablaufen, anstatt sie als radioaktive Abfall zu entsorgen.
Wir haben Abfälle, über deren Entsorgung man sich 100.000 oder eine Million Jahre lang Gedanken machen muss, in eine Form gebracht, bei der man sich nur noch ein paar hundert oder vielleicht tausend Jahre lang Gedanken darüber machen muss“, erklärte der Mitbegründer von Oklo, Jacob DeWitte, gegenüber CNBC.
Bei jeder neuen Technologie gibt es jedoch immer einen Haken. Man muss sich fragen: „Warum hat sich das nicht schon längst durchgesetzt?“, vor allem, wenn man bedenkt, dass Oklo eine bewährte Art der Kernspaltungs-Technologie verwendet, die bereits seit Jahrzehnten existiert.
Abgesehen davon, dass der Prozess der Regulierung in einem Umfeld, das der Kernenergie nicht sehr wohlwollend gegenübersteht, durchlaufen werden muss, scheint der Haken zu sein, dass Oklos kleine Anlagen natürlich bedeuten, dass die Gewinnspannen sehr gering sind. Das Unternehmen hat vorgeschlagen, die Anlagen automatisiert und ohne menschliche Aufsicht zu betreiben. Dies hat dazu geführt, dass die Aufsichtsbehörden die Augenbrauen hochgezogen haben; unbeaufsichtigte Anlagen mit Kernmaterial sind gelinde gesagt ein Sicherheitsrisiko.
Hier kommen die Bitcoin-Miner ins Spiel, denn offenbar lässt sich das Problem mit Bitcoin lösen.
Oklo kündigte kürzlich eine 20-jährige Partnerschaft mit Compass Mining an. Oklo wird Compass ab Anfang der 2020er Jahre mit mindestens 150 MW Strom versorgen.
Das Mining von Kryptowährungen bietet vielversprechende Wege, um den Einsatz sauberer Energietechnologien zu beschleunigen, und Oklo ist in der Lage, auf die kommerzielle Nachfrage zu reagieren, indem es den Endnutzern die Möglichkeit bietet, saubere, zuverlässige und kostengünstige Energie zu kaufen, auf die sie sich verlassen können“, fügte DeWitte hinzu. Oklo ist bestrebt, seine Kraftwerkskonzepte so zu optimieren, dass sie kostenmäßig mit den billigsten Energieformen konkurrieren können.
Die fortschrittlichen Spaltkraftwerke von Oklo können bis zu 20 Jahre lang zuverlässig Strom produzieren, ohne dass nachgetankt werden muss, und haben die Fähigkeit, nukleare Abfälle in saubere Energie umzuwandeln. Dieses kommerzielle Projekt ist skalierbar, und Oklo kann zusätzliche Kapazitäten hinzufügen, um Compass’ nachhaltige Mining-Bemühungen weiter zu beschleunigen und gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit von Bitcoin-Mining-Aktivitäten durch fortschrittliche Kernspaltung zu fördern.
Ich habe mich an den CEO von Compass, Whit Gibbs, gewandt, um einige Details zu erfahren.
Er erklärte mir, dass es beispielsweise eine Stadt geben könnte, mit der Oklo Geschäfte machen könnte, um sie mit sauberer Energie zu niedrigen Kosten zu versorgen, indem es eine seiner kleinen Anlagen am Stadtrand aufstellt. Ein bestimmter Oklo-Reaktor könnte in diesem hypothetischen Beispiel eine Leistung von 15 MW haben, aber die Stadt benötigt nur 10 MW. Compass installiert also 5 MW an Bitcoin-Minern, die zusammen mit der Oklo-Anlage betrieben werden, um den Rest der Stromerzeugung zu monetarisieren und das Projekt insgesamt kosteneffizient zu machen. Wie bereits beschrieben, eignen sich Bitcoin-Miner hervorragend dafür, da sie dorthin gehen können, wo der Strom ist, und bei Bedarf auch in abgelegenen Gebieten arbeiten können, um etwaige Lücken zu schließen.
Darüber hinaus benötigt die gesamte Bitcoin-Mining-Ausrüstung natürlich etwas Personal und Sicherheit vor Ort und würde gemeinsam mit der Oklo-Anlage untergebracht werden. Aufgrund dieser Kombination verfügt die Anlage von Oklo nun über eine verbesserte Sicherheit und Vor-Ort-Überwachung, was ein Nebeneffekt der Zusammenarbeit mit den Bitcoin-Minern ist, die für den zusätzlichen Anteil der Energie von Oklo bezahlen. Das löst offenbar ihr Margen- und Sicherheitsproblem.
Sollte die Stadt Jahre später mehr Strom benötigen, könnten die Bitcoin-Miner ihre Last reduzieren und ihre Maschinen woanders hinverlegen. Sollte die Stadt Jahre später weniger Strom benötigen, könnte Compass zusätzliche Mining-Einheiten hinzuziehen, um die Lücke zu schließen. Dies verringert das Risiko für Oklo.
Ich weiß nicht, ob sich die Anlagen von Oklo durchsetzen werden oder nicht, aber diese Art von Konzeptnachweis und Skalierungs-Ansatz für neue saubere Energieformen wird dank der Flexibilität des Bitcoin-Minings interessant zu beobachten sein.
Ein weiteres Beispiel ist das Start-up PRTI, das Altreifen in Kohlenwasserstoffe umwandelt. Weltweit fallen jährlich über eine Milliarde Altreifen an, die aus Kohlenwasserstoffen bestehen, und die meisten davon werden einfach verbrannt oder vergraben.
PRTI hat ein einzigartiges versiegeltes Kesselverfahren entwickelt, mit dem diese Altreifen in verschiedene Kohlenwasserstoff-Produkte eingekocht und verkauft werden können. Bei diesem Prozess wird jedoch auch etwas Erdgas erzeugt, das zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Da ihre Standorte eher dort liegen, wo die Reifen zu finden sind, und nicht in dicht besiedelten Gebieten, kann das örtliche Stromnetz diesen Strom im Allgemeinen nicht besonders gut gebrauchen. Außerdem ist nicht genug Gas übrig, um eine Pipeline zu bauen oder es anderweitig zu nutzen.
Also nimmt PRTI das zusätzliche Erdgas, das sie erzeugen, und schürft damit vor Ort Bitcoin. Wie DCD berichtet:
Product Recovery Technology International (PRTI) verarbeitet an einem Standort in Franklinton, nördlich von Raleigh (North Carolina), Altreifen zu Öl, Synthesegas, Kohle und Stahl. Das Gas wird zur Erzeugung von Strom verwendet, der von Bitcoin-Minern an der Geschäftsstelle vor Ort genutzt wird. Das Verfahren ist skalierbar, die Energie könnte auch für andere Zwecke verwendet werden, und das Unternehmen plant, es an anderen Standorten, auch in Europa, einzuführen.
Das Lustige daran ist, dass selbst dieser Artikel am Ende falsch liegt. Sie haben später im Artikel einen beliebigen Anti-Bitcoin-Abschnitt eingefügt:
’Natürlich ist die Herstellung von Bitcoin an sich kein Umweltvorteil, da Kryptowährungen einfach Energie verbrauchen, um einen abstrakten Wert zu erzeugen. Das Mining von Kryptowährungen verbraucht mehr Energie als ein Land von der Größe Argentiniens und hat einen sehr großen Kohlenstoff-Fußabdruck, da nicht alle verwendete Energie aus erneuerbaren Quellen stammt. Selbst wenn sie mit erneuerbarer Energie betrieben wird, wird diese Energie von anderen Verwendungszwecken abgezogen, wodurch der Kohlenstoff-Fußabdruck der Menschheit vergrößert wird.
Hätte sich der Autor eingehender mit dem Thema befasst, wüsste er, warum PRTI mit seiner überschüssigen Energie Bitcoin schürft, anstatt sie an das Stromnetz zurückzugeben. Wie der Mitbegründer und ehemalige CEO von PRTI, Jason Williams, im Investor’s Podcast Network erklärte, bieten die lokalen Netzbetreiber einen extrem niedrigen Preis pro kWh an, um Energie von PRTI zu kaufen, weil sie diese Energie nicht benötigen, da die Anlagen in der Nähe von Mülldeponien und nicht in Bevölkerungszentren stehen. Die Marktpreise diktieren einen solchen Mangel an Nachfrage. Die überschüssige Energie, die bei PRTI durch das Recycling von Reifen frei wird, müsste andernfalls abgefackelt oder ins Erdreich eingebracht werden, führt nicht dazu, dass Energie von anderen Verwendungszwecken “abgezweigt“ wird.
Stattdessen behält PRTI lediglich die relativ geringe Menge der erzeugten Energie, die sonst vergeudet oder unwirtschaftlich ins Netz eingespeist würde, und schürft Bitcoin. Dies trägt dazu bei, dass das Unternehmen rentabel bleibt, sodass es weiter wachsen kann, um die gute Arbeit des Reifenrecyclings fortzusetzen und diese massive globale Quelle von Schadstoffen und Abfällen zu reduzieren. Das Bitcoin-Mining ist zufälligerweise die wirtschaftlichste Nutzung des bisschen Energie, das sie mit ihrem innovativen Verfahren erzeugen.
5: Modernisierung alter Kraftwerke
Da Bitcoin-Miner mobil sind und Energie nutzen können, die aus anderen Quellen nicht zur Verfügung steht, können manchmal zuvor abgeschaltete Kraftwerke renoviert und wieder in Betrieb genommen werden, um Bitcoin zu minen und Geld zu verdienen, Arbeitsplätze in der Gemeinde zu schaffen und auch Strom in das lokale Netz einzuspeisen.
Eine besonders beliebte Region hierfür ist Quebec und einige andere Regionen Kanadas. Dort gibt es, genau wie in China, jede Menge ungenutzte Wasserkraft-Kapazitäten, sodass die Zahl der Bitcoin-Miner in dieser Region gestiegen ist. Wie das Bitcoin Magazine berichtete:
British Columbia und Quebec beispielsweise, zwei der größten Volkswirtschaften Kanadas, wurden auf der Rohstoffgewinnung aufgebaut, vor allem auf der Forstwirtschaft und dem traditionellen Bergbau. Doch viele der Holz-, Zellstoff- und Papierfabriken in der Region, die von Wasserkraftwerken angetrieben wurden, sind weitergezogen oder wurden geschlossen, sodass Stromquellen und Infrastruktur zurückgeblieben sind.
Gebiete im Bundesstaat Washington und im oberen Teil des Bundesstaates New York haben ähnliche Vorteile – viel billige, vergeudete Energie aus einer Zeit, in der das verarbeitende Gewerbe die Region dominierte und Fabriken in der Nähe von Stromquellen liegen mussten, um wirtschaftlich zu sein.
Ich kann dies bei Compass Mining bestätigen. Ein Blick auf die Liste ihrer Anlagen zeigt, dass eine Menge davon in Kanada stehen und einen Teil der ungenutzten Wasserkraft nutzen.Aber nicht jedes alte Kraftwerk ist eine gestrandete Wasserkraftanlage. Einige von ihnen sind alte Kohlekraftwerke. In einem Artikel des WSJ vom Mai 2021 wurde ein kontroverses Beispiel dafür angeführt:
Eines der ehrgeizigsten – und umstrittensten – Projekte stammt von der Private-Equity-Firma Atlas Holdings. Das Unternehmen mit Sitz in Greenwich, Connor, ist auf die Sanierung von Unternehmen in Schwierigkeiten spezialisiert. Es kaufte 2014 das Kohlekraftwerk Greenidge, nachdem das Kraftwerk in Dresden, N.Y., einige Jahre zuvor geschlossen worden war, weil sein Betrieb wirtschaftlich unattraktiv war.
Atlas stellte das Kraftwerk zunächst von Kohle auf Erdgas um. Im vergangenen Jahr nahm das Unternehmen dann ein Rechenzentrum für das Mining von Bitcoin in Betrieb, das den von der Anlage erzeugten Strom nutzt. Nach Angaben des Unternehmens verfügt es derzeit über eine Mining-Kapazität von 19 Megawatt und plant, diese bis Ende 2022 auf 85 Megawatt zu erhöhen.
Einerseits war das Greenidge-Kraftwerk ungenutzt, und dank Bitcoin wurde es als Erdgaskraftwerk (viel sauberer als Kohle) wieder in Betrieb genommen und konnte Mitarbeiter in der Region einstellen. Dem Artikel zufolge speist es außerdem Strom in das Netz ein.
Andererseits haben einige Leute in der Gemeinde bemerkt, dass die Anlage einen Teil des nahegelegenen Sees erwärmt, was sich negativ auf die Umwelt auswirkt. Natürlich hätte diese Anlage die gleichen negativen Auswirkungen auf die Umwelt, wenn sie für etwas anderes genutzt würde, und sie wurde ursprünglich für einen anderen Zweck als Bitcoin gebaut. Die Bitcoin-Miner haben sie lediglich wieder zum Leben erweckt.
In jeder Branche dieser Größenordnung wird es natürlich vereinzelte Beispiele für Umweltprobleme geben. Die Entscheidung darüber liegt bei der örtlichen Gerichtsbarkeit, egal ob es sich um Bitcoin, Aluminium-Raffination oder etwas anderes handelt.
Während einige Gerichtsbarkeiten diese Aktivitäten aus Umweltschutzgründen zurückdrängen, wollen andere Gerichtsbarkeiten speziell Bitcoin-Miner anlocken. Kentucky zum Beispiel hat 2021 ein Gesetz unterzeichnet, das Bitcoin-Minern Steuererleichterungen für die Ansiedlung in diesem Bundesstaat gewährt. Durch diese Aktivitäten können ungenutzte Energiequellen genutzt werden, das Stromnetz wird erweitert, es werden Arbeitskräfte eingestellt und der Staat erhält einen neuen steuerpflichtigen Einkommensstrom. In der Tat ist Kentucky einer der Staaten, die in diesem Jahr einen beträchtlichen Zustrom von Minern erhalten hat.
6: Starthilfe für Elektrizität in Entwicklungsländern
Viele Länder mit niedrigem Einkommen verfügen über große Energieressourcen, einschließlich Wasserkraft. Allerdings haben sie oft ein Henne-Ei-Problem. Der Bau der Stromübertragungs- und -verteilungsinfrastruktur, um den Strom vom Erzeugungsort zum Verbrauchsort zu transportieren, ist für sie oft zu teuer. Und sie können nicht viel Kapital bekommen, weil es nicht viele Produktionskapazitäten gibt, die bereit sind, Strom zu nutzen.
Bitcoin stellt für einige dieser Entwicklungsgebiete eine interessante Möglichkeit dar, ihre Stromkapazitäten auszubauen und Einnahmen zu erzielen. Wenn eine Energiequelle erschlossen ist, können Bitcoin-Miner einsteigen und dem Ort sofortige Gewinne bescheren, bis der Strom besser genutzt wird. Wie Alex Gladstein von der Human Rights Foundation beschreibt:
Milliarden von Menschen in Entwicklungsländern sind mit dem Problem der fehlenden Stromversorgung konfrontiert. Damit ihre Volkswirtschaften wachsen können, müssen sie ihre elektrische Infrastruktur ausbauen – ein kapitalintensives und komplexes Unterfangen. Wenn sie jedoch mit ausländischer Hilfe oder Investitionen Kraftwerke bauen, um erneuerbare Energien an abgelegenen Orten zu nutzen, kann dieser Strom oft nirgendwo hinfließen.
Alex Gladstein, Mai 2021
In vielen Ländern Afrikas gibt es zum Beispiel riesige Solar-, Wind- und Wasservorkommen. Diese Kräfte könnten die Wirtschaftstätigkeit ankurbeln, aber den lokalen Gemeinschaften und Regierungen fehlen in der Regel die Mittel, um in die Infrastruktur zu investieren und den Prozess in Gang zu bringen.
Ausländische Geber und Investoren sind nicht daran interessiert, Projekte zu unterstützen, die keine Aussicht auf Nachhaltigkeit oder Gewinne haben. Ohne leistungsfähige Übertragungsleitungen, die die Energie vom Ort der Erzeugung zu den Bevölkerungszentren bringen, könnten die Kraftwerksbauer Jahre warten, bis sie ohne ausländische Subventionen arbeiten können.
Hier könnte Bitcoin ein neuer Anreiz sein. Neue Kraftwerke, egal wie abgelegen, können sofortige Einnahmen generieren, auch ohne Übertragungsleitungen, indem sie ihre Energie in das Bitcoin-Netzwerk einspeisen und Sonnenlicht, Wasser oder Wind in Geld verwandeln.
Wenn die lokalen Behörden oder Kunden sich nach und nach an das Kraftwerk anschließen und bereit sind, mehr für die Energie zu zahlen, als sich die Miner leisten können, sinkt die Bitcoin-Last, und die Gemeinden können wachsen. Auf diese Weise können wirtschaftliche Aktivitäten und erneuerbare Netze durch Bitcoin-Mining angekurbelt werden. Und internationale Hilfe könnte die Initialzündung sein.
Insgesamt denke ich, dass dies ein interessanter und wenig erforschter Bereich ist.
Das Konzept erregte im Juni 2021 Aufmerksamkeit, als El Salvador Bitcoin zum gesetzlichen Zahlungsmittel machte. Gladstein fragte Präsident Bukele während einer Online-Veranstaltung, ob El Salvador in Betracht ziehen würde, einige der nicht ausreichend genutzten geothermischen Ressourcen des Landes für das Bitcoin-Mining zu nutzen. Bukele antwortete, dass dies wahrscheinlich eine gute Idee wäre, und gab dann Tage später bekannt, dass er den staatlichen Geothermie-Betreiber seines Landes angewiesen hat, einen Plan für geothermisches Bitcoin-Mining zu entwickeln.
Es bleibt abzuwarten, ob sich dies als Erfolg erweisen wird, aber wenn ja, wäre dies eine potenzielle Einnahmequelle für das verarmte Land, die saubere Energie nutzt. Sobald diese Quellen für profitables Bitcoin-Mining erschlossen sind, könnte diese Energiequelle in Zukunft auch für andere Zwecke genutzt werden, wenn die Bevölkerungszentren irgendwann mehr Energie benötigen.
Bitcoins Proof of Work im Vergleich zu alternativen Methoden
Bisher haben wir festgestellt, dass Bitcoin nur einen Anteil von weniger als 0,1 % der weltweiten Energie nutzt und dass ein erheblicher Teil der genutzten Energie ansonsten gestrandet, ungenutzt oder erneuerbar ist. Dank der Flexibilität des Minings kann es auch dazu beitragen, neue Energiearten auf den Markt zu bringen.
Aber können wir eine Blockchain schaffen, die noch energieeffizienter ist? Das ist es, was Proof-of-Stake im Vergleich zum Proof-of-Work-Modell von Bitcoin leisten soll. Viele neuere Kryptowährungen verwenden Proof-of-Stake als ihr Konsens- und Sicherheitsmodell.
Wie bereits beschrieben, handelt es sich bei Proof-of-Work um ein System, bei dem die Miner mit Strom und Rechenleistung um den Aufbau der längsten Blockchain konkurrieren, die dann zur akzeptierten Blockchain wird.
Im Gegensatz dazu ist Proof-of-Stake ein System, bei dem die Inhaber der Kryptowährung ihre Coins blocken oder „staken“ und sie dazu verwenden, um über die gültige Blockchain abzustimmen. Sie werden auf diese Weise für die erfolgreiche Erstellung neuer Blöcke mit mehr Coins belohnt. Anstatt Strom und Rechenleistung zu verwenden, um neue Blöcke auf der Blockchain zu erstellen, setzen sie ihren Einsatz an Münzen ein, um dies zu tun.
Proof-of-Work ist einfach, weil es keine Notwendigkeit gibt, schlechte Miner zu bestrafen, die versuchen, die falsche Kette zu validieren oder ungültige Blöcke zu erstellen, die nicht den Regeln des Knoten-Netzwerks entsprechen. Ihre Bestrafung besteht einfach darin, dass sie Strom für Blöcke genutzt haben, die nicht gültig waren oder nicht in die längste Kette aufgenommen wurden, und somit Geld verloren haben. Sie fügen sich selbst Schaden zu, und daher geschieht dies selten mit Absicht. Es gibt eine greifbare, physikalische Verbindung zwischen der Blockchain und den Ressourcen der realen Welt.
Proof-of-Stake ist komplexer, weil es keine Verbindung zu realen Ressourcen gibt und das System eine Möglichkeit braucht, Anteilshalter zu bestrafen, die fälschlicherweise für die „falsche“ Kette stimmen. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die Anteilshalter nicht auf allen möglichen Ketten abstimmen (was bei Proof-of-Work nicht möglich ist, da dafür Ressourcen der realen Welt benötigt werden). Proof-of-Stake ist also ein viel komplexeres System, das den Anteilshaltern ihre Münzen wegnimmt, wenn sie unrechtmäßig abstimmen, und das Möglichkeiten hat, zu überprüfen, ob sie auf mehreren Ketten abstimmen.
Ben Edgington, ein Entwickler für Ethereum und jemand, der die bevorstehende Umstellung von Ethereum auf Proof-of-Stake befürwortet, hat im Compass Mining Podcast die langfristigen Herausforderungen erläutert, denen sich Ethereum bei der mehrjährigen (und lange verzögerten) Umstellung von Proof-of-Work auf Proof-of-Stake gegenübersieht:
Der Grund dafür, dass es eine Weile gedauert hat, ist, dass Proof-of-Work in Ethereum seit mehr als fünf Jahren eingesetzt wird, weil Proof-of-Stake kompliziert ist. Proof-of-Work ist im Grunde sehr einfach, leicht zu analysieren, leicht zu implementieren und einzusetzen, und Proof-of-Stake hat eine Menge beweglicher Teile. Man kann einen Proof-of-Work-Algorithmus in hundert Zeilen [Code] oder so programmieren. Unsere derzeitigen Clients benötigen etwas hunderttausend Zeilen für Proof-of-Stake.
Und ich denke, die theoretischen Grundlagen für Proof-of-Stake haben Zeit gebraucht, um zu reifen. Es ist nicht offensichtlich, wie man es robust machen kann, es gibt Angriffe wie Long-Range-Attacken und Dinge, die es bei Proof-of-Work einfach nicht gibt, die wir durchdenken und für die wir Lösungen finden mussten, das hat einfach Zeit gebraucht. Wir haben uns also auf den bewährten Proof-of-Work-Algorithmus verlassen und er hat Ethereum gut gedient.
Der Moderator dieses Podcasts sprach darüber, wie frühe Befürworter des Bitcoin-Netzwerks zunächst an Proof-of-Stake interessiert waren, aber feststellten, dass es zu viele Angriffsvektoren hatte. Dann fragte er Ben, wie Ethereum und das Proof-of-Stake-Modell sich gegen diese Angriffsvektoren verteidigt. Ben hält es für robust und befürwortet es, und beschrieb die Umgehungsmöglichkeiten von Proof-of-Stake wie folgt:
Die anfängliche Schwierigkeit war das, was wir „Equivocation“ nennen, was bedeutet, dass es im Grunde kostenlos ist, Blöcke zu produzieren. Wenn ich also einen Block vorschlage, kann ich zwei konkurrierende Blöcke vorschlagen, oder drei, oder hundert, und sie an das Netzwerk senden, das keine wirkliche Möglichkeit hat, zwischen diesen Blöcken zu unterscheiden. Das kann extrem störend sein und die Kette angreifen, mit Sicherheit die Kette spalten, und deshalb nutzen wir einen Mechanismus, den wir „Slashing“ nennen. Wenn also ein Vorschlagender widersprüchliche Blöcke vorschlägt, ist das ein „Slashing“-Vergehen. Das Netzwerk kann das erkennen. Ein anderer Antragsteller kann kommen und sagen, hier sind zwei Blöcke, die von demselben Validierer zur gleichen Zeit vorgeschlagen wurden, seine Unterschrift ist darauf, also kann das nicht gefälscht werden, somit ist hier ein Beweis, dass er falsch gehandelt hat. Und dann wird ihnen ein Teil ihres Einsatzes weggenommen und sie werden aus dem Netzwerk ausgeschlossen. Man hat also nur eine einzige Chance. Wenn beim Proof-of-Work der 51%-Angriff fehlschlägt, kann man ihn einfach wiederholen und wiederholen. Beim Proof-of-Stake hat man nur eine Chance, man wird aus dem Netzwerk geworfen und das verwendete ETH ist für eine Weile gesperrt. In dieser Hinsicht ist es eine Art Selbstheilung. Das war also ein großer theoretischer Durchbruch, der die Leute auf den Gedanken brachte: „Eigentlich können wir das machen, es gibt Abhilfen für häufige Angriffe.
Eine andere Möglichkeit ist eine sogenannte „Long-Range-Attack“, die etwas subtiler ist, aber die Idee ist, dass man, sobald man das Netzwerk als Validator verlassen hat, effektiv in der Zeit zurückgehen kann. Wenn ich also das Netzwerk verlasse, kann ich einen Monat in der Zeit zurückgehen und (wenn ich genug Validatoren-Schlüssel habe) so viele historische Blöcke produzieren, wie ich möchte. Ich kann effektiv eine andere Geschichte für die Kette schreiben, die mit der aktuellen Geschichte kollidiert, und ich bin ausgestiegen, sodass ich nicht mehr bestraft werden kann. Das ist also ein Angriff auf lange Sicht – Long-Range-Attack. Wir haben dafür eine Analyse und ein Verständnis, das Bitcoiners hassen werden, aber wir nennen es „weak subjectivity“, “schwache Subjektivität“. Es ist die Idee, dass jeder, der ständig online ist, immer sicher ist, weil er die Chain überwacht und immer weiß, was die richtige Kette ist. Wenn man von Grund auf neu synchronisiert, besteht die Gefahr, dass man einer Angreifer-Kette folgt, also braucht man einen Kontrollpunkt, der garantiert, dass man auf der richtigen Kette ist, und den muss man von jemandem bekommen, der die ganze Zeit online war oder von jemandem, der garantiert auf der richtigen Kette ist. Das nennt man nun „weak subjectivity“. Es gibt Regeln dafür, wie häufig diese Kontrollpunkte erstellt werden müssen, wie wir uns auf sie verlassen können, und wir bauen „einigermaßen vertrauenslose“ Mechanismen auf, um an diese Kontrollpunkte zu gelangen. Ich verstehe, dass dies einen tiefen Konflikt mit der Bitcoin-Ideologie darstellt, in dem Sinne, dass jeder in „vacuo“ in der Lage sein sollte, sich vom Genesis Block an zu synchronisieren und zu wissen, dass er auf der richtigen Kette ist, ohne jemandem in irgendeiner Form vertrauen zu müssen. Das tun wir nicht. Das scheint mit Proof-of-Stake sehr schwierig zu sein, das ist ein Kompromiss, den wir eingegangen sind, aber wir glauben, dass dies in der Praxis völlig praktikabel ist und zu keinerlei praktischen Angriffen führen wird.
Neben der größeren Komplexität, dem größeren Vertrauen und den größeren Angriffsflächen besteht das Hauptproblem des Proof-of-Stake darin, dass es anfällig für Zentralisierung ist. Je mehr Coins man hat, desto mehr Stimmrecht hat man, und diejenigen, die die Münzen besitzen, sind auch diejenigen, die die neuen Münzen durch Einsätze verdienen. Da sie keine Ressourcen aufwenden müssen, um Einsätze zu leisten, können sie einfach ihren Gesamteinsatz erhöhen, da sie laufend Coins durch Einsätze verdienen, und so ihren Einfluss auf das Netzwerk mit der Zeit exponentiell vergrößern.
Es wäre wie ein politisches System, in dem man für jede hundert Dollar, die man hat, eine Stimme bekommt und dann auch noch einen Dollar von der Regierung für die Abgabe einer Stimme bezahlt bekommt. Mary, die Highschool-Lehrerin für Naturwissenschaften mit einem Nettovermögen von 20.000 US-Dollar, erhält 200 Stimmen und verdient 200 US-Dollar von der Regierung für ihre Stimmabgabe. Jeff Bezos, mit einem Nettovermögen von 200 Milliarden US-Dollar, erhält 2 Milliarden Stimmen und verdient 2 Milliarden US-Dollar von der Regierung für seine Stimmabgabe. Er ist ein millionenfach wertvollerer Bürger als Mary und erhält außerdem mehr Geld von der Regierung, weil er bereits reich ist.
Das ist kein System, in dem viele Menschen gerne leben würden. Letztendlich würde es sich wahrscheinlich zu einem Oligopol konsolidieren, in dem eine Handvoll Multimilliardäre den Großteil der Stimmen kontrolliert. Wenn es zu zentralisiert wird, macht das den Zweck einer dezentralisierten Blockchain zunichte.
Stattdessen funktioniert das Proof-of-Stake-System vor allem bei Anteilen an Privateigentum, wie zum Beispiel Unternehmen. In einem Unternehmen ist jede Aktie eine Stimme für Vorschläge und Sitze im Vorstand wert, da die Eigentümer im Verhältnis zu ihrem Besitz entscheiden, was das Unternehmen tun wird.
Daher halte ich das Proof-of-Stake-Modell für andere Kryptowährungen nicht für schlecht, wenn sie eher wie eine Aktiengesellschaft funktionieren. Tatsächlich kann Proof-of-Stake die Kosten für einen Angriff auf das Protokoll erhöhen, da ein Angreifer oder eine Gruppe von Angreifern mehr als die Hälfte der Coins erwerben müsste (es sei denn, sie finden einen Fehler und nutzen ihn aus, da die Angriffsfläche größer ist). Es gibt zum Beispiel bestimmte DeFi-Projekte oder -Plattformen, die wie ein Unternehmen arbeiten und Proof-of-Stake verwenden können, um gleichzeitig effizient und kostspielig angreifbar zu sein, wenn alles gut läuft.
Stattdessen halte ich Proof-of-Stake einfach für ungeeignet für ein demokratisiertes, dezentralisiertes, zensurresistentes globales Geld, zumal dieser Artikel zeigt, wie vernachlässigbar die negativen Auswirkungen des Bitcoin-Energieverbrauchs für die Welt sind, zusammen mit einer Reihe von positiven Aspekten.
Oder wie Adam Back, Mitbegründer und CEO von Blockstream, beschreibt:
Das sieht man auch bei anderem Warengeld, wie physischem Gold. Es ist ein System, das funktioniert, weil Geld einen Preis hat. Ich denke, dass Geld, das keine Kosten hat, letztendlich politisch ist. Menschen, die näher am Geld sind, werden also durch den sogenannten Cantillon-Effekt begünstigt.
In einem Proof-of-Work-System wie dem Bitcoin-Netzwerk ist die Macht zwischen Minern, Entwicklern und einzelnen Netzwerk-Knotenpunkten verteilt. Ihre Fähigkeit, ein Miner zu sein, basiert auf Ihrer Fähigkeit, Kapital zu investieren und kostengünstigen Strom zu finden. Anstatt dass die etablierten Miner einen Vorteil haben und ihren Vorteil im Laufe der Zeit vergrößern, haben neuere Miner einen Vorteil gegenüber den bestehenden Minern, weil sie dank des Mooreschen-Gesetzes neuere Maschinen mit mehr Rechenleistung pro Watt kaufen. Alle Mining-Unternehmen, alte und neue, erneuern sich ständig und nutzen neue günstige oder gestrandete Energieressourcen.
Außerdem haben sich die Entwickler des Bitcoin-Netzwerks große Mühe gegeben, den Betrieb eines kompletten Knotens, Full Nodes, einfach und günstig zu gestalten (im Gegensatz zu fast allen anderen Kryptowährungen). Im Bitcoin-Netzwerk liegt die eigentliche Macht bei den Nodes und nicht bei den Minern. Wenn Miner versuchen, sich abzusprechen und Blöcke zu schürfen, die ungültig sind, wird das von den Netzwerkknoten nicht akzeptiert.
Viele andere Blockchains, die seit dem Bitcoin-Netzwerk entstanden sind, gehen mehrere Kompromisse ein, zum Beispiel, dass die Knoten immense Rechenleistung, Bandbreite und Speicherplatz benötigen, sodass sie nur von Unternehmen im industriellen Maßstab betrieben werden können, was das Netzwerk auf eine Handvoll großer Anbieter zentralisiert.
Durch Bitcoins Proof-of-Work und das Design kleiner Blöcke bleibt ein Großteil der Macht bei den einzelnen Nutzern. Jeder, der einen Full Node betreibt, kann die gesamte Blockchain überprüfen, seine individuellen Transaktionen verifizieren und am Netzwerkeffekt teilnehmen, der den Konsens sicherstellt.
Wie Bitcoin überlebte, weil es kein Proof-of-Stake hatte
Ich empfehle Leuten, die sich für Bitcoin und den breiteren Krypto-Raum interessieren, die Lektüre von The Blocksize War, einem Buch aus dem Jahr 2021, das die Geschichte des Bitcoin-Netzwerks beschreibt, als verschiedene Fraktionen miteinander kämpften, um das Design des Protokolls zu gestalten und zu sehen, wer die Macht hatte (Entwickler, Miner/Börsen oder einzelne Nutzer/Knoten). Es war ein Praxistest für den Grad der Dezentralisierung von Bitcoin.
Seit den Anfängen des Netzwerks gab es eine wachsende Kluft zwischen Leuten, die die Blockgröße erhöhen wollten, und Leuten, die sie klein halten wollten. Die Vergrößerung der Blockgröße ermöglicht es dem Netzwerk, mehr Transaktionen pro Zeiteinheit zu verarbeiten (ohne Berücksichtigung der Layer-2-Lösungen und der Side-Chain-Lösungen Lightning und Liquid, die noch nicht existierten). Die Erhöhung der Blockgröße vergrößert jedoch auch die Bandbreite und den Speicherplatz, die für den Betrieb eines Full Nodes erforderlich sind, und macht ihn damit für den normalen Nutzer auf einem Laptop oder Raspberry Pi unerschwinglich.
Wenn die Nutzer weder selbst minen noch einen vollständigen Knoten betreiben können, müssen sie großen Netzwerk-Anbietern vertrauen, und Bitcoin würde aufhören, ein vertrauensfreies, dezentrales System zu sein.
Nachdem die Saat für diese Meinungsverschiedenheit bereits bei der Einführung des Protokolls gelegt wurde, kam es zwischen 2015 und 2017 zu einem regelrechten Krieg um die Blockgröße.
Zu einem bestimmten Zeitpunkt im Jahr 2017 sprachen sich über 80 % der Miner-Rechenleistung, der größte Hersteller von Bitcoin-Mining-Ausrüstung, die früheren Hauptentwickler von Bitcoin und mehrere große Verwahrer und Börsen, darunter Coinbase und Grayscale, für eine Erhöhung der Blockgröße durch ein Upgrade namens SegWit2x aus (nicht zu verwechseln mit dem normalen SegWit-Update). Das ist eine überwältigende Anzahl von Befürwortern auf Unternehmensebene in der Branche. Und doch sind sie gescheitert. Die bestehenden Kernentwickler und die einzelnen Node-Betreiber waren nicht mit dem Plan einverstanden, und so wurde er zusammen mit vielen anderen Gründen abgebrochen.
SegWit2x (abgekürzt B2X oder S2X und ursprünglich SegWit2Mb genannt) war ein gescheiterter, umstrittener Hardfork-Versuch, der im New Yorker Abkommen skizziert wurde und darauf abzielte, die Blockgrößengrenze zu verdoppeln. Der Hardfork wurde als ein Versuch von CEOs und Eigentümern großer Bitcoin-Unternehmen angeprangert, Änderungen am Protokoll und Entwicklungszyklus der Währung mit Hintergedanken einzuführen.
Bitcoin Wiki
Obwohl über 80 % der Miner ihre Absicht für SegWit2x und das New Yorker Abkommen signalisierten, gelang es nicht, einen Konsens unter der Community und den Core-Entwicklern zu erreichen.
Wenn Bitcoin ein Proof-of-Stake-Modell gewesen wäre und die wirkliche Macht im Bitcoin-Netzwerk nicht bei den einzelnen Netzwerkknoten-Betreibern gelegen hätte (wobei diese Knoten speziell so entworfen wurden, dass sie von jedem betrieben werden können), hätten diese großen Unternehmen das Bitcoin-Netzwerk erfolgreich umgestalten können, und das hätte den Betrieb eines Full Nodes für normale Nutzer unerreichbar gemacht und das Protokoll weiter zentralisiert.
Wäre Bitcoin auf einem Proof-of-Stake-Modell aufgebaut, bei dem je mehr Coins man hat, desto mehr Stimmen hat man über die Funktionsweise des Netzwerks, hätten die großen Börsen und Verwahrer die Millionen von Coins, die sie im Namen ihrer Kunden halten, nutzen können, um zu ihren eigenen Gunsten abzustimmen.
Einige Leute auf der Seite der großen Blöcke haben während dieses Krieges auch ihre eigenen Blockchains von Bitcoin abgespalten und Versionen von Bitcoin mit großen Blöcken geschaffen, darunter Bitcoin XT, Bitcoin Classic, Bitcoin Unlimited, Bitcoin Cash und Bitcoin Satoshi Vision. Alle diese Versionen sind in Bezug auf die Marktkapitalisierung und die Hash-Rate deutlich hinter Bitcoin zurückgefallen, da sie vom Markt abgelehnt worden sind.
Proof-of-Work und kleine Full Nodes sind zusammen die derzeit wichtigste Möglichkeit, eine Blockchain ausreichend dezentralisiert zu halten, und zwar mit dem höchsten Sicherheitsniveau, einschließlich der am meisten gehärteten Angriffsfläche. Wenn Bitcoin jemals auf ein anderes System umsteigt, dann nur mit einem überwältigenden Konsens unter den Nutzern.
Jeder bestehende Vorschlag, das Bitcoin-Netzwerk weniger energieintensiv zu machen, und jeder Vorschlag für eine neue, dem Bitcoin-Netzwerk überlegene Blockchain ist mit Abstrichen verbunden. Diese Kompromisse mögen für andere Blockchains sinnvoll sein, aber sie sind es nicht für Bitcoin.
Schlussgedanken und Zusammenfassung
In der Bitcoin-Gemeinschaft herrscht Uneinigkeit darüber, wie sie auf Umweltbelange reagieren soll.
Einige der größeren Unternehmen der Branche haben den Bitcoin Mining Council gegründet, um freiwillige Daten von Minern über die verwendeten Energiequellen zu sammeln. Ihre ersten Ergebnisse aus dem 2. Quartal 2021 deuten darauf hin, dass beim Bitcoin-Mining ein höherer Anteil an nachhaltiger Energie genutzt wird als im typischen Stromnetz eines jeden Landes:
Die allgemeine Ansicht der Mitglieder des Bitcoin Mining Council und ihrer Unterstützer ist, dass Informationen nützlich sind, sodass das Sammeln von freiwilligen Daten und die Präsentation dieser Daten vor Kapitalgebern und politischen Entscheidungsträgern hilfreich ist. Und wie es aus seinen Umfragen herausgefunden hat, hat das Bitcoin-Mining einen hohen Anteil an nachhaltiger Energie, was angesichts der Tatsache, dass Bitcoin von Natur aus nach billiger und gestrandeter Energie sucht, Sinn ergibt. Dies gibt Kapitalgebern und politischen Entscheidungsträgern nützliche Informationen, mit denen sie arbeiten können, und bietet der Hysterie einen Gegenpol, die oft in den Medien verbreitet wird.
Andere, wie einige kleinere Miner und einzelne Nutzer, haben sich gegen den Rahmen der Diskussion und die Idee eines Industrierats gewehrt. Sie sind der Ansicht, dass das Netz nicht mehr als andere Industrien auf die Umweltbelange Rücksicht nehmen sollte, und befürchten, dass die Regulierungsbehörden versuchen könnten, bestimmte Energiearten im Netz zu bevorzugen, ohne die Einzelheiten des Energieverbrauchs im Netz zu kennen. Beispielsweise ist die Nutzung von gestrandetem Erdgas, das sonst ungenutzt verbrannt würde, so sauber wie nur möglich, obwohl es sich um einen fossilen Brennstoff handelt.
Meiner Meinung nach haben beide Seiten gute Argumente. Als Analyst finde ich es hilfreich, die Fakten über die Branche zu kennen, aber ich verstehe auch, warum viele in der Branche vorsichtig sind, was die Gestaltung der Debatte und die Versuche der politischen Entscheidungsträger (die oft auf falschen Vorstellungen beruhen) angeht, ihre Aktivitäten zu ändern oder zu zentralisieren.
Zusammenfassung der Recherche
Die wichtigsten Erkenntnisse aus diesem langen Bericht lauten wie folgt:
- Bitcoin bietet eine Dienstleistung, die Menschen nutzen können, um Werte zu speichern und zu übertragen. Bislang hat der Markt mit Millionen von Teilnehmern entschieden, dass dieses Netzwerk einen Wert hat, und wie alles, was einen Wert hat, verbraucht es Energie.
- Das Mining von Bitcoins verbraucht weniger als 0,1 % der weltweiten Energie und kann von vornherein nicht mehr Energie verbrauchen als der Nutzen, den es den Nutzern bietet.
- Ein beträchtlicher Teil der Energie, die von Bitcoin verbraucht wird, ist ansonsten gestrandete und vergeudete Energie. Das liegt daran, dass Bitcoin-Miner die einzigartige Fähigkeit haben, an abgelegene Orte zu gehen und mit unbeständigem Strom zu arbeiten, den andere Verbraucher nicht nutzen können, solange er billig ist.
- Das Netzwerk wird aufgrund der vorprogrammierten sinkenden Block-Subventionen (strukturelle Dis-inflation) von Jahr zu Jahr energieeffizienter. Außerdem erhöhen zusätzliche Schichten wie das Lightning Network die Energieeffizienz pro Transaktion sogar noch weiter, wenn sie weiter ausgebaut werden und zunehmend funktionsfähig sind. Wie jedes funktionierende Finanzsystem verwendet Bitcoin einen mehrschichtigen Skalierungs-Ansatz.
- Blockchains, die andere Konsens-Modelle mit geringerem Energiebedarf verwenden, wie Proof-of-Stake, gehen dafür Kompromisse ein. Es gibt kein „Free Lunch“, und diese anderen Formen des Konsenses sind nicht unbedingt „besser“ als das Proof-of-Work-Modell von Bitcoin, da sie mehr Angriffsflächen und größere Risiken der Zentralisierung haben.
Aus diesen Gründen besteht, unabhängig davon, ob Bitcoin in Bezug auf eine breitere Akzeptanz weiterhin erfolgreich ist oder scheitert, kein Risiko, dass das Netzwerk im Großen und Ganzen zu viel Energie nutzt. Nach allen Maßstäben ist es ein Rundungsfehler, was den globalen Energieverbrauch betrifft, wobei ein beträchtlicher Teil des Energiebedarfs aus nachhaltiger oder ansonsten ungenutzter Energie besteht.
Menschen, die sich stark auf die ökologische „E“-Seite von ESG konzentrieren, wenn es um Bitcoin geht, übersehen oft die „SG“-Komponente – Social & Governance. Letztendlich betrachte ich Bitcoin als eines der ESG-Assets überhaupt, nur eben nicht in der von Unternehmen geschönten Auffassung, in der der Begriff ESG oft verwendet wird.
Dies ist ein Beitrag von Lyn Alden erschienen auf ihrer Webseite. Die geäußerten Meinungen sind ausschließlich seine eigenen und spiegeln nicht notwendigerweise die von Aprycot Media wider.
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