Bitcoin Energieverbrauch: Ursachen, Gründe, Vergleiche


Der Bitcoin, mit dem seit 2009 weltweit gehandelt wird, hat sich schnell einen Spitzenplatz im Bereich der Kryptowährungen erobert. Die große Nachfrage nach dem Bitcoin steht in einem Zusammenhang mit dem Energieverbrauch.

Die digitalen Bitcoin-Transaktionen werden über Großrechner, die auf der ganzen Welt verteilt sind, abgewickelt. Im Jahr 2019 standen rund 9.350 Großcomputer für die Bitcoin-Abarbeitungen zur Verfügung. Genauso standortunabhängig werden sämtliche Überweisungen digital unterzeichnet und von allen Teilnehmenden auf einer gemeinsamen Datenbank, der Blockchain, verwaltet. Die Blockchain, auf Deutsch Blockkette, lässt sich stets erweitern, und sie ist ein Beleg für die in Arbeitsleistung umgewandelte Energie im Bitcoin-Netzwerk.
Voraussetzung für den nicht analogen Handel mit den Bitcoins ist die Anschaffung von einer digitalen Geldbörse, die in der Fachsprache Wallet genannt wird.

Der Bitcoin-Energieverbrauch lässt sich nicht genau bestimmen

Viele Analysten versuchen den globalen Energiebedarf zu ermitteln, jedoch herrscht eine große Ungewissheit im Hinblick auf den wirklichen Bitcoin-Energiebedarf. Die Einschätzungen schwanken zwischen 40 bis höchstens 265 Terawattstunden pro Jahr, wobei die vielschichtigen Berechnungen der Universität Cambridge als sehr realistisch eingestuft werden. Zudem datieren die englischen Wissenschaftler den jährlich vermuteten Bitcoin-Stromverbrauch täglich auf.

Im deutschen Online-Portal für Statistik, der Statista, veröffentlichten die Cambridge-Analysten am 17. Februar 2021 einen jährlichen Bitcoin-Energieverbrauch von rund 119 Terawattstunden.

Im Vergleich liegt der globale Stromverbrauch derzeit bei rund 20.863 Terawattstunden. Von dieser Menge verbraucht Deutschland, aktuell die weltweit viertgrößte Volkswirtschaft, etwa 537 Terawattstunden.

Die Terawattstunde (TWh) ist eine abgeleitete Maßeinheit für Energie, die 1 Billion Wattstunden entspricht; 1 Gigawatt ist genauso viel wie 1 Milliarde Wattstunden, 1 Megawatt wie 1 Million Wattstunden und 1 Kilowatt lässt sich in 1000 Wattstunden umrechnen.

6 Millionen Wattstunden entsprechen derzeit dem jährlichen Strombedarf von ungefähr 3.500 westlichen Haushalten.

Der Energieverbrauch erklärt sich auch mit der Absicherung des Bitcoin-Geldvermögens

Anfang 2021 waren laut Statista ungefähr 18,62 Millionen Bitcoins im Umlauf, und am 17. Mai 2021 entsprach 1 Bitcoin etwa 36.000 Euro. Der Bitcoin ist starken Kursschwankungen unterworfen, dennoch wird er als ein sicheres Zahlungsmittel angesehen, das unabhängig von finanzpolitischen Entscheidungen ist.

Angenommen die Bitcoins, in der Summe mindestens 1 Billion US-Dollar oder 823.323.100 Euro wert, wären physisch und in einem Stahlschrank aufbewahrt, dann hätte die Dicke (Stärke) der Wände maßgeblichen Einfluss auf die Absicherung des Geldvermögens. Tatsächlich ist der Bitcoin virtuell, wird aber als monetärer Wertspeicher immer interessanter. Deshalb dient der hohe Energieverbrauch auch als Diebstahlschutz, statt den dicken Stahlwänden beim Fiatgeld.

Je mehr Teilnehmende ihre Rechenleistung bereithalten und die Durchführungen überprüfen, desto besser kann die dezentrale Datenbank unerwünschte äußere Einflüsse, wie einen 51 %-Hackerangriff auf die Bitcoin-Blockchain, abwehren, solange es nicht zu einem weltweiten Stromausfall kommt.

Das Bitcoin-Mining benötigt enorm viel Energie

Um neue Einheiten der digitalen Bitcoin-Währung zu erhalten, wird nach Bitcoins gemined, auf Deutsch geschöpft oder geschürft. Beim Schürfen dreht es sich um das Ausrechnen neuer Zahlencodes für das Kryptogeld. Dafür müssen Großrechner komplexe Berechnungen durchführen. Weil die anspruchsvollen Berechnungen von den privaten Personal Computern kaum noch bewältigbar sind, werden für das Minen entweder spezielle ASIC-Miner als Hardware benötigt oder mehrere Nutzer geben ihre Rechenleistung in Mining-Pools frei. Sobald ein neuer Bitcoin-Block errechnet wurde, erhält jeder Teilnehmende einen fairen Anteil.
Je mehr Bitcoin-Schürfende sich beim Schöpfen beteiligen, desto anspruchsvoller und energieintensiver werden die zu lösenden Rechenaufgaben sein. Währenddessen müssen die Großrechner gekühlt werden.

Bevor ein neuer Block zur Bitcoin-Datenbank hinzugefügt wird und erstmals Transaktionen erfolgen können, wird dessen Gültigkeit durch Node, einem JavaScript-Code außerhalb des Webbrowsers, von den Teilnehmenden gemeinsam festgelegt. Jeder neue Block enthält verschlüsselte Informationen über den vorhergehenden Block. Deshalb bedeutet das Herstellen von neuen Bitcoin-Blöcken einen viel höheren Energieaufwand als die Ausgabe von frisch gedrucktem Fiatgeld durch die Zentralbank.

Überall auf der Welt wurden/werden moderne Mining-Farmen errichtet, die aufgrund ihrer technischen Ausrüstungen (Supercomputer) in der Lage sind, Bitcoins und andere Kryptogelder sowohl zu erzeugen als auch abzubauen.


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Der Bitcoin Stromverbrauch hängt ebenfalls von Erneuerungen ab

Je moderner die Hardware, desto wirkungsvoller und energiesparender wird ihre Arbeitsweise sein, wenngleich sich nur die vom ganzen System erbrachte Leistung messen lässt. Die Effizienz von der Blockchain-Datenbank wird auch durch die Anzahl der Prüfsummen, welche die angeschlossenen Rechner in einer Sekunde verarbeiten können, bestimmt.
Ursprünglich verbrauchte eine Bitcoin-Transaktion rund 819 kWh, das waren 100.000 Mal mehr Strom als eine Kreditkarten-Überweisung im traditionellen Zahlungssystem benötigt.

Heutzutage lässt sich der Energieverbrauch durch innovative Techniken wie das Bitcoin-Lightning deutlich senken. Das geschieht durch ein Protokoll zur Skalierung, bei dem die Blockchain-Datenbank an veränderte Maßstäbe angepasst wird. Im Bitcoin-Lightning-Netzwerk lassen sich zigtausend Überweisungen bündeln, ohne dass diese jedes Mal einzeln und energieintensiv auf der Blockchain gespeichert werden müssen.

Woher der Bitcoin seine Energie bezieht

Nach aktuellen Berechnungen würde der vermutete Stromverbrauch etwa 0,5 % vom globalen Energiebedarf ausmachen.

Ideale Voraussetzungen für das Bitcoin-Schürfen sind niedrige Energiekosten, wenn der Strom günstig erzeugt werden kann oder Energie im Überfluss zur Verfügung steht beziehungsweise als Nebenprodukt (bei der Ölförderung) anfällt.

Die meisten Hochleistungsrechner stehen aktuell in China und arbeiten mit dem dort preisgünstig erzeugten Kohle- oder Wasserstrom. Einige energieintensive Mining-Farmen haben sich beispielsweise in Island angesiedelt, weil sich dort durch die Nutzung der regenerativen Erdwärme kostengünstige thermische Energie bereitstellen lässt. Nebenbei kühlt das kalte isländische Klima die Großrechenanlagen. In den heißeren Regionen, wie in Kalifornien, wird zunehmend auf Solarstrom gesetzt.

Heutzutage achten die meisten Bitcoin-Miner bei ihrer Stromversorgung auch auf die Nutzung von umweltverträglichen Energieträgern.

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