Nachgerechnet: Bitcoin Mining Technologie hat keinen Einfluss auf dessen globalen Energieverbrauch

Leider beobachte ich immer wieder ein grundlegendes Missverständnis zum Bitcoin-Mining. Es klingt doch auch total logisch: wenn man die Energieeffizienz der hundertausenden Computer, die für das Bitcoin-Mining eingesetzt werden, verbessert - dann sinkt doch der Energieverbrauch, oder? Leider gilt das nur kurzfristig, weil Bitcoin extra so konstruiert wurde, dass dies keinen langfristigen Bestand hat!

In diesem Artikel rechne ich nach, dass die Energieeffizienz der Bitcoin-Mining-Maschinen keinen Einfluss den Gesamtenergieverbrauch (von inzwischen >0.3% des Weltstromverbrauchs!) gehabt haben kann, und spreche kurz und knackig ein paar Hintergründe dazu an. Er setzt voraus, dass sie grob wissen wie Bitcoin funktioniert. Falls nicht, mächte ich Sie einladen die Langversion zu lesen, das dazu ein gutes Grundverständnis gibt, und die Diskussion hier im Wesentlichen enthält und dafür auch mehr Details und Argumente gibt.

Der Knaller: der Energieverbrauch ist noch heute > 50% vom theoretischen Maximum, dem Bitcoin Mining Reward

Schauen Sie sich bitte folgende Fakten an.

Seit 2011 hat sich die Energieeffizienz der Bitcoin Mining Maschinen mehr als vertausendfacht. (Vergleichen Sie Tabelle 2 hier).
2011 (und heute) kann der globale Stromverbrauch nicht längerfristig den Bitcoin Block Reward überschreiten, da dieser für das Mining "bezahlt".
Heute (Oktober 2023) werden global mehr als 50% vom Block Reward für Stromkosten ausgegeben. (Rechnung weiter unten).

Mit anderen Worten: der Anteil der Ausgaben für Strom am Block Reward ist trotz tausenfacher Effizienzsteigerung kaum oder gar nicht gesunken! Die Mining-Technologie kann also die Situation nicht verbessert haben.

Ein Verständnis dessen ist leider sehr wichtig, weil dieser Zusammenhang Rückschlüsse darauf gestattet, was passiert wenn Bitcoin im Preis weiter steigt...

Die Detailrechnung

Im Oktober 2023 gibt Der Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index gibt für den Elektrizitätsverbrauch des Minings von mindestens 9.5GW (vermutlich mehr) an, und hat durch Umfrage unter dem Minern einen Stromdurchschnittspreis von 0.05 US-$ pro kWh für die Miner ermittelt. Der Bitcoin Block reward ist 6.25 Bitcoin pro 10 Minuten. Das sind 37.5 BTC/h = 937500 $ pro Stunde. Die Elektrizitätskosten sind 9.5GW * 0.05 USD/kWh = 475000 US-$, und das sind etwa 50% vom Mining reward.

Nebenbei: 9.5GW für ein Jahr wären 83.22 TWh im Jahr, was 0.28% von der Weltenstromproduktion von etwa 30000TWh im Jahr sind. Das ist konsistent mit anderen Schätzungen in den letzten Jahren: 0,16% und 0,55%.

Warum ist das sogar sinnvoll, so lange PoW genutzt wird?

Für die Funktion des Bitcoin ist es wichtig, dass niemand so leicht die Kontrolle über die Blockchain übernehmen und eine 51% Attacke fahren kann, um z.B. Transaktionen wieder umkehren oder Bitcoin doppelt ausgeben zu können. Die Strategie von Bitcoin dazu ist gegenwärtig das "Proof of Work" Schema, bei dem man dazu z.B. für eine Stunde mindestens 51% der globalen Hash-Kapazität des Bitcoin-Minings stellen müsste. Durch den gigantischen Ressourcenverbrauch wird dies so teuer, dass das in der Praxis nicht erfolgt.

Warum ist der globale Stromverbrauch für Mining an den Block Reward gekoppelt?

Das ist einer der genialen Tricks von Bitcoin. Der Wert des Block Reward, der als Bezahlung für die Miner geht, ist proportional zum Bitcoin Kurs (bis auf die Halbierungen). So lange die Kosten der Miner klein gegen den Block Reward sind, ist es für neue Miner lukrativ einzusteigen, so dass sich die globalen Mining-Kosten letztlich knapp unterhalb des Block-Rewards einstellen. Damit ist automatisch abgesichert, dass die Kosten einer 51% Attacke passend mit der Marktkapitalisierung von Bitcoin steigen.

Konsequenzen

Der gegenwärtige Stromverbrauch des Minings mag vielleicht noch tragbar sein, aber was ist, wenn Bitcoin auf 200000$ steigt, wie manche prophezeien? Dann würde der Energieverbrauch in Richtung mehrerer Prozent der Weltstromproduktion gehen, und die Politik kann sich keine Untätigkeit mehr leisten. Und sie kann einschreiten. Eine Einschränkung des Bitcoin Minings ist bekanntlich nicht zielführend. Wenn man sich aber anschaut, was für Auswirkungen schon Gerüchte um ETF und das Vorgehen der SEC gegen Kryptobörsen auf den Bitcoin Kurs hatten, können Sie sich vielleicht vorstellen was ein Verbot der kommerziellen Verwendung von POW-Bitcoin durch die EU und die USA für den Preis bedeuten würde. Zumindest die EU so etwas schon erwägt um den Übergang auf modernere und weniger problematische Verfahren als PoW zu forcieren, wenn auch (noch?) nicht umgesetzt.

Alternativen und Auswege

Die Umstellung von Ethereum auf eine "Proof of Stake" Variante zeigt, dass es Alternativen gibt, die im Wesentlichen die gleichen Ziele erreichen. Es gibt viele Alternativvorschläge. Ich finde es sehr wichtig dem Problem mit offenen Augen zu begegnen und sehr ernsthaft nach Lösungen zu suchen, bevor eine Panikaktion vor der Katastrophe nötig wird, um Bitcoin zu retten.

Wenn Sie mit mir übereinstimmen oder auch nicht, kontaktieren Sie mich bitte!