Der Energiehunger von Bitcoin & Co. wächst. Rund um Kryptowährungen muss ein nachhaltiger Sinneswandel einsetzen. Aber wie kann dieser erfolgen?
Ist vom Energiehunger der voranschreitenden Digitalisierung die Rede, muss das Augenmerk auch auf Kryptowährungen gelenkt werden. Im Fokus steht dabei das Mining, sprich das Schürfen von virtuellem Geld. Miner dokumentieren und verifizieren Transaktionen in einem Block, der in der Folge an die Blockchain angehängt wird. Die verschiedenen Blöcke bekommen eine eindeutige Referenz, für die etwa Bitcoin einen sogenannten Hash verwendet, also eine 64-stellige Hexadezimal-Zahl, die als eine Art digitaler Fingerabdruck fungiert. Um den Hash-Wert zu berechnen, sind aufwendige und komplizierte mathematischen Verfahren nötig, die eine hohe Rechenleistung erfordern. Dafür sind wiederum große Mengen an Strom nötig, die in Abhängigkeit von der Art der Stromerzeugung zu hohen CO2-Emissionen führen können.
Problematisch ist in diesem Zusammenhang, dass rund 80 Prozent der Bitcoin-Miner derzeit in China sitzen, dazu kommen Serverfarmen in Russland oder im Iran. Diese Länder gewinnen Strom vorwiegend aus Kohlekraftwerken. Wie viel Strom beim globalen Bitcoin-Mining, das für rund zwei Drittel des Energiebedarfs aller Kryptowährungen verantwortlich zeichnet, genau verbraucht wird, ist nicht ganz klar. Die Zahlenangaben von diversen Forschungsinstitutionen gehen auseinander. Den Spitzenwert liefert der „Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index“, der für Bitcoin-Mining (Daten aus dem Jahr 2021) rund 135 Terawattstunden errechnet hat – das wäre mehr, als ganz Norwegen in einem Jahr verbraucht (125 Terawattstunden). Die dadurch verursachten jährlichen CO2-Emissionen werden in der Echtzeitbewertung der Cambridge-Forscher aktuell auf 71,87 Millionen Tonnen geschätzt. Das entspricht laut heimischem Umweltbundesamt in etwa den 77,5 Millionen Tonnen an emittiertem Kohlendioxid-Äquivalent in ganz Österreich (2021).
Stake statt Work
Dass rund um Kryptowährungen ein nachhaltiger Sinneswandel einsetzen muss, liegt in Zeiten des Klimawandels auf der Hand. Wie das möglich ist, hat man bei Ethereum kürzlich unter Beweis gestellt. Bei der weltweit zweitgrößten Kryptowährung wurde seit 15. September 2022 der Stromverbrauch laut Unternehmensangaben um 99,95 Prozent gesenkt. Verantwortlich dafür ist der Wechsel vom energieintensiven Proof-of-Work (PoW)-Konsensmechanismus zur Proof-of-Stake-(PoS)-Methodik, einem signifikant energieeffizienteren Protokoll zur Validierung von Kryptowährungen.
Konsensmechanismen ermöglichen, dass verteilte Systeme (Computernetzwerke) zusammenarbeiten und sicher bleiben. Zur Einigung auf die Richtigkeit einer Transaktion bauen Netzwerke wie jenes von Bitcoin auf den PoW-Mechanismus. Der PoW wird durch Miner erledigt, die um die Erstellung eines neuen Blocks voller verarbeiteter Transaktionen konkurrieren. Der Gewinner teilt den neuen Block mit dem Rest des Netzwerks und verdient frisch gemintes Kryptogeld. Es gewinnt derjenige, dessen Computer am schnellsten ein mathematisches Rätsel lösen kann. Dadurch wird die kryptographische Verbindung zwischen dem aktuellen Block und dem vorherigen Block hergestellt. Die Grundidee: Eine mathematische Aufgabe muss unter Anwendung von Arbeit („Work“) (Rechenleistung) gelöst werden.
Als Alternative zum energieaufwändigen PoW wurde das Proof-of-Stake-Verfahren entwickelt. „Auch im PoS-Verfahren geht es um die Absicherung von Blockchains und die Garantie zur Gültigkeit der Transaktionen. Jedoch wird die Konsensfindung hier an die sogenannten Validatoren des Netzwerkes delegiert. Meist unter dem Konzept einer zufälligen Auswahl werden Teilnehmer bestimmt, die die Transaktionen der Blockchain validieren sollen“, erläutert Blockchain-Experte Josef Tischmacher in Blockchainwelt.de. „Im PoS-Verfahren dient zur Validierung der Transaktionen also nicht die Lösung einer komplexen mathematischen Rechnung. Dies hat zur Folge, dass der Energieaufwand für die dafür notwendige Rechenaufgabe wegfällt.“
„Change the Code“
„Ethereum hat gezeigt, dass Kryptowährungen nicht im Widerspruch zu einer sauberen Energiewirtschaft stehen müssen. Eine Änderung des Codes macht es möglich und diese ist technisch wie politisch anscheinend machbar“, heißt es dazu bei Greenpeace, das sich im Rahmen einer jüngsten Klimainitiative unter dem Titel „Change the code, not the climate“ der Mission verschrieben hat, „Bitcoin von der Verschmutzung des Planeten abzuhalten“. „Bitcoin-Mining verschwendet Energie. Es erfordert Millionen von spezialisierten Computern, die Billionen von Berechnungen durchführen, um komplexe mathematische Rätsel zu lösen und Transaktionen zu validieren. Diese Computer verbrauchen unglaubliche Mengen an Strom, was zu übermäßiger Luft- und Wasserverschmutzung, Elektroschrott, Lärmbelästigung durch die rund um die Uhr arbeitenden Computer und zu höheren Strompreisen für die Gebührenzahler führt. Das muss aufhören“, fordert Greenpeace und ruft dazu auf, der klimaschädlichen Proof-of-Work-Technologie den Garaus zu machen: „Wenn nur 30 Personen – die wichtigsten Miner, Börsen und Kernentwickler, die den Bitcoin-Code erstellen und zu ihm beitragen –zustimmen würden, das PoW-Mining neu zu erfinden oder zu einem energiesparenden Protokoll zu wechseln, würde Bitcoin aufhören, den Planeten zu verschmutzen.“