Alles, was abgebaut wird, ist nicht grün: Der CO2-Fußabdruck von Bitcoin ist schwer abzuschätzen

All that mined is not green: Bitcoin’s carbon footprint hard to estimate

Die Debatte über die Umweltauswirkungen des Bitcoin-Bergbau-Ökosystems heizt sich erneut auf, da Wissenschaftler eine neue Dosis Perspektive zu diesem Thema geliefert haben. In einem Meinungsbeitrag von Noah Smith, einem ehemaligen stellvertretenden Finanzprofessor, der zum Kolumnisten wurde, ging es im März um die Bergbauindustrie Bitcoin (BTC), was darauf hindeutet, dass der stetig wachsende Energieverbrauch des Netzwerks einfach nicht nachhaltig ist. Smiths Überzeugung ist, dass mehr Länder den Bitcoin-Abbau einschränken werden, da sie mehr Strom verbrauchen, da der steigende Preis für BTC immer mit steigenden Hash-Raten einhergeht.

Während der Gründer von Coin Metrics, Nic Carter, einige der in Smiths Kolumne angesprochenen Punkte widerlegt hat, scheint es immer noch Meinungsverschiedenheiten über die Energiemenge, die der Bitcoin-Bergbau verbraucht, die Energiequellen und den CO2-Fußabdruck der Branche auf dem Planeten zu geben .

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Die Bergbauindustrie ist wohl geneigt, das Ausmaß ihrer ressourcenintensiven Arbeit herunterzuspielen, und einige Branchenkenner haben vorgeschlagen, dass die Diskussion über die Umweltauswirkungen von Bitcoin kein Thema ist und dass Daten darauf hindeuten, dass ein großer Teil der Hash-Energie Energie aus erneuerbaren Quellen bezieht. Trotzdem haben Umweltschützer im Gegenzug die Branche ins Visier genommen, was zu einer scheinbar endlosen Debatte zu diesem Thema geführt hat.

Cointelegraph hat mit mehreren Wissenschaftlern in diesem Bereich gesprochen, um eine alternative Sicht auf die Angelegenheit zu erhalten, beispielsweise mit denen, die hinter dem Cambridge Bitcoin Energy Consumption Index stehen, der zu einem vertrauenswürdigen Bezugspunkt für den geschätzten Stromverbrauch des Bitcoin-Netzwerks geworden ist, wenn auch mit einige bekannte Einschränkungen.

Darüber hinaus hat die Universität Aalborg Ph.D. Susanne Köhler und Associate Professor Massimo Pizzol haben gemeinsam eine Studie mit dem Titel „Life Cycle Assessment of Bitcoin Mining“ verfasst, die einige datenbasierte Annahmen über die Umweltauswirkungen der Branche enthält.

Die CBECI wurde gebaut, um diese Frage schließlich zu beantworten

In einem Interview mit Cointelegraph erläuterte Anton Dek, Leiter des Krypto-Assets und der Blockchain des Cambridge Centre for Alternative Finance, die Geschichte der CBEC und die Methodik, mit der die Energieverbrauchsschätzungen des Bitcoin-Stromverbrauchsindex erstellt wurden.

Der Mitarbeiter von Cambridge sagte, das Team habe beobachtet, dass andere Modelle, die genaue Schätzungen des Energieverbrauchs des Bitcoin-Netzwerks erstellen wollten, einen Top-Down-Ansatz verwendet hatten, wobei Daten wie der Betrag, den Bergleute für Strom ausgeben, als Beispiel herangezogen wurden.

Die CBECI-Methodik ist ein „Bottom-up-Ansatz“, bei dem Daten zur verfügbaren Mining-Hardware verwendet werden, um eine Schätzung des Energieverbrauchs des Bitcoin-Netzwerks für die untere und obere Grenze zu erstellen. Dek erklärte, dass die Informationen lauten: „Basierend auf Annahmen aus objektiven Zahlen wie der Hash-Rate.“ Er fügte hinzu: „Diese verschiedenen Maschinen haben alle bekannte Wirkungsgrade, Joule Energie, die sie zum Lösen von Hashes verbrauchen. Basierend auf diesen Annahmen haben wir den Index erstellt. “

Der Index liefert einen geschätzten Stromverbrauchsbereich mit einer aktuellen theoretischen Untergrenze des annualisierten Stromverbrauchs von 43,32 Terawattstunden bis zur theoretischen Obergrenze von 476,18 TWh. Die Schätzung des aktuellen Verbrauchs von Bitcoin basiert auf der Annahme, dass Bergleute eine Mischung aus profitabler Hardware verwenden.

Alles, was abgebaut wird, ist nicht grün: Der CO2-Fußabdruck von Bitcoin ist schwer abzuschätzen

Während die CBEC keine Modelle zur Aufschlüsselung der Energiequellen für das Bitcoin-Netzwerk erstellt hat, bestand die ursprüngliche Absicht bei der Erstellung des CBECI-Index darin, ein Kohlenstoffemissionsmodell bereitzustellen. Dek sagte, dass sein Team immer noch an diesem Modell arbeitet, von dem er hofft, dass es später in diesem Jahr live gehen wird.

Bergbau mit erneuerbaren Energien

Die CBECI-Website bietet auch eine globale Mining-Karte, die im Wesentlichen eine Aufschlüsselung der weltweiten Verteilung des Bitcoin-Mining-Netzwerks enthält. Die Karte zeigt die Hash-Raten von Land zu Land, während die 12 Provinzen Chinas ebenfalls berücksichtigt werden, da mehr als die Hälfte der weltweiten Bitcoin-Hash-Rate im Land liegt.

Die Aufschlüsselung der Hash-Rate-Standorte basiert auf Daten der Mining-Pools BTC.com, Poolin und ViaBTC, die zu 37% der gesamten Bitcoin-Hash-Rate beitragen. Dek bemerkte auch, dass ihr Datensatz inzwischen über ein Jahr alt ist, ermöglicht es den Forschern jedoch, genaue Annahmen über die Energiequellen zu treffen, die von Bergleuten in bestimmten Ländern oder Regionen verwendet werden.

„Dies sind selbst gemeldete Daten von Mining-Pools, daher müssen wir diesen Leuten vertrauen. Aber selbst wenn alles wahr ist, decken wir nur 37% der gesamten Hash-Rate von Bitcoin aus den drei Pools ab, die uns Informationen zur Verfügung gestellt haben. Wenn wir es auf die Gesamtzahl der Bergleute hochrechnen, gehen wir davon aus, dass dies eine Repräsentativität dieser Stichprobe ist, was möglicherweise nicht zutrifft, da wir mehr Daten aus China haben. Das werden wir verbessern. "

Diese regionale Sicht auf China gibt auch einen Einblick in den Energiemix, den Bergleute in verschiedenen Regionen nutzen. Das Team hat diese spezifische Datenvisualisierung noch nicht veröffentlicht, da es der Ansicht ist, dass die aktuelle Hash-Rate von 37%, die die Grundlage für seine Daten darstellt, nicht repräsentativ genug ist, um genaue Schätzungen des CO2-Fußabdrucks des Netzwerks vorzunehmen. Dek fügte hinzu: "Wenn wir den Energiemix jeder Region und dann jedes Landes betrachten, können wir den Energiemix annehmen und dann den Kohlenstoffemissionsfaktor genauer abschätzen."

Dennoch sagte Dek, dass andere Forscher zu Schätzungen gelangt sind, indem sie den jährlichen Gesamtstromverbrauch des Bitcoin-Netzwerks von rund 130 Terawattstunden mit dem durchschnittlichen Kohlenstoffemissionsfaktor (~ 0,5 Kilogramm / Kohlendioxid pro erzeugter kWh) multipliziert haben. Der Cambridge-Forscher schlug vor, dass eine solche Schätzung angesichts einiger Annahmen, die aus regionalen Standortdaten der Bergbautätigkeit abgeleitet werden können, möglicherweise nicht repräsentativ ist:

"Es ist komplizierter als das, weil ich denke, dass der Bitcoin-Energiemix nicht in den durchschnittlichen Weltmix fällt. Der Grund ist, dass sie erneuerbare Energien nutzen, nicht wegen ihres Wohlwollens, sondern aus rein wirtschaftlichen Gründen. In einigen Regionen gibt es reichlich Wasserkraft, und wenn man sich die Bitcoin-Bergbaukarte und China ansieht, ist die Region Sichuan für den Bergbau immer noch sehr wichtig. “

Dek wies auf die weit verbreitete Präsenz von Bergbauanlagen in der Region hin, die mit Strom aus Wasserkraftwerken in Sichuan betrieben werden. Die CBECI-Daten spiegeln auch den Anstieg der Hash-Rate in der Region während der Regenzeit wider, in der übermäßige Regenfälle zu einer Fülle von Strom führen, der durch geschwollene Dämme erzeugt wird. Ihmans geschätzter Anteil an der globalen Hash-Macht: "Im April (2020) waren es 9,66%, im September 2019 waren es 37%."

Perspektiven aus der „Ökobilanz des Bitcoin-Bergbaus“

Die Studie „Lebenszyklusbewertung des Bitcoin-Bergbaus“ von Köhler und Pizzol aus dem Jahr 2019 liefert eine Schätzung der Umweltauswirkungen von Bitcoin unter Verwendung einer gut etablierten Methode zur Bewertung des Lebenszyklus. Es wurde geschätzt, dass das Bitcoin-Netzwerk im Jahr 2018 31,29 TWh mit einem CO2-Fußabdruck von 17,29 Tonnen CO2-Äquivalent verbrauchte, wobei Daten, Informationen und Methoden aus früheren Studien zu diesem Thema verwendet wurden.

In einem Gespräch mit Cointelegraph stellte Köhler fest, dass ihre Studie zeigt, dass die Auswirkungen des Hinzufügens neuer Kapazitäten zum Bitcoin-Mining-Netzwerk auf der Grundlage von zwei Annahmen abnehmen. Das erste ist, dass die Ausrüstung effizienter wird, was sich etwa zwei Jahre später als richtig erwiesen hat. Die zweite Annahme, dass Bergleute in Regionen mit mehr erneuerbaren Energiequellen ziehen würden, kam nicht ganz wie erwartet zustande: „Auch wenn der Bergbau effizienter ist, wird viel mehr Bergbau betrieben, und dies bedeutet eine größere Auswirkung.“ Sie fügte hinzu:

„Die Annahmen in unserer Studie wurden von Gerüchten beeinflusst, dass China gegen seine Bergleute vorgehen würde. Neuere Daten zu Bergbaustandorten weisen darauf hin, dass dies nicht wie erwartet geschehen ist. Der Effekt der Verbesserung der Energieeffizienz der Hardware bedeutet jedoch, dass die Auswirkung pro zusätzlichem abgebauten TH (also relativ gesehen) abnimmt. Wir sehen jedoch jetzt, dass die Hash-Rate schneller ansteigt, was mit anderen Worten zu größeren Gesamtauswirkungen (also in absoluten Zahlen) führt. “

Wie Köhler erklärte, wurde ihre ursprüngliche Annahme bis zu einem gewissen Grad entkräftet, da das schiere Wachstum der Hash-Rate des Bitcoin-Netzwerks zu einem höheren Stromverbrauch und damit zu einer stärkeren Auswirkung auf die Umwelt geführt hat.

Trotzdem hat der Aalborg Ph.D. Der Kollege räumt ein, dass es eine große Aufgabe ist, eine genaue Schätzung des Energieverbrauchs des Bitcoin-Bergbau-Ökosystems sowie seines CO2-Fußabdrucks zu erhalten. Dies ist auf eine Reihe von Faktoren zurückzuführen, darunter den genauen Standort und die Anteile der Bergleute, die verwendeten Bergbaumaschinen und die Genauigkeit der Daten aus verschiedenen Quellen.

Anreize - die Aussicht auf „grünes Bitcoin“

Ein weiterer faszinierender Punkt, den Dek angesprochen hat, ist das Interesse, das seine Abteilung von verschiedenen Akteuren der Kryptowährungsbranche erhalten hat. Private Unternehmen und Fondsmanager haben nach Daten oder Diensten gefragt, die genau belegen können, wie „grün“ ein Bitcoin ist. Dies hängt davon ab, ob es mit einer erneuerbaren Energiequelle abgebaut wurde oder nicht:

„Fondsmanager interessieren sich jetzt für Dinge wie„ grünes Bitcoin “. Es kommen mehr institutionelle Anleger hinzu, und viele von ihnen interessieren sich für die ESG-Betrachtung (Umwelt, Soziales und Governance) von Bitcoin. Das Ideal für sie wäre ein System, das die Bitcoin färbt. “

Dek sagte auch, dass einige Bergleute nach Wegen suchen, um zu beweisen, dass sie grüne Energie zur Gewinnung ihres BTC verwendet haben. Dies könnte möglicherweise einen Markt für den Verkauf von „grünem Bitcoin“ gegen eine Prämie schaffen, der Bergleute dazu motivieren könnte, auf grüne Energiequellen umzusteigen. In der Zwischenzeit glaubt Köhler, dass sich viele Bergleute in erster Linie auf Gewinnmargen konzentrieren und dass billiger Strom, wie auch immer er produziert wird, den Reiz grüner Energiequellen außer Kraft setzen wird, wenn sie nicht so erschwinglich sind:

„Es gibt einige Anreize, erneuerbare Energien zu nutzen, wie im Fall der Wasserkraft in Sichuan, die es Bergleuten ermöglicht, billigen Strom zu nutzen. Es ist jedoch zu beachten, dass dieser Strom saisonabhängig ist, sodass die Verfügbarkeit das ganze Jahr über nicht gleich ist. Insgesamt werden Bergleute dazu angeregt, den billigen Strom zu nutzen, um die Gewinne zu maximieren. Dazu gehören beispielsweise auch Strom aus Kohle in der Inneren Mongolei und Strom aus Öl im Iran. “

Dek teilte diese Ansichten und sagte, dass Bergleute in der Regel rational über ihre Geschäftsentscheidungen sind. Wenn es eine billigere Energiequelle gibt, werden sie diese wahrscheinlich nutzen, unabhängig davon, wie diese Energie erzeugt wird oder welche Anreize für die Nutzung grüner Energiequellen geboten werden: „Ich finde, dass Bergleute, insbesondere große Bitcoin-Bergleute, rationale Wirtschaftsakteure sind. Ich denke, sie werden weiterhin so handeln - wenn es eine billigere Option gibt, werden sie wechseln und wenn nicht, werden sie bleiben. "

Daten sind der Schlüssel

Wie Köhler treffend zusammenfasste, könnte ein besserer Zugang zu Daten von Akteuren der Branche die Antwort auf eine Debatte liefern, die wahrscheinlich noch viele Jahre andauern wird: „Bessere Daten und mehr Transparenz aus der Bergbauindustrie würden bessere Modelle und weniger Spekulationen ermöglichen - im Kryptoraum und in der Öffentlichkeit “, fügte sie hinzu:

"Solange die Auswirkungen des Bitcoin-Bergbaus weiter zunehmen, sehe ich kein Ende dieser Debatte."

Dek stimmte der Einschätzung bezüglich der Debatte über die Umweltauswirkungen von Bitcoin aufgrund der Verteilung des Netzwerks zu, selbst wenn mehr Daten und Tools verfügbar werden. Er erinnert auch stark daran, dass das Bitcoin-Protokoll aus einem Grund so entworfen wurde: „Bitcoin muss von Natur aus ineffizient sein. Wenn es sehr effizient ist, wäre es sehr billig, Angriffe auf das Netzwerk durchzuführen. "

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