Die Internetwährung Bitcoin verbreitet sich stark. Zugleich wird es aufwendiger, sie herzustellen. Das benötigt sehr viel Energie und produziert CO₂. Wissenschaftler der Technischen Universität München um Christian Stoll haben nun errechnet, wie gross ihr ökologischer Fussabdruck ist.

Mit dem Stand November 2018 verbrauchten Rechner, die Bitcoins erstellen, etwa 45,8 Billionen Wattstunden pro Jahr. Dies führt der Studie zufolge zu einem jährlichen Ausstoss von 22 bis 22,9 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO₂). Der Ausstoss liege zwischen dem von Jordanien und Sri Lanka. Die Forscher haben ihre Studie in der Fachzeitschrift «Joule» veröffentlicht.

Für die Schweiz weist das Bundesamt für Umwelt für 2017 einen Ausstoss von 47,2 Millionen CO₂ aus, eine Million weniger als 2016. Bitcoins verursachen demnach bereits knapp halb so viel CO₂ wie die Schweiz.

Blockchain soll Sicherheit bringen

Die kryptografische Währung Bitcoin, die ohne eine Mittlerinstitution wie eine Zentralbank auskommt, wurde im November 2008 von einer Person mit dem Pseudonym Satoshi Nakamoto konzipiert. Für Vertrauenswürdigkeit und Absicherung soll ein Mechanismus mit dem Namen Blockchain sorgen.

2017 boomte die auf der Blockchain-Technologie basierende Kryptowährung dermassen, dass eine Bitcoin-Einheit zwischenzeitlich fast 20'000 US-Dollar (heute knapp 18'000 Euro) wert war. Damit nicht zu grosse Mengen Bitcoins auf den Markt kommen, müssen komplizierte mathematische Rätsel gelöst werden, um Bitcoins zu «schürfen» - wie Edelmetall aus einer Mine.

«Schürfen» wird immer komplexer

In den vergangenen Jahren wurden die Aufgaben, um neue Blöcke zur Bitcoin-Blockchain hinzufügen zu können, immer komplexer: «Im Januar 2011 konnte ein Bitcoin-Schürfer mit einem aktuellen Grafikprozessor (zwei Gigahashs (GH)/s) damit rechnen, mehr als zwei Blöcke pro Tag zu finden», schreiben die Forscher. «Im November 2018 konnte derselbe Bitcoin-Schürfer (mit der Technik von 2011) aufgrund der zunehmenden Schwierigkeit des Suchrätsels damit rechnen, alle 472'339 Jahre einen Block zu finden.»

Selbst das derzeit leistungsstärkste Schürfsystem (44'000 GH/s) liefert eine erwartete Entdeckungsrate von einem Block alle 21 Jahre. Daher müssen sehr viele Systeme parallel laufen. Bei 12,5 Bitcoins pro Block wie im November 2018 werden etwa 1800 Bitcoins pro Tag geschürft, die dann verfügbar sind.

Verbrauch der Schürfcomputer

Stoll und Kollegen nutzen die Daten der Hersteller von Hardware für das Bitcoin-Schürfen, die im Zuge von Börsengängen veröffentlicht wurden, um den Energieverbrauch der Bitcoin-Schürfcomputer zu schätzen. Anhand von Internetprotokoll-(IP)-Adressen des Poolservers, der Geräte und des Internetknotens, die mit dem Schürfen in Zusammenhang stehen, ermittelten sie die Standorte der Schürfrechner.

Anhand des Strommixes am Standort (wie viel Strom über Kohlekraftwerke erzeugt wird) errechneten die Wissenschaftler den CO₂-Fussabdruck für den Rechnerbetrieb. Dabei ging auch der Verbrauch für Kühlung und Zusatzgeräte in die Berechnung ein. Damit wird berücksichtigt, dass ein grosser Teil der Bitcoins in Island geschürft wird, wo der Strom nicht aus fossilen Quellen kommt.

CO₂-Ausstoss stärker berücksichtigen

Inzwischen wird eine Anwendung der Blockchain-Technologie auch in anderen Bereichen, etwa in der Vertragsgestaltung, diskutiert. Darunter gibt es Methoden, die deutlich weniger Energie verbrauchen als das Schürfen von Bitcoins.

«Wir stellen nicht die Effizienzgewinne, die die Blockchain-Technologie in bestimmten Fällen bieten könnte, in Frage», wird Stoll in einer Mitteilung der Zeitschrift «Joule» zitiert. Allerdings konzentriere sich die aktuelle Debatte um diese Technologie auf den erwarteten Nutzen. Nach Auffassung der Forscher müssten jedoch die Kosten einschliesslich des CO₂-Ausstosses stärker berücksichtigt werden.

SDA/step

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