Bitcoin-Mining mit Hardware

Klimakiller Bitcoin: Warum die Währung so viel Strom verschlingt wie ein Land

Bitcoins tragen zur Erderwärmung bei und gefährden den Klimaschutz. Schuld ist das Bitcoin-Mining, das hohe Rechenleistungen erfordert - und so viel Strom verbraucht wie Norwegen. Tesla hat deshalb Zahlungen mit der Kryptowährung eingestellt.  

Das Wichtigste zum Thema Bitcoins

  • Kryptowährungen wie Bitcoins boomen. Aber es braucht viel Energie, um das digitale Geld herzustellen.

  • Das Bitcoin-Mining bestätigt und verbucht die dezentralen Transaktionen - und ist die einzige Möglichkeit, neue Münzen zu "schürfen". Für Teilnehmer:innen lohnt sich das, weil sie an die 100.000 Bitcoins verdienen können.

  • Allerdings sind dafür hohe Rechenleistungen und viele Computer notwendig – und das frisst Strom. 2021 könnte das weltweit so viel sein wie in ganz Norwegen.

  • Je nachdem, wie der Strom erzeugt wird, entstehen dabei hohe CO2-Emissionen - und das verstärkt die globale Erwärmung.

  • Weil dabei vor allem Strom aus fossilen Brennstoffen verwendet wird, kündigte Tesla-Gründer Elon Musk an, alle Zahlungen mit Bitcoin zu stoppen. Prompt brach der Kurs der Kryptowährung um 15 Prozent ein. Noch im Februar hatte Tesla 1,5 Milliarden US-Dollar in Bitcoin investiert.

Was ist Bitcoin-Mining und wie läuft es ab?

Die Bitcoin-Währung basiert auf der Blockchain-Technologie. Das ist eine dezentrale, öffentliche Datenbank, die sich aus Blöcken zusammensetzt.

In einem Block stehen alle Transaktionen eines bestimmten Zeitraums. Sie sind auf zahlreichen Computern gleichzeitig gespeichert und einsehbar, so sind sie fälschungssicher.

Zentrale Server gibt es nicht. Die Rechner erschaffen ein Netzwerk, in dem alle miteinander verbunden sind. Das ist das Peer-to-Peer-Netzwerk.

Wer will, kann als Bitcoin-Miner aktiv sein. Diese Leute haben eine wichtige Aufgabe: Sie dokumentieren und verifizieren alle Transaktionen in einem Block. Erst dann wird er an die Blockchain angehängt. Aber dafür müssen sie aufwendige Berechnungen anstellen.

Was ist eine Blockchain und wie funktioniert sie?

Warum ist das Schürfen des virtuellen Gelds so aufwendig?

  • Die verschiedenen Blöcke in einer Blockchain bekommen eine eindeutige Referenz, damit sie sich von den anderen unterscheiden.
  • Für diese eindeutige Referenz verwendet Bitcoin einen sogenannten Hash. Das ist eine 64-stellige Hexadezimal-Zahl und eine Art digitaler Fingerabdruck.
  • Es sind aufwendige und komplizierte mathematischen Verfahren nötig, um den Hash-Wert zu errechnen. Es gibt Milliarden Möglichkeiten dafür. Weil er so komplex ist, ist es theoretisch nicht möglich, dass zwei Inhalte denselben Hash-Wert besitzen.
  • Das erhöht die Sicherheit: Verwandelt sich etwas in einem Block, ändert sich auch der Hash-Wert. Dann stimmen die Verweise innerhalb der Blockchain nicht mehr, und das fällt auf.
  • Beim Bitcoin-Mining müssen die Teilnehmer:innen zu einer Transaktion einen gültigen Hash finden. Dafür gibt es aber viele Anforderungen, zum Beispiel eine bestimmte Anzahl von Nullen.
  • Das geht nur durch Ausprobieren. Die Computer testen nach dem Trial- and Error-Prinzip alle möglichen Zahlen und hoffen, dass die richtige dabei ist.
  • Wer zuerst erfolgreich ist, bekommt eine Belohnung: 6,25 Bitcoins pro Block. Die anderen gehen leer aus. Aktuell ist ein Bitcoin knapp 41.000 Euro wert. Miner bekommen also rund 256.250 Euro für einen Block.
  • Das ist die einzige Möglichkeit, um neue Bitcoins zu schürfen - aber auch nur so lange, bis alle 21 Millionen Münzen im Umlauf sind. Schätzung zufolge passiert das aber erst im Jahr 2140.

Wie das Bitcoin-Mining funktioniert

So viel Strom frisst das Mining von Bitcoins

  • 🔍

    Wie viel Strom beim Bitcoin-Mining tatsächlich draufgeht, ist umstritten. Forscher:innen gehen von unterschiedlichen Zahlen aus. Sicher ist: Es sind hohe Werte.

  • 🍵

    Statista hat einen anschaulichen Vergleich: Mit der für Bitcoin genutzten Energie könnten alle Teekessel in Europa fast vier Jahre zum Kochen gebracht werden.

  • 💻

    Der "Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index" versucht eine Schätzung in Echtzeit. Aktuelle Vorhersage: 2021 verschlingt Mining rund 135 Terawattstunden. Das ist mehr als ganz Norwegen in einem Jahr verbraucht (125 Terawattstunden).

  • 🔌

    Es gibt aber auch etwas vorsichtigere Einschätzungen. Der "Bitcoin Energy Consumption Index" geht von 110 Terawattstunden aus.

  • 🔋

    Allein in China könnte Mining 2024 fast 300 Terawattstunden Strom fressen, so die Chinesische Akademie der Wissenschaften. Das wären 5 Prozent des landesweiten Strombedarfs.

  • Zum Vergleich: Deutschland verbraucht um die 520 Terawattstunden Strom pro Jahr.

So viel Strom verbrauchen Länder und Bitcoin-Miner im Vergleich

Welche Probleme verursacht der hohe Stromverbrauch?

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    Fast 80 Prozent der Bitcoin-Miner sitzen derzeit in China, dazu kommen Serverfarmen in Russland oder im Iran, also große Gruppen von Computern.

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    Aber diese Länder gewinnen Strom vorwiegend aus Kohlekraftwerken. Das sorgt für hohe Emissionen – und könnte sogar die Ziele für den Klimaschutz in China gefährden.

  • Bitcoin Mining frisst nicht nur viel Strom. Die Teilnehmer:innen brauchen auch eine aufwendige Computerausstattung. Das sorgt letztlich für Elektroschrott.

  • Viele Länder haben instabile Stromnetze und können den hohen Bedarf nicht bewältigen. Die iranische Regierung machte Anfang des Jahres Bitcoin-Mining für Stromausfälle verantwortlich.

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    Auch andere Krypto-Währungen wie Etherum verbrauchen Strom: Zusammen verschlingen sie etwa halb so viel Strom wie Bitcoin.

Wie könnte beim Mining weniger Energie draufgehen?

  • Es gibt einige Lösungsvorschläge, um den massiven Energiehunger beim Bitcoin-Mining zu drosseln.
  • Einige Kryptowährungen sind umweltfreundlicher, weil sie weniger Strom verbrauchen. Sie verifizieren Transaktionen anders, das aufwendige Hashing fällt weg. Zu diesen Währungen gehören Ripple oder Cardano.
  • Manche Forscher:innen wünschen sich ähnliche Ansätze für Bitcoin. Dann würde weniger Computerleistung gebraucht, und damit weniger Strom.
  • Wissenschaftler:innen der TU München regen an, über eine Regulierung von Krypto-Mining zu diskutieren – zumindest an Orten, an denen Strom nicht aus erneuerbaren Energien stammt. Dann könnte Mining nur noch an Orten mit Ökostrom erlaubt werden.
  • Weitere Lösungen könnten laut Expert:innen eine CO2-Steuer oder Anforderungen an die Energie-Effizienz der Miner sein.

Welche Ausstattung braucht ein Bitcoin-Miner?

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    Theoretisch kannst du beim Bitcoin-Mining auch mitmachen. Aber du brauchst dafür einen extrem leistungsstarken Rechner.

  • Viele Miner nutzen weitere Spezial-Hardware: einen ASIC-Miner. Das sind externe Geräte mit Chips, die ausschließlich Hash-Funktionen errechnen.

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    Außerdem musst du bestimmte Software installieren: einen Bitcoin-Client, der dich mit der Blockchain verbindet, und eine Bitcoin-Wallet, in der du deine digitalen Münzen aufbewahrst.

  • 🌡

    Du brauchst eine starke Kühlung für deinen Computer, damit er nicht überhitzt.

  • 💪

    Allein kommst du gegen die Millionen anderen Miner weltweit aber wahrscheinlich nicht an. Viele nutzen Hochleistungsrechner und schalten sie in Pools mit anderen Computern zusammen, um noch mehr Power zu haben.

Veröffentlicht: 14.05.2021 / Autor: Claudia Frickel