Bitcoin brennt den Planeten nieder. Die Frage: Wie schnell?


Max Krause war dabei Denken Sie daran, etwas Bitcoin zu kaufen, wie Sie es tun. Aber Krause ist ein Ingenieur – meistens arbeitet er an der Modellierung der Treibhausgasemissionen von Mülldeponien -, deshalb bestand sein erster Schritt darin, die Zahlen zu berechnen. Er schaute natürlich auf den Preis, aber auch auf, wie schnell die Bitcoin-Miner der Welt neue Bitcoins und ihr Hauptbuch erstellen. Und er schaute sich an, wie viel Strom das zu benötigen scheint.

"Ich dachte, Mann, das ist viel Energie", sagt Krause. „Ich dachte, es kann nicht wahr sein, dass die Menschen so viel Energie verbrauchen. Aber es ist."

Krauses Berechnungen sind nicht einfach nur ein Nudeln hinter dem Umschlag, ein Trolling der Kryptowährungs-Blogs oder ein Cross-White-Paper. Seine Berechnungen darüber, für wie viel Energie – und für den Planeten – die Erwärmung der Kohlendioxidemissionen – die obersten vier Kryptowährungen verantwortlich sein könnten, erscheinen in einem Artikel in der Zeitschrift Natur Nachhaltigkeit Der Beitritt zu einem wachsenden Kanon Peer-Review und strenger Arbeit, die versucht, die Zahlen für ein Problem zu stellen, mit dem sich die Welt der Kryptowährung seit Jahren auseinandersetzt: Wie viel Energie verbrauchte Blockchain-Währungen und wie viel ist die Antwort darauf?

Wer auch immer Satoshi Nakamoto ist, das Genie seiner, ihrer oder ihrer Idee für Bitcoin – fast vor genau einem Jahrzehnt veröffentlicht – hat das Schlüsselproblem mit digitaler Währung gelöst: Sie können durch Kopieren und Einfügen mehr generieren. Nakamotos Idee war es, jede Transaktion in einer fortlaufenden Kette dauerhaft mit einem Zeitstempel zu versehen. Machen Sie wirklich harte Berechnungen. Finden Sie eine Zahl, die Sie mit einem Algorithmus namens SHA-256 "hash" können, um eine Antwort zu erhalten, die jeder im Netzwerk für richtig hält. Außerdem erstellen Sie nicht nur einen neuen Block in der Kette, sondern auch Sie bekomme auch eine Belohnung: Bitcoins. Dieses System wird als „Arbeitsnachweis“ bezeichnet. In diesem Fall müssen Sie beweisen, dass Sie die Berechnungen ausgeführt haben, um das Geld zu erhalten.

In ihrer neuen Arbeit folgen Krause und sein Co-Autor zumindest in der ersten Hälfte, was in den letzten Jahren zu einer Standardmethode geworden ist. Es beginnt mit der Abfrage des Blockchain-Netzwerks oder der Aggregationswebseiten, wie viele dieser Berechnungen in einer bestimmten Zeit ausgeführt werden – jeden Tag oder jede Sekunde. Das ist die Hashrate. (Krause sagt, im August 2018 waren das allein bei Bitcoin 50 Trilliarde Hashes pro Sekunde.) Dann erfahren Sie, wie viel Energie die Top-of-the-Line-Mining-Computer verbrauchen, oft in Joule pro Hash. Diese Messung ist aus Gründen, die ich gleich ansehe, schwieriger. Multiplizieren Sie diese Werte und Sie wissen, wie viel Strom das Netzwerk verbraucht.

Mit dieser Zahl können Sie herausfinden, wie viel Strom eine Kryptowährung verbraucht. Es sind 3,6 Millionen Joule pro Kilowattstunde. Bisherige Schätzungen für Bitcoin lagen zwischen 4 und 5 teraWattstunden pro Jahr bis zu 44 TWh / Jahr, so viel Hongkong im Jahr 2017. Krause sagt, es sei eher 8,3 TWh / Jahr, etwa der Energieverbrauch von Angola.

Krause ging jedoch noch weiter und fügte Schätzungen für den Energieverbrauch der drei am weitesten verbreiteten Kryptowährungsnetzwerke hinzu – Ethereum, Litecoin und Monero. Zählen Sie das zusammen und machen Sie sich die vielen kleineren Einträge zunutze, und Sie verdoppeln im Grunde die Zahl von 16,6 TWh / Jahr, was den Stromverbrauch der Kryptowährung auf eine Stufe mit Slowenien stellt (mit dem Ziel, Kuba zu übertreffen).

Der CO2-Fußabdruck einer Kryptowährung hängt davon ab, wie viel Energie das Netzwerk verbraucht und wie die Energie genutzt wird, in der die Münze abgebaut wird.

Max J. Krause; Thabet Tolaymat; Naturforschung

Andere, ähnliche Schätzungen stimmen mit diesen Zahlen überein, und ihre Schätzer stimmen darin überein, dass sie wahrscheinlich im unteren Bereich liegen. Wie Krause in der Zeitung feststellt, wird der größte Teil des Bitcoin-Abbaus industriell mit großen Agglomerationen von Computern betrieben. Das bedeutet viel Wärme, und seine Anzahl berücksichtigt nicht die zum Kühlen verwendete Energie. Wie viele andere Leute, die diese Art von Schätzung durchführen, macht er auch einige Annahmen darüber, was nett von Computern, die die Cryptocurrency-Miner verwenden. "Dies ist eine Top-Down-Analyse, bei der wir lediglich Schätzungen des gesamten Netzwerks vornehmen", sagt Krause. "Was wirklich helfen würde, ist die Lücke von unten nach oben, wenn man sich einen einzelnen Standort ansieht, der neue Geräte ein- oder auslöst."

Diese Art von Daten ist selten. Alex de Vries, ein Ökonom bei PricewaterhouseCoopers, der den Digiconomist-Blog betreibt, der den Stromverbrauch von Bitcoin aufzeichnet, hat einige davon in einem Artikel in der Zeitschrift zusammengefasst Joule letzten Frühling. Es ist wichtig; Wie er schrieb, konnte ein für das Bitcoin-Mining entworfener High-End-Antminer S9 mit nur 1.372 Watt 14 Terahashes pro Sekunde leisten. Eine halbe Million Playstation 3s und 40 Megawatt – 30.000-mal so viel Leistung – würden das Gleiche erfordern. Das ist auch nicht die einzige Unsicherheit. "Kühlgeräte haben keine Rechenleistung, aber wenn Sie Tausende von Maschinen stapeln, entstehen zusätzliche Kühl- und Zusatzkosten", sagt de Vries. „Und das gesamte Netzwerk besteht nicht aus den effizientesten Maschinen. Es gibt viele Gründe, warum Menschen mit weniger effizienten Minen arbeiten würden. “

Die eigentliche Frage ist jedoch, ob diese Machtfrage von Bedeutung ist. Krauses Papier versucht, die Verbindung zwischen metaphorischem Bitcoin-Mining und Bergbau Bergbau durch Vergleich der Energie, die benötigt wird, um den Gegenwert von 1 USD Kryptowährung und 1 USD wertvoller Metalle zu erhalten – Gold, Platin, einige seltene Erden und so weiter. Die Antwort: Es braucht mehr Energie, um ein bisschen Geld zu verdienen. Es waren 17 Megajoule für einen Bitcoin im Wert eines Dollars, aber nur 4 MJ für einen Dollar im Wert von Kupfer.

Im Allgemeinen braucht man mehr Energie, um die Kryptowährung im Wert von 1 USD abzubauen, als um 1 US-Dollar an Edelmetallen und Rohstoffen. Aluminium ist eine Ausnahme. Es ist extrem energiehungrig.

Max J. Krause; Thabet Tolaymat; Naturforschung

In all diesen Fragen zum Energieverbrauch sind Bedenken hinsichtlich der Treibhausgasemissionen enthalten. Verfechter und Gegner der Kryptowährung wollen wissen, ob ihre dezentralisierten, sicheren, regierungsfreien Gelder auch den Planeten zerstören. Und das hängt davon ab, woher die Kraft kommt. Offensichtlich würde eine erneuerbare Energiequelle wie Geothermie oder Wasserkraft keinen Kohlenstoff emittieren, obwohl sie die Energie abschöpfen könnte, die andere Menschen für weniger kryptoähnliche Anwendungen wie Lichter und Klimaanlagen benötigten, was insgesamt zu einer höheren Energieerzeugung führen könnte. Die Zahlen von Krause zeigen, dass Bitcoin viel mehr CO produziert2 als die anderen Währungen, sondern auch, dass ein in China abgebauter Bitcoin das Vierfache des CO ausstößt2 als ein in Kanada gewachsener Bitcoin.

Das ist die wahre Sorge. Letztes Jahr einen Artikel in Mahlgut Er berechnete, dass das Bitcoin-Netzwerk im nächsten Sommer mehr Strom verbrauchen würde als die USA und bis 2020 mehr Strom, als der gesamte Planet erzeugt. Selbst wenn das nicht plausibel ist, schrieb ein Artikel eines Forscherteams aus Hawaii in der Zeitschrift Natur Klimawandel In der letzten Woche wurden die gleichen Berechnungen wie bei de Vries und Krause durchgeführt und es wurde festgestellt, dass der Bitcoin-Verbrauch 69 Millionen Tonnen CO entspricht2 Wenn Bitcoin wie andere Technologien wächst, würden die Treibhausgase ausgehauen, um den Planeten Mitte der 2030er Jahre um 2 Grad Celsius zu erwärmen.

Jeder weiß, dass Kryptowährungen ein Planetenbrenner sind. Aber viele Dinge auch. Tatsächliche, physische Dollars zu erzielen, hat auch einen CO2-Fußabdruck. "Der Markt interessiert sich nicht für ausgefallene Forschungsarbeiten", sagt Joseph Bonneau, Forscher der Kryptowährung an der New York University. „Letztendlich denke ich, dass es am Ende wirtschaftlich sein wird. Solange Bitcoin und eine Blockierkette für Arbeitsnachweise gefragt sind, werden die Leute es zeigen. “

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Es ist nicht einmal klar, dass es eine Möglichkeit gibt, es zu stoppen. Selbst als die Kryptowährungswerte in diesem Jahr abstürzten, stiegen die Netzwerk-Hash-Raten weiter an. Auf der einen Seite scheint diese Art der Entkopplung zwischen Kurs und Hash-Rate ein grundlegendes Problem in einer Währung zu sein, aber Bonneau sagt, dass die Hash-Rate wahrscheinlich eher ein nachlaufender Indikator ist. „Bergleute haben viele Fixkosten. Sie müssen Land und Ausrüstung kaufen. Sie haben einige Grenzkosten für Strom, daher bewegen sie sich in der Regel mit einer ziemlich hohen Marge “, sagt Bonneau. „Selbst wenn der Preis erheblich sinkt, ist es für sie trotzdem rentabel, die Hardware eingeschaltet zu lassen.“ Große Industrieministen kaufen ihren Strom möglicherweise sogar zu einem festen Vertrag, was ihnen noch weniger Anlass gibt, auf den Preis zu reagieren.

So wie Nakamoto das System entworfen hat, werden die Berechnungsprobleme immer schwieriger und verlangsamen die Geschwindigkeit, mit der sich neue Blöcke bilden. Und irgendwann wird es keine Blöcke mehr geben; Bitcoin ist auf 21 Millionen begrenzt. "Viele Bitcoin-Maximalisten träumen davon, dass Bitcoin alle anderen Währungen ersetzen wird. So rechtfertigen die Leute die wirklich hohe Bewertung", sagt Bonneau. „Aber selbst wenn dies der Fall wäre, wenn Bitcoin seit 100 Jahren die einzige Währung der Welt wäre, würde es meiner Meinung nach massive Veränderungen geben.“ Die Obergrenze von 21 Millionen Dollar, die Transaktionsgebühren und sogar die Arbeitsnachweise selbst sind wirklich gerecht Finanzpolitik, in Software kodiert. (Ethereum arbeitet an einem anderen Ansatz, der als Pfandnachweis bezeichnet wird, der mehr davon abhängt, wie viel Geld ein Benutzer im System hat; eine Technologie namens Lightning Network kann die Energieeffizienz von Hashing erhöhen.)

"Und wenn die Regierung Chinas oder der USA entscheidet, dass Bitcoin mit seinem Stromverbrauch eine Bedrohung für die Zivilgesellschaft darstellt, wird es nicht überleben", sagt Bonneau. „Sie können eine unterirdische Kryptowährung betreiben, aber keine, die ein Gigawatt Strom verbrennt. Die Produktion eines Gigawatt kann nicht im Geheimen erfolgen. “

Eine letzte Sache: Sie sollten sich wahrscheinlich fragen, ob Krause mit dem Abbau von Bitcoin begonnen hat. "Ich habe nicht", sagt er. "Ich war besser dran, die Münzen zu kaufen und sie zu halten, als zu versuchen, eine Bohrinsel zu bauen." Mit anderen Worten, es war das schlechte Ergebnis: Kryptowährung nicht als Mechanismus für einen staatlich freien, sicheren Handel, sondern lediglich als spekulatives Instrument. Aber Krause wird seinen Job nicht bald bei der Environmental Protection Agency aufgeben (was seine Forschung nicht finanziert hat). "Ich bin nicht reich geworden", sagt Krause. "Wie alle anderen auch, wünschten Sie sich, Sie hätten früher mehr hineinbringen können."


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