Die Blockchain, das stromfressende Monster? Stromverbrauch der Blockchain

Autor / Redakteur: Dipl. Betriebswirt Otto Geißler / Peter Schmitz

Der gigantische Stromverbrauch beim Mining von Bitcoin hat vielfach dazu geführt, dass sehr undifferenziert über die Blockchain-Technologie diskutiert wurde. Was ist dran an dem Energiehunger der Blockchain? Oder ist die „tickende Zeitbombe“ schon längst mit einer weitaus umfassenderen Energiebilanz entschärft?

Die Klimabilanz der Blockchain wird in der Regel auf den gewaltigen Stromverbrauch des Bitcoin-Netzwerkes reduziert. Diese Diskussion ist nicht sehr zielführend.
Die Klimabilanz der Blockchain wird in der Regel auf den gewaltigen Stromverbrauch des Bitcoin-Netzwerkes reduziert. Diese Diskussion ist nicht sehr zielführend.
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Wie dramatisch der Hunger des Bitcoin nach Energie in den letzten Jahren angewachsen ist, geht aus einer Studie der Universität Cambridge hervor: Während zu Beginn des Jahres 2017 die Digitalwährung 6,6 Terawattstunden (TWh) Strom pro Jahr verbrauchte, waren es Ende 2020 bereits 67 TWh. Ein paar Monate später hat sich der Stromverbrauch auf 121 TWh fast verdoppelt. Dies entspricht in etwa dem Konsum von 45 Millionen Argentinier.

Dieser enorme Stromverbrauch löste in Wissenschaft und Praxis leider oft eine eher undifferenzierte Diskussion über die Nachhaltigkeit von Blockchain- bzw. Distributed-Ledger-Technologien aus. Jedoch darf man die Blockchain-Technologie längst nicht mehr über einen Kamm scheren oder nur auf Bitcoin reduzieren. So existieren nicht nur verschiedene Ansätze dieser Technologie, sondern es gehen längst auch Anwendungen weit über die der Kryptowährungen hinaus.

Stromverbrauch durch Mining-Computer

In einem Punkt haben die Kritiker zunächst einmal Recht: Die Klimabilanz von Bitcoin und anderen Kryptowährungen ist alles andere als ökologisch. Denn im Wesentlichen ist der Mining-Prozess – als Verifikation der Blockchain-Einträge – für diese exorbitanten Stromverbräuche ursächlich und nicht die Transaktionen selbst. Auf der anderen Seite gehört Bitcoin nur noch zu den wenigen Blockchain-Netzwerken, die den für das Mining notwendigen „Proof-of-Work“-Algorithmus (PoW-Konsensmechanismus) zu Grunde legt. Nicht zuletzt ist PoW bereits eine tendenziell veraltete Technologie.

Ein weiterer Aspekt, der oft verschwiegen wird: Ein nicht unwesentlicher Teil des Energiebedarfs für das Bitcoin-Mining wird schon heute aus erneuerbaren Energien gewonnen. Das neutralisiert zwar nicht den hohen Energieverbrauch, aber bringt zumindest die Energieherstellung auf einen nachhaltigen Weg. Darüber hinaus sind neben den „Proof-of-Work“-Blockchains weitere, alternative Blockchain-Lösungen mit deutlich geringerem Stromverbrauch verfügbar.

Diese Konzepte tragen dazu bei, den Stromverbrauch der großen Blockchain-Netzwerke in naher Zukunft noch einmal deutlich zu senken. Aber ganz im Gegenteil: Vielfach sind die energieeffizienteren Blockchain-Varianten in der Lage, gesamte Prozesse zu digitalisieren bzw. zu optimieren und auf diese Weise für zusätzliche Energieeinsparungen zu sorgen.

Alternative Konsensmechanismen

Mittlerweile sind etablierte Blockchains mit alternativen Algorithmen bzw. Konsensmechanismen wie der Proof-of-Stake (PoS) verfügbar, die zu einer deutlichen Senkung des Stromverbrauchs beitragen. Denn mit dem PoS entfällt der Wettbewerb um immer mehr Rechenleistung wie beim PoW-Konsensmechanismus. Dies ist möglich, weil beim PoS eine ausgewählten Anzahl von Personen - normalerweise 25 oder weniger - die Validierung von Blockchain-Transaktionen übernehmen.

Wichtig ist dabei: Hier setzen die Teilnehmer ihren guten Ruf aufs Spiel. Diejenigen, die eine Transaktion böswillig validieren, verlieren ihren Status innerhalb dieser Gruppe und ferner die Möglichkeit, weitere Validierungen durchzuführen. Diese Konsensmethode ist am häufigsten bei privaten Blockchains anzutreffen, beispielsweise bei solchen, die für bestimmte Energie-Handelssysteme oder bei der Überprüfung nachhaltiger Geschäftsmaßnahmen in einer Lieferkette entwickelt wurden.

Energieeffizientere Blockchains

Eine Red Belly Blockchain ist in der Lage, 440.000 Transaktionen pro Sekunde auf 100 Maschinen auszuführen. Das Netzwerk von VISA bringt es dagegen nur auf eine Spitzenleistung von rund 56.000 Transaktionen. Im Vergleich dazu verarbeiten die meisten Blockchains derzeit 20 oder weniger Transaktionen in der gleichen Zeit. Gleichzeitig bietet die Red Belly Blockchain, die nicht auf einer Proof-of-Work-Blockchain basiert, skalierbare Leistungen - ohne einen entsprechenden Anstieg des Stromverbrauchs.

Nachhaltiges Bitcoin-Mining

Mittlerweile wurden verschiedene Projekte auf den Weg gebracht, die darauf fokussiert sind, Rechenzentren für Bitcoin-Mining oder anderen Kryptowährungen zu 100 Prozent mit nachhaltiger grüner Energie zu versorgen. Dieser Ansatz wurde bereits zum Beispiel von Hydrominer (Nutzung von Wasserkraft), 4New (auf Basis sauberer Abfallverbrennung) und dem Moonlite-Projekt (das Hydro-, Geothermie- und Windquellen nutzt) entwickelt, wobei aktuell nur noch Moonlite erfolgreich zu sein scheint.

Das spanische Projekt CryptoSolarTech kombiniert erneuerbare Energien und Kryptowährungs-Mining, indem Photovoltaik-Solarmodule zum Einsatz kommen. Die Kryptowährungsfarm betreibt ihre 3.000 Server zu 100 Prozent mit Solarenergie. Ein 15-Jahres-Vertrag mit dem spanischen Unternehmen Respira Energia, einem Anbieter grüner Energie, garantiert die Versorgung für CryptoSolarTech mit Solarenergie. Die Finanzierung des Projekts erfolgte über ein Initial Coin Offering (ICO) mit 1,260 Millionen CTS-Token.

Blockchain schafft zusätzlich Energieeffizienz

Die Aktivitäten zur Reduzierung des Energieverbrauchs im Zusammenhang mit einer Blockchain gehen allerdings noch ein gutes Stück weiter. Sie zielen unter anderem darauf ab, auf Basis einer Blockchain energieeffiziente Technologien beispielsweise rund um ein Elektrofahrzeug zu unterstützen.

Mithilfe Blockchain-basierter Peer-to-Peer-Plattformen könnten Fahrer von E-Fahrzeugen auch private Ladestationen für ihre Elektroautos nutzen. Entstehende Stromkosten ließen sich per Smart Contracts über eine Blockchain sofort verrechnen.

So stellt zum Beispiel das Blockchain-Projekt DRIFE auf einer Blockchain-Plattform einen bequemen und kostengünstigen P2P-Taxidienst - ohne Zwischenhändler bereit. Ein unveränderliches Transaktionsbuch zielt darauf ab, mögliche Streitigkeiten über Preise, Konditionen oder Zahlungen zu beseitigen.

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