Berlin. Nach Berechnung des Ökologie­professors Mike Berners-Lee haben alle Krypto­währungen allein im Jahr 2019 einen Ausstoß von rund 68 Millionen Tonnen CO₂ verursacht. „Und ich habe noch nicht einmal den Kohlenstoff eingerechnet, der bei der Herstellung der Maschinen, also Computer, erzeugt wird.“

Vor einem Jahr schockt Elon Musk die Bitcoin-Szene: In einem Tweet gibt der Tesla-Chef am 13. Mai 2021 den Zahlungsstopp des Elektro­auto­produzenten für den Bitcoin bekannt – die Umwelt­belastung sei zu hoch. Der Energie­verbrauch sei „wahnsinnig“, legt er nach. Die Krypto­währung stürzt ab. Zwar erholt sich der Kurs wieder und erreicht im November einen neuen Höchststand, generell aber hält das Auf und Ab der virtuellen Währung an – und das ist nicht ihr größtes Problem. Es sei schwerlich hinzunehmen, dass es an so vielen Stellen Einschrän­kungen mit Blick auf den Klimawandel gebe und zugleich den immensen und sehr wahrscheinlich weiter steigenden Energie­bedarf des Bitcoin, sagt der Schweizer Informations­technologe Roger Wattenhofer.

In einem Buch zur Klimawirkung einzelner Branchen schreibt der britische Experte Mike Berners-Lee, dass niemand heute wissen könne, ob Krypto­währungen weiter erfolgreich blieben oder untergingen. „Doch einige Leute befürchten, dass allein Bitcoin bei gleich­bleibendem Wachstum die Erderwärmung innerhalb der nächsten 20 Jahre um über zwei Grad steigen lassen könnte.“

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68 Millionen Tonnen CO₂

Nach Berechnung des Ökologie­professors am Institut für Soziale Zukunft an der Lancaster University haben alle Krypto­währungen allein im Jahr 2019 einen Ausstoß von rund 68 Millionen Tonnen CO₂ verursacht. „Und ich habe noch nicht einmal den Kohlenstoff eingerechnet, der bei der Herstellung der Maschinen, also Computer, erzeugt wird“, schreibt der Bruder des „Internet­erfinders“ Tim Berners-Lee. In nur zehn Jahren hätten Krypto­währungen bereits 0,12 Prozent des CO₂-Abdrucks der ganzen Welt hinterlassen. Sie seien „wohl eine der unsinnigsten Arten des Energie­verbrauchs“, ist Berners-Lee überzeugt. „Neben dem Welt­raum­tourismus zeigen sie wahrscheinlich am deutlichsten, dass der Appetit der Menschen nach Energie schier endlos ist.“

Die Urform aller Krypto­währungen, der Bitcoin, entstand als Konzept 2008 – als Idee von freiem Geld, das keiner Kontrolle von Staaten und Banken unterliegt. Welche Folgen ihre Entwicklung für Umwelt und Klima haben würde, dürfte den bis heute anonym gebliebenen Gründerinnen oder Gründern nicht bewusst gewesen sein.

Durch Krieg Interesse an Krypto­währungen

Aktuell stützt der Ukraine-Krieg das Interesse an Krypto­währungen. Für Russinnen und Russen sind sie eine Option, um Gelder in Sicherheit zu bringen oder Zahlungen zu leisten. Die Ukraine wiederum setzt auf Krypto­spenden. Für den Bitcoin bedeutete das in den letzten Wochen ein deutliches Plus.

Wie hoch der Strombedarf der Krypto­währung inzwischen ausfällt, kann man nirgendwo exakt ablesen. Klar ist aber: Der Energiehunger der alternativen Währung ist in den vergangenen Jahren immens gewachsen. Derzeit liegt er Hoch­rechnungen des Center for Alternative Finance der Universität Cambridge zufolge bei rund 140 Tera­watt­stunden pro Jahr. Die Plattform Digiconomist des nieder­ländischen Ökonomen Alex de Vries schätzt den Bedarf gar auf gut 200 Terawatt­stunden. Das ist mehr als der jährliche Stromverbrauch zahlreicher Länder wie etwa der Niederlande und Österreich. Deutschlands Bedarf liegt derzeit bei rund 560 Tera­watt­stunden.

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Warum die Produktion von Bitcoin so viel Energie verbraucht

Warum ist der Bitcoin so ein unglaublicher Energiefresser? Das liegt am Schutz­mechanismus namens Proof of Work für die digitalen, auf der Technologie Blockchain basierenden Zeichenfolgen. Mit jeder neuen Transaktion wird die Kette bereits in einem dezentralen Netzwerk gespeicherter Transaktionen verlängert. Um die Kette vor Manipulationen zu schützen, ist sie stark verschlüsselt.

Rund 99,99 Prozent des Stromverbrauchs entfallen Wattenhofer zufolge auf die Produktion neuer Bitcoins, nur ein winziger Bruchteil auf den Erhalt der Krypto­währung. Bitcoins entstehen, indem mehrere zu Blöcken zusammen­gefasste Transaktionen über hoch­komplexe mathematische Algorithmen bestätigt werden. War das sogenannte Schürfen von Bitcoins anfangs noch jedem Besitzer und jeder Besitzerin eines Rechners möglich, bedarf es heute ganzer Batterien von speziell für diese Aufgabe gebauten Hoch­leistungs­rechnern, die große Lagerhallen füllen. Wie viele sogenannte Miner sich derzeit in fortwährender Konkurrenz an dem mal mehr, mal weniger lukrativen Rennen beteiligen, ist unklar.

Verfahren ist sicher, aber ineffizient

Die Belohnung für einen über sogenannte Hash-Operationen bestätigten Transaktions­block erhält von den unzähligen parallel arbeitenden Minern nur derjenige, der die Aufgabe als Erster gelöst hat: neben den Transaktions­gebühren aktuell 6,25 Bitcoin. Je mehr Rechen­leistung ein Miner einbringt, desto mehr Hash-Operationen pro Sekunde kann er durchführen und desto größer ist seine Chance auf den Gewinn. Alle anderen Miner gehen jeweils leer aus – ein als sehr sicher geltendes, aber höchst ineffizientes Verfahren.

Es ist also die ungeheure Zahl parallel von Tausenden Minern durch­geführter Hash-Operationen, die den irrsinnigen Energie­verbrauch verursacht. Jede einzelne Bitcoin-Transaktion kann einen Strom­bedarf bedeuten, mit dem ein deutscher Haushalt im Mittel etwa ein halbes Jahr lang auskäme. Dabei gibt es Schwankungen: Liegt der Bitcoin-Kurs hoch, lohnt sich das Schürfen mehr – in der Folge legen sich Miner weitere Geräte zu, neue Gewinn­suchende steigen ein.

Das wiederum hat zur Folge, dass insgesamt wesentlich mehr Hash-Operationen pro Sekunde ablaufen und Blöcke in kürzerer Zeit erstellt werden. Das Bitcoin-Netzwerk reguliert automatisch nach: Die Schwere der Aufgabe – Difficulty genannt – wird so erhöht, dass wieder nur etwa alle zehn Minuten ein neuer Block geschaffen werden kann. Der Strom­verbrauch steigt also, weil mehr Rechner um schwerer zu erhaltende Blöcke wetträtseln. „Der Strom­verbrauch verdoppelt sich in etwa, wenn sich der Kurs verdoppelt“, erklärt Wattenhofer.

Mininggeschäft boomt – aber nicht in Deutschland

Sollte der Bitcoin-Preis sich künftig in neue Höhen schwingen, würde der Proof-of-Work-Mechanismus noch viel mehr Strom verbrauchen. Seit Anfang des Jahres zum Beispiel boomt das Mininggeschäft. Die sogenannte Hash-Rate des Bitcoin, die auf die akkumulierte Rechen­leistung im Netzwerk schließen lässt, stieg mehrfach auf ein neues Allzeithoch. Offensichtlich haben Mining­betriebe trotz der Kursachterbahn in den vergangenen Monaten stark in neue Hardware investiert, unter anderem in den USA.

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Generell zählen die Vereinigten Staaten zu den Ländern mit besonders vielen Lagerhallen voller schnell verschleißender Rechner, die ausschließlich der Jagd nach Bitcoins dienen. Der weitaus größte Player weltweit war zeitweise China, wo die Rechner­farmen mit billigem Kohlestrom betrieben wurden – bis die Regierung den Anbietern im Sommer 2021 den Stecker zog, auch um die Stabilität und Sicherheit des Finanzmarktes zu bewahren, wie es von der staatlichen Zentralbank hieß.

Deutschland ist kein Miner-Mekka – der hohen Strompreise wegen. „Billiger Strom ist entscheidend“, erklärt Wattenhofer. Von Vorteil sei zudem ein kühles Klima, um den Aufwand für die Kühlung der Hoch­leistungs­rechner zu vermindern. Island und Norwegen etwa sind geeignet. Wie viel Prozent des Bedarfs aktuell aus fossilen Quellen wie Kohle­kraft­werken sowie Atomanlagen und wie viel Prozent aus erneuerbaren Energie­quellen stammen, ist kaum nach­zu­voll­ziehen.

Schluss bei 21 Millionen Bitcoins

Ohnehin führe die Diskussion darum in die falsche Richtung, ist der Finanz­experte Christian Kreiß von der Hochschule Aalen überzeugt. „Das ist Augen­wischerei.“ Selbst wenn der Strom für den Bitcoin künftig überwiegend aus Wasser- und Thermal­kraft­werken kommen sollte: „Strom ist doch knapp und wird mindestens noch die nächsten fünf, zehn Jahre knapp bleiben.“ In Regionen wie Island solle er besser für energie­intensive Produktions­anlagen – etwa die Herstellung von Aluminium genutzt werden. „Es gibt viele vernünftigere Dinge damit zu machen, als eine Währung zu sichern.“

Gut 19 Millionen Bitcoins gibt es inzwischen nach Angaben der Internetseite Coinmarketcap, bei 21 Millionen wird Schluss sein. Ganz automatisch, einer bestimmten Regelung wegen: des sogenannten Halvings. Statt der aktuell 6,25 Bitcoins für einen bestätigten Transaktions­block gab es vor Mai 2020 jahrelang 12,5, ganz am Anfang sogar 50. Etwa im Jahr 2024 werden es nur noch 3,125 sein. „Alle 210.000 Blocks halbiert sich die Menge“, erklärt Wattenhofer. In rund zwei Jahren werde es wieder so weit sein.

Halvings als Sicherung vor Inflation

Für den Bitcoin sind die Halvings entscheidende Ereignisse. „Die Miner schauen sehr darauf“, sagt der Zürcher Professor. „Wenn sich der Preis nicht entsprechend verdoppelt, lohnt sich das Schürfen vielfach nicht mehr.“ Sobald alle 21 Millionen Bitcoins gemint wurden, wird das Einkommen der Bitcoin-Miner ausschließlich aus den Transaktions­gebühren im Netzwerk bestritten – die dann wohl weitaus höher liegen müssen als derzeit.

Die begrenzte Menge gilt als Inflations­sicherung – bei den alt­her­gebrachten Währungen kann nach Ermessen von Regierungen oder Zentralbanken mehr Geld gedruckt werden, was potenziell zu Inflation führen kann. „Seit 2007 hat die US-Notenbank ihre Bilanzsumme – ein grobes Äquivalent zum Gelddrucken – zum Beispiel verelffacht, in der Euro-Zone gab es ungefähr eine Ver­neun­fachung“, sagt Kreiß.

Kryptowährungen sind beliebt

Nicht nur der Bitcoin, auch die inzwischen Tausenden Nachahmer-Krypto­währungen erfreuen sich darum bei vielen Menschen großer Beliebtheit. „Von den zehn größten funktionieren allerdings nur noch Bitcoin und Ethereum mit dem Proof-of-Work-Konzept“, sagt Wattenhofer. „Und für Ethereum ist ein Wechsel auf Proof of Stake angekündigt.“ Dabei ist statt Rechen­leistung ein Geldeinsatz (Stake) nötig, um als sogenannter Validator die Kette prüfen und neue Blöcke erzeugen zu dürfen. Quasi alle neu eingeführten Krypto­währungen funktionieren nach diesem oder anderen weit weniger Energie benötigenden Konzepten, wie Wattenhofer erklärt. „Man würde in Proof of Work heute nicht mehr investieren.“

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Wer braucht eigentlich Kryptowährungen?

Ist ein Umstieg denn auch beim Bitcoin in Sicht? Ganz klar: nein. Während hinter der Ethereum-Blockchain eine Stiftung stehe, hätten beim Bitcoin die Miner die Macht, so Wattenhofer. „Und die werden sich ungern selbst arbeitslos machen.“ Als Argument wird von Proof-of-Work-Verfechterinnen und ‑Verfechtern gern angeführt, dass kein anderes Verfahren in puncto Sicherheit mithalten könne.

Bitcoin als fossile Krypto­währung?

Doch wird sich der Bitcoin als eine Art fossile Krypto­währung auch künftig halten können, trotz verheerender Energie- und Klimabilanz? Wattenhofer und Kreiß sind sehr skeptisch – ausdrücklich nur, was diese virtuelle Währung betrifft. „Krypto­währungen bedeuten eine neue Welt, die sich aufgetan hat, und es gibt da viele gute Ideen. Als Alternative zu Bargeld ist das durchaus positiv zu sehen“, sagt der Schweizer Forscher Roger Wattenhofer.

Und auch Christian Kreiß, Professor für Finanzierung und Volkswirtschaftslehre, betont: „Eine freie und unabhängige Währung, der Gedanke an sich ist genial. Bei Währungen ohne das Energie­problem sehe ich da riesige Chancen.“

RND/dpa