Kann Bitcoin sein grünes Problem lösen?

Island – bekannt für seine atemberaubende Landschaft, Instagram-fähige heiße Pools und seine Überrepräsentanz bei weltweiten Strongmen-Wettbewerben.

Es ist auch ein guter Ort, um Ihren neuen Bitcoin-Mining-Betrieb zu starten.

Für Bitcoin-Miner ist Kosten vs. Belohnung alles. Wenn Sie das Glück haben, gefragte Miner-Hardware in die Hände zu bekommen, besteht die Möglichkeit, dass Sie Ihre Investition nicht einmal amortisieren.

Ein einfaches Rig von GPUs (jetzt eine ältere Form der Mining-Technologie) kann Sie bei Amazon 25.000 Pfund zurückgeben. Hinzu kommen die täglichen Betriebskosten, also Strom. Du wirst viel davon brauchen.

Dann kommt der Standort ins Spiel. Es ist ein guter Anfang, ein Gebiet zu finden, in dem Sie den Bergbau außerhalb des Stromnetzes betreiben können (vor kurzem hat der Staat New York ein Gesetz verabschiedet, das kommerziellen Bergleuten aufgrund lokaler Energiebeschränkungen den Betrieb verbietet).

Und um Gewinn zu machen, suchen Sie sich besser etwas billiges aus – wie Island.

Dank lokaler geothermischer Ressourcen zahlen Sie nicht nur für billigere Energie in der Nähe der Arktis, sondern sparen auch teure Kühlsysteme für Ihre Hardware (lassen Sie einfach die Hintertür offen).

Das ist die neue Realität Da die heutigen Bitcoin-Miner drastische Schritte unternehmen, um wettbewerbsfähig zu bleiben und die Kosten zu senken.

Bitcoin-Mining-Farm — Nordkanada (Foto — Curtis Huisman)

Bitcoin hat ein Energieproblem. Inzwischen haben die meisten von uns gehört, dass der Stromverbrauch beim Bitcoin-Mining dem von kleinen Nationen wie den Niederlanden entspricht. Das war genug für Tesla, um kürzlich Bitcoin als Kaufmedium unter Berufung auf Energiebedenken zu ziehen.

Das grüne Problem von Bitcoin zeigt keine Anzeichen einer Verlangsamung. Wie die folgende Grafik zeigt, wird die Kryptowährung größere Einsparungen beim Energieverbrauch und den daraus resultierenden CO2-Emissionen überholen.

Stromverbrauch von Bitcoin (Elikrieg — CC BY-SA 4.0)

Es stellt sich dann die Frage: Kann Bitcoin den Kurs umkehren und grüner werden? Und wird Elon uns erlauben, wieder Teslas zu kaufen?

Die Entwicklung von PoW

Im Jahr 2009 lächelte Herr Nakamoto, der Gründer von Bitcoin, als er seinen Laptop der neuesten Generation startete.

Bisher war es der CPU gelungen, unter der Belastung von Microsoft Word gut zu laufen und gleichzeitig mehrere Solitaire-Spiele offen zu halten.

Seine CPU hätte jedoch heute eine ganz neue und besondere Aufgabe. Bitcoin abbauen.

Proof-of-Work (PoW), das geniale Mining-Konzept, das Satoshi Nakamoto in die Bitcoin-Blockchain integriert hat, ist eine Arbeit für ein Belohnungsmodell. Mining-Computer (Knoten) müssen komplizierte Berechnungen durchführen, die als Hashing bekannt sind, um mitzuspielen.

Vereinfacht gesagt fasst jeder Knoten die neuesten Bitcoin-Transaktionen der letzten 10 Minuten in einem Block zusammen. Dann ist es ein Rennen. Der erste Knoten, der die spezielle Hashing-Nummer findet, die dem nächsten Block in der Kette gewidmet ist, gewinnt.

Nach Übereinstimmung der Gewinnernummer wird der Miner-Block als erster von der Blockchain akzeptiert und der Sieger wird mit neuem Bitcoin überschüttet.

Im Jahr 2009 war die Hashing-Berechnung ziemlich einfach und die CPU von Nakamoto brannte nicht aus. Der Schwierigkeitsgrad für Bitcoin-Miner war jedoch nie so eingestellt, dass er gleich bleibt.

Hier liegt die Wurzel des heutigen Energieproblems von Bitcoin.

Der Gründer von Bitcoin, der ein Gefühl dafür bekommt, dass seine (oder ihre) geliebte Kryptowährung einen gewissen Grad an Popularität finden könnte, ist in eine automatische Anpassungsfunktion integriert. Sein Design stellt sicher, dass jeder Block in einem durchschnittlichen Tempo von 10 Minuten erstellt wird.

Wird das Tempo zu schnell, ist die Hash-Berechnung für Miner zu einfach und der Schwierigkeitsgrad wird automatisch erhöht. Ebenso, wenn das Tempo langsamer wird, wird die Schwierigkeit reduziert.

Diese Schwierigkeit wird alle 2 Wochen überprüft und angepasst.

Obwohl dies ein brillantes Konzept ist, um Fairness durch zukünftigen Wettbewerb, Popularität und technologische Fortschritte zu berücksichtigen, glaube ich nicht, dass Herr Nakamoto jemals erwartet hat, dass sich der Wettbewerb des Bitcoin-Mining so schnell zu einem Rennen des Kalten Krieges entwickelt.

Um den Kontext zu liefern, sehen die Miner bei der aktuellen Block-Bingo-Belohnung 6,25 Bitcoin. Das sind 280.000 USD alle 10 Minuten (August 2021).

Im Jahr 2010, als Bitcoin begann, die Marktkapitalisierung zu erhöhen – die frühen Miner entwickelten sich von der CPU-Leistung, um ihre Computergrafikkarten (GPUs) umzufunktionieren – opferten ihr Call of Duty-Gameplay, um leistungsfähigere PoW-Berechnungen durchzuführen.

Als die Grafikkartenhersteller ihren Weg zur Bank tanzten, kamen weitere Verbesserungen der Mining-Technologie zum Tragen. Als nächstes folgte die Saison der feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs), dicht gefolgt von der heutigen Ära der anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreise (ASICs).

ASICs sind integrierte Schaltkreise, riesige Netzwerke von Mining-Power, die zusammengebündelt sind. Wenn ein bestimmter ASIC einen bestimmten Block gewinnt, belohnt er seine Mitglieder entsprechend dem Mining-Aufwand, den sie zum Netzwerk-Gewinn beigetragen haben.

Wenn Sie als Bergmann allein mit Ihrem gebrauchten Amazon-Rig gegen diese ASICs antreten, werden Sie wahrscheinlich verlieren – selbst wenn Sie in Island sind.

Leistung von Bitcoin-Mining-ASICs nach Ländern

Lösung 1 – Regulierung

Trotz Chinas jüngstem Vorgehen gegen den Bitcoin-Austausch und die damit verbundenen Mining-Aktivitäten dominiert China, wie die obige Grafik der globalen ASICs zeigt, die Mining-Landschaft für Bitcoin.

Bis 2024 wird der Bitcoin-Mining allein in China voraussichtlich 296,59 Twh verbrauchen und 130,50 Millionen Tonnen CO2-Emissionen erzeugen. Perspektivisch ist das fast so viel wie Großbritannien, ein G7-Land.

Was nicht hilft, ist Chinas Abhängigkeit von Kohlekraft.

Laut einem im Juni 2021 veröffentlichten Bericht von nature.com befinden sich schätzungsweise 40 % der Bergbaubetriebe in China in Gebieten, die vollständig von Kohleenergie abhängig sind.

Dies bleibt zwar eine düstere Realität, aber es bleibt ein gewisser Optimismus für grüne Befürworter, nachdem die Kommunistische Partei Chinas Bitcoin effektiv den Krieg erklärt hat.

Der Bitcoin-Austausch und damit verbundene Aktivitäten wurden verboten. Um die Verletzung der Bergleute noch zu beleidigen, wird Kohlekraft dank der strengeren Regulierung, die durch Chinas Verpflichtung zum Pariser Klimaabkommen vorangetrieben wird, immer teurer.

Sobald chinesische ASICs erkennen, dass ihre Kosten die Einnahmen übersteigen, werden sie umziehen oder komplett schließen. Wenn und wenn dieses Ereignis eintritt, erwarten Sie, dass die Hash-Rate-Schwierigkeit von Bitcoin weltweit sinkt – was bedeutet, dass weniger Wettbewerbskraft erforderlich ist, um den nächsten Block zu lösen.

Eine Bitcoin-Mining-Farm.  Xichang, China (Ökonom)

Anzeichen für diesen regulatorischen Effekt wurden bereits gesehen, als eine Untersuchung des Economist einen starken Anstieg der chinesischen Verbotsdurchsetzung durch spezielle Regierungs-Taskforces ergab.

Es gibt sogar eine 0800-Nummer, mit der Sie lokale Bergleute in Ihrer Nähe ausspionieren können.

Während die Regulierung bald greifen und den gesamten Energieverbrauch von Bitcoin senken könnte – Umweltschützer sagen, dass der Co2-Schaden irreversibel sein könnte, wenn Chinas Problem der Abhängigkeit von der Bitcoin-Kohle nicht dringend gelöst wird.

Lösung 2 – Verringerte Belohnungen

Der zukünftige Wert von Bitcoin wird immer eng an Angebot und Inflation gebunden sein. Satoshi hat dies realisiert, indem er eine weitere kreative Idee entwickelt hat, die mit der Blockchain von Bitcoin verbunden ist.

Um nicht von den Olympischen Spielen oder den Präsidentschaftsrennen übertroffen zu werden, veranstaltet Bitcoin alle vier Jahre ein eigenes veröffentlichtes Ereignis. Die Mining-Belohnungen für jeden Block werden halbiert. Dies bedeutet, dass etwa bis zum Jahr 2140 das Angebot an Bitcoin seinen maximalen Münzumlauf von 21 Millionen erreichen wird.

Das heißt, im Jahr 2140 werden unsere Ururgroßenkel im Bergbau mit einer neuen Realität konfrontiert. Die Belohnungen sind ausschließlich auf Transaktionsgebühren beschränkt, diese Servicekosten werden von den Nodes bereits den Bitcoin-Benutzern für die Überprüfung von Blöcken in Rechnung gestellt.

Diese Änderung dürfte futuristische Bergleute aufgrund des Belohnungs-Kosten-Verhältnisses abschrecken. Während diese Gebühren von den Knoten erhöht werden können, werden sich höhere Transaktionskosten zweifellos auf den Preis von Bitcoin auswirken.

Da die Bergbauprämien im Laufe der Zeit bis 2140 sinken, scheint es, dass die Anreize für Bergleute, teure Betriebe zu betreiben, weiter eingeschränkt werden könnten. Das hängt jedoch alles vom Preis ab. Diese Ursache und Wirkung werden von Investopedia.com schön zusammengefasst:

Die Belohnung wird halbiert → die Hälfte der Inflation → geringeres verfügbares Angebot → höhere Nachfrage → höherer Preis → der Anreiz für die Bergleute bleibt trotz geringerer Belohnungen bestehen, da der Wert von Bitcoin dabei erhöht wird.

Die „Bitcoin-Halbierung“ wird also wahrscheinlich zu mehr Energieverbrauch führen, da alle 4 Jahre ein steigender Bull-Run-Preis ausgelöst wird. Dies scheint bereits nach den letzten beiden Halbierungsereignissen von Bitcoin während seines jungen Lebens der Fall zu sein.

Unsere grüne Hoffnung auf die Lösung mit verringerten Belohnungen wird daher darauf beruhen, dass a) der Preis von Bitcoin gleich bleibt / im Laufe der Zeit sinkt oder b) bis 2140 wartet…

Lösung 3 – Proof-of-Stake

Ohne Einmischung von Regulierungsbehörden oder mit Änderungen des eigenen Protokolls von Bitcoin wird PoW den Wettbewerb und die Technologie weiter erhöhen; Das bedeutet, dass die Schwierigkeit der Hash-Berechnung wahrscheinlich in eine Richtung geht – nach oben.

Schwierigkeiten beim Bitcoin-Mining in Bezug auf neue Technologie (Coindesk)

Es bleibt jedoch Hoffnung auf mögliche Lösungen zur Begrenzung der Umweltauswirkungen von PoW. Das heißt, indem das eigene Protokoll (oder das Gehirn) von Bitcoin geändert wird, um die Bergleute anders zu belohnen.

Das Protokoll von Bitcoin wird durch einen demokratischen Prozess geändert. Miner stimmen über empfohlene Änderungen ab (ein Bitcoin Improvement Proposal (BIP) kann von jedem Benutzer hochgeladen werden) und wenn eine 95-prozentige Zustimmung der Community erreicht wird, wird das Update akzeptiert.

Dieses Community-Konsenssystem hat bereits zu über einem Dutzend „Hard Forks“ (erforderlich während einer größeren Protokolländerung) innerhalb der Bitcoin-Blockchain geführt.

Ein solches Update, das Umweltoptimismus bei anderen Kryptowährungen verursacht, einschließlich des engsten Rivalen von Bitcoin, Ethereum, ist Einsatznachweis (PoS).

Wie von Investopedia.com definiert, besagt das PoS-Konzept, dass eine Person je nach Anzahl der Münzen, die sie besitzt, abbauen oder Blocktransaktionen validieren kann. Das bedeutet, je mehr Coins ein Miner besitzt, desto mehr Mining-Power hat er.

Unter PoS ist Ihr Mining-Potenzial durch den Prozentsatz Ihres Münzbesitzes begrenzt. Wenn Sie beispielsweise 4% der gesamten Kryptowährung besitzen, können Sie 4% der Transaktionen minen und verifizieren.

Dies ermöglicht eine Reihe von Vorteilen gegenüber dem PoW-Modell. In erster Linie die Tatsache, dass jeder für eine Sekunde chillen kann. Es spielt keine Rolle, dass Sie über die neueste und beste Bergbauausrüstung verfügen und bereit sind, die Hälfte der natürlichen Energieversorgung Islands zu entziehen.

Für bare Münze könnte man meinen, dass PoS ein böses kapitalistisches Regime darstellt – Macht wird denjenigen gegeben, die es sich am meisten leisten können, was unweigerlich zu Korruption und Missmanagement der Blockchain führt.

Die Genialität des PoS, der auf einem Distributed Ledger arbeitet, führt jedoch dazu, dass das Gegenteil der Fall ist. Das heißt, je mehr Münzen Sie halten, desto weniger werden Sie sich für jede Art von Foulspiel wünschen. Dies wirkt sich direkt auf den Preis und den späteren Wert Ihres Bestands aus.

Es gibt einige potenzielle Risiken für PoS-Protokolle, einschließlich der Möglichkeit, neue Forks (Konflikte) innerhalb der Blockchain zu erstellen, um doppelte Ausgaben zu generieren (da die Kosten für einen solchen Angriff im Vergleich zu PoW minimal sind).

Ich erwähnte Ethereum, den Rivalen von Bitcoin, dessen Entwickler rund um die Uhr daran arbeiten, sein Protokoll bis Ende 2021 von PoW auf PoS zu übertragen. Das potenzielle Ergebnis? Geschätzte Energiekosteneinsparung von 99,99 %.

PoS-basierte Coins werden nicht ohne Grund als grüne Krypto bezeichnet (siehe nxtcoin, peercoin und cardano).

Abgesehen von ernsthaften Regulierungsmaßnahmen scheint Proof of Stake die einzige große grüne Hoffnung von Bitcoin zu sein. Der Weg dorthin ist eine andere Geschichte – vielleicht eine unmögliche technische Leistung – aber eine, die versucht werden muss.

Es bedeutet auch, dass Satoshi Nakamoto auf seinem Laptop wieder zum Bergbau zurückkehren kann … und in ein wärmeres Klima umziehen kann.

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