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Bitcoin Mining: Erklärung, Energieverbrauch, Funktion und mehr


Bitcoin Mining Was ist Bitcoin Mining und wie hoch ist der Energieverbrauch tatsächlich?

Zur Absicherung von Bitcoin ist viel Energie nötig – das sogenannte Mining steht deshalb oft in der Kritik. Aber was genau ist Bitcoin Mining, wie funktioniert es und welchen Zweck erfüllt der hohe Energiebedarf? Ein Überblick.

Über ein Jahr kämpfte Bitcoin mit Kursverlusten, alleine im vergangen Jahr hat die älteste und bekannteste Kryptowährung 60 Prozent an Wert eingebüßt. Seit Jahresbeginn konnte die älteste Kryptowährung aber wieder deutliche Gewinne und zuletzt ein neues Jahreshoch verbuchen. Manche Marktbeobachter sahen Bitcoin im letzten Jahr gar auf dem Weg in die Bedeutungslosigkeit, andere sehen in Bitcoin und gerade im Mining riesige Chancen für die Industrie, die Netzstabilität und den Umweltschutz. 

Obwohl auf den großen Börsen die Nachfrage nach Bitcoin im vergangenen Jahr gesunken ist, werden immer weiter neue BTC produziert, gleichzeitig nimmt die Sicherheit des Bitcoin-Netzwerkes stetig zu. Die sogenannte Bitcoin-Hashrate stieg in den vergangenen Monaten von Allzeithoch zu Allzeithoch: durch das Bitcoin Mining.

Das Mining steht oft in der Kritik, viele sehen darin Energieverschwendung und fordern teilweise sogar ein Verbot. Doch macht das Sin? Was ist Bitcoin Mining überhaupt, wie funktioniert das Mining und ist das Schürfen von Bitcoin wirklich so energieintensiv wie behauptet wird oder bietet es sogar Chancen? Was würde ein Verbot bringen? Alle wichtigen Informationen rund ums Thema Bitcoin Mining auf einen Blick.

Unter dem Begriff Bitcoin Mining versteht man das „Schürfen“ – also das Erzeugen – neuer Bitcoin. Dies geschieht über sogenannte Miner, die im Falle des Bitcoins der Bitcoin-Blockchain den nächsten Block anhängen und dafür eine Belohnung einstreichen. Die Blockchain ist das digitale Datenprotokoll, auf dem sämtliche Transaktionen gespeichert werden und das öffentlich einsehbar ist.

Bitcoin Miner verwenden spezielle Hard- und Software. So wird sichergestellt, dass keine falschen oder doppelten Transaktionen verifiziert werden. Je mehr Bitcoin Miner am Netzwerk mitarbeiten, desto sicherer und dezentraler ist dieses. Die Miner sichern durch die Bereitstellung ihrer Rechenleistung das Bitcoin-Netzwerk ab. Dafür erhalten sie die Belohnung – die sogenannte Block-Reward.

Das Erzeugen neuer Bitcoin – und somit die Absicherung des Netzwerkes – funktioniert über das Konsensverfahren Proof of Work – oder kurz PoW. Dabei handelt es sich um eine von zwei gängigen Methoden für die Erzeugung neuer Coins. Einfach ausgedrückt setzen Bitcoin Miner dabei ihre Rechenleistung zum Erzeugen neuer Coins sowie zur Absicherung des Netzwerkes ein und erhöhen somit dessen Sicherheit.

Für das Bereitstellen der notwendigen Energie bekommen Miner eine Belohnung, die ihnen wiederum in Form von Bitcoin ausgezahlt wird. Diesen sogenannten Block Reward bekommt jeder Bitcoin Miner, der der Blockchain erfolgreich einen neuen Transaktionsblock hinzugefügt hat. Die Belohnung halbiert sich beim Bitcoin alle vier Jahre – dieser Prozess wird als Bitcoin Halving bezeichnet. Miner müssen also immer effizienter und schneller werden, um ihren Profit konstant zu halten. Aktuell liegt die Belohnung bei 6,25 Bitcoin pro Block. Das nächste Halving wird beim Bitcoin am Mittwoch, den 17. April 2024, erwartet. Dann halbiert sich die Block Reward für Bitcoin Miner auf 3,125 Bitcoin bis zum nächsten Halving im Jahr 2028.

Gleichzeitig ist der maximale Bestand des Bitcoins fest definiert und wird niemals die Grenze von knapp 21 Millionen BTC überschreiten. Um genau zu bleiben: Es werden maximal 20.999.999,97690000 Bitcoin existieren. Der BTC-Bestand kann also nicht ausgeweitet werden. Durch die Halvings wird der letzte Bitcoin erst um das Jahr 2140 herum geschürft werden. Aktuell befinden sich laut dem Analysehaus Coinmarketcap knapp über 19,47 Millionen Bitcoin im Umlauf (Stand: 1. September 2023). Das bedeutet, dass die Miner für das Schürfen der restlichen rund 1,5 Millionen Bitcoin – also für weniger als zehn Prozent des maximalen Bestandes – noch mindestens 117 Jahre benötigen.

Wissenswertes zum Thema Bitcoin:

Das Bitcoin Mining steht wegen seines hohen Energiebedarfs oftmals in der Kritik. Doch: Bitcoin benötigt viel Energie, um sicher und dezentral zu arbeiten. Diese Dezentralität ist das höchste Gut, das die Technologie Bitcoin bietet. Das macht ihn einzigartig gegenüber der anderen gut 23.000 Kryptowährungen. Keine Drittpartei kann jemals in das Bitcoin-Netzwerk eingreifen und es nach seinen Vorstellungen ändern, anpassen oder den verfügbaren Bestand ausweiten. Zusätzlich steht hinter Bitcoin weder eine Organisation, noch eine Person an der Spitze.

Vielmehr sollte man den Energiebedarf des Bitcoin Minings in Relation setzen. Laut Daten des Cambridge Center for Alternative Finance lag der Energiebedarf des weltweiten Bitcoin-Netzwerkes Ende 2022 bei rund 90 Terawattstunden. Das entsprach rund 0,4 Prozent des weltweit produzierten Stroms. Zum Vergleich: Klimaanlagen alleine in den USA verbrauchten rund 2199 Terawattstunden. Das entspricht mehr als dem 24-Fachen des Energiebedarfs des weltweiten Bitcoin Minings.

Befürworter der Kryptowährung argumentieren, dass Bitcoin immer mehr überschüssige Energie verwende. Das Bitcoin Mining nehme also niemandem Strom weg, sondern nutze bisher ungenutzte Energie und mache diese erst nutzbar. Kritiker sehen das anders und bemängeln, dass das Bitcoin Mining die Energiepreise weiter treiben würde. 

Bitcoin Mining ist daher auch immer wieder Gegenstand von Verbotsdebatten. China hat das Mining im Juni 2021 verboten, konnte die Branche damit aber nicht stoppen. Ganz im Gegenteil: China gehört nach wie vor zu den Ländern, in dem die meisten Bitcoin geschürft werden. Außerdem haben viele Bitcoin Miner, die zuvor in China aktiv waren, schlicht einen anderen Standort gesucht an dem der Strompreis möglichst niedrig ist. Ein Verbot würde sich also nur geringfügig und kurzfristig auf Bitcoin auswirken, da die Technologie durch ihre hohe Dezentralität nahezu unmöglich durch das zentrale Vorgehen einer bestimmten Partei – beispielsweise durch das eines Staates – steuerbar ist.

Befürworter sehen im Bitcoin Mining derweil große Chancen: So argumentieren sie, dass sich ein Stromnetz durch das Mining gegen Schwankungen oder Ausfälle absichern lässt. Denn für die Aufrechterhaltung eines Stromnetzes muss immer eine gewisse Spannung gehalten werden. Die Bitcoin-Mining-Industrie erhöhe die Netzresilienz, indem sie als steuerbare Last fungiere, argumentiert Lee Bratcher, Präsident des Texas Blockchain Council. „Bitcoin Miner können sich innerhalb weniger Sekunden abschalten, was sie zu einer perfekten Ressource für das Netz macht, wenn es um Frequenzausgleich geht.” Diese flexible Möglichkeit zur Aufrechterhaltung eines Stromnetzes gab es in dieser Form bisher nicht.

Diesem Eindruck scheint sich zuletzt eine Studie der Texas A&M University, der größten Universität in den den USA, anzuschließen. Diese Studie befasst sich mit den Auswirkungen des Bitcoin Minings auf das Stromnetz in Texas und wurde unter der Leitung von Dr. Le Xie, einem Professor für Elektro- und Computertechnik an der Texas A&M University und stellvertretenden Direktor des Texas A&M Energy Institute, durchgeführt. Der Titel der Studie lautet „Präzise Modellierung und Analyse der Auswirkungen des Minings von Kryptowährungen auf Stromnetze: CO2-Fußabdruck, Zuverlässigkeit und Strompreis“. In dieser Studie wird die Beziehung zwischen dem Energieverbrauch der Mining-Unternehmen und externen Faktoren wie Marktpreisen und Stromknappheit in Texas analysiert. Dabei werden auch Faktoren wie Standort und Flexibilität der Mining-Unternehmen berücksichtigt. Das Ergebnis dieser Studie: Bitcoin Mining kann Stromnetze und Strompreise stabilisieren.

Weiter argumentieren Befürworter, dass Bitcoin-Mining durchaus auch praktischen Nutzen hat: Sie ließen sich beispielsweise Wohnräume oder Büros durch die beim Bitcoin Mining anfallende Abwärme der Geräte durch Wärmerückgewinnung gezielt heizen. Dies sei gerade in Ländern von Vorteil, die bereits auf Strom aus erneuerbaren Energien als Heizquelle setzen.

Ja, der Energiebedarf des Bitcoin Minings ist hoch und wird durch weitere Miner weiter steigen – die Sicherheit des Bitcoin-Netzwerkes aber gleichzeitig auch. Die Energie, die für das weltweite Bitcoin Mining notwendig ist, stammt bereits jetzt zu nahezu 60 Prozent aus nachhaltigen Quellen wie Wind- oder Solarenergie, zeigen die aktuellsten Daten des Bitcoin Mining Councils zum vierten Quartal 2022: Demnach liege der Anteil derzeit bei 58,9 Prozent. 

Dieser Erhebung stehen allerdings auch kritischere Stimmen gegenüber, die den Anteil an nachhaltigen Quellen wesentlich geringer sehen. So beispielsweise der Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index (CBECI). Dieser sah den Anteil nachhaltiger Quellen beim Bitcoin Mining lange lediglich um 40 Prozent. Zuletzt hat das Team der Universität Cambridge seine Herangehensweise allerdings überarbeitet, um eine präzisere Darstellung des Energieverbrauchs von Bitcoin zu liefern. Dabei kam man zu dem Schluss, dass der Energieverbrauch des Bitcoin-Netzwerks in den letzten Jahren tatsächlich erheblich niedriger war, als zuvor angenommen. Diese Entwicklung scheinen Daten des Bitcoin Mining Councils zu bestätigen: Demnach wächst der Anteil nachhaltiger Energien beim Bitcoin Mining seit Jahren, was die Daten zum vierten Quartal 2022 zu bestätigen scheinen. Auch hier lohnt es sich die Daten in Relation zu setzen. Denn: Zuletzt nutzte das Bitcoin Mining deutlich mehr regenerative Energien als Deutschland, die EU oder die USA. In Deutschland etwa liegt der Anteil erneuerbarer Energien am Gesamtmix aktuell bei lediglich 48,8 Prozent.

Diese Frage lässt sich nicht pauschal beantworten, da sich der Preis für das Minen eines Bitcoins nach den örtlichen Strompreisen richtet. Bitcoin Miner sind daher an niedrigen Strompreisen interessiert. Somit verwundert es nicht, dass sich viele Miner beispielsweise in den USA in der Nähe von Solarparks oder im Norden Norwegens niederlassen, wo der Strom durch Wasserkraft zu wesentlich niedrigeren Preisen erzeugt werden kann als beispielsweise in Zentraleuropa. Gerade an solchen Orten ist das Bitcoin Mining selbst bei stark gefallenen Kursen wie im November oder Dezember des letzten Jahres für effiziente Unternehmen lukrativ.

In Kasachstan hingegen, wo es ebenfalls eine florierende Mining-Szene gibt, deckt die Branche ihren Energiebedarf vor allem aus fossilen Energiequellen.  Aber auch hier bewegt sich viel. Das kasachische Parlament hat mehrere Gesetze verabschiedet, die sich mit dem Bitcoin Mining im Land befassen. Darunter fällt beispielsweise, dass Bitcoin Miner in Kasachstan fortan nur noch überschüssigen Strom aus dem örtlichen Stromnetz beziehen dürfen. Dabei darf allerdings nicht unerwähnt bleiben, dass der Preis für Kohlestrom im Land staatlich reguliert ist und nicht teurer werden darf.

Der Anteil „fossiler“ Miner sinkt seit Jahren, da sie weniger rentabel arbeiten als Bitcoin Miner, die ihre Hardware mit günstigem Strom aus nachhaltigen Quellen betreiben. Es ist also durchaus möglich, dass diese Miner früher oder später aus dem Markt ausscheiden, weil sie weniger rentabel und damit weniger konkurrenzfähig werden.

Im privaten Umfeld lohnt sich Bitcoin Mining aber aufgrund der hohen Strompreise in Deutschland in der Regel nicht. Zumindest dann nicht, wenn man das Mining rein aus dem Gesichtspunkt der Gewinnmaximierung betreiben. Nutzt man allerdings die Abwärme zum Heizen der eigenen Wohnung oder des Büros, die bei den Rechenprozessen entsteht, kann sich Bitcoin Mining durchaus lohnen.

Um das Jahr 2140 wird es soweit sein: Alle Bitcoin werden gemint sein und der feste Bestand von knapp 21 Millionen BTC wird erreicht sein. Doch auch wenn keine neuen Coins mehr produziert werden, werden Bitcoin Miner weiterhin eine wichtige Rolle spielen. Ihre Aufgabe wird sich darauf beschränken, Transaktionen zu validieren, zu bestätigen und darin, das Bitcoin-Netzwerk abzusichern. Dafür erhalten sie auch weiterhin eine Belohnung für die Bereitstellung ihrer Rechenkapazität. Allerdings wird sich diese Belohnung ausschließlich aus den Transaktionsgebühren speisen.

Beim Bitcoin Cloud-Mining wird Bitcoin geschürft, ohne dass man selbst physische Hardware oder Infrastruktur besitzen oder betreiben muss. Stattdessen mietet man Rechenleistung von Cloud-Mining-Anbietern, die über ein Netzwerk von Computern und entsprechende Hardware verfügen, um Bitcoin Mining zu ermöglichen. Der Cloud-Mining-Anbieter schürft dann im Namen des Nutzers Bitcoin, die Block Rewards werden dann zwischen dem Anbieter und dem Nutzer aufgeteilt.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass das Cloud-Mining auch Risiken birgt, da man sich auf den Anbieter verlassen muss und keinen direkten Einfluss auf das tatsächliche Bitcoin Mining hat.

Mining Pools stellen eine Möglichkeit dar, das Schürfen neuer Bitcoin-Blöcke effektiver zu gestalten. Denn: Im Alleingang benötigt man als privater Nutzer viel zu lange, um ausreichende Rechenkapazitäten aufzubringen. 

Mining Pools bündeln daher die Kapazitäten aller darin befindlicher Nutzer, was zu mehr Rechenleistung und einer höheren Wahrscheinlichkeit führt, den nächsten Block der Bitcoin-Blockchain anzuhängen und so die Block Rewards einzustreichen. Diese Belohnung in Bitcoin wird entsprechend der Beiträge zur Rechenkapazität auf die Nutzer aufgeteilt.

Transparenzhinweis: Dieser Artikel erschien erstmals im Dezember 2022 bei der WirtschaftsWoche. Wir haben ihn aktualisiert und zeigen ihn aufgrund des Leserinteresses erneut.

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Author: Melissa Martinez

Last Updated: 1698546721

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Name: Melissa Martinez

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Job: Blockchain Developer

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