Energieverbruik

Het minen van bitcoin kost energie omdat het wordt gedaan door heel veel computers over de hele wereld. Deze computers, of 'miners', gebruiken energie. Dat principe van energie gebruiken voor het maken, of eigenlijk vinden, van bitcoin heet Proof of Work. Het is hét bewijs dat je moeite doet om bitcoin te vinden. Lees het hoofdartikel over Proof of Work om te zien waarom het belangrijk is.

Bitcoin is minder verspillend dan het delven en raffineren van goud om het vervolgens om te smelten en in baren te verdelen, waarna het weer onder de grond in kluizen word opgeslagen. Om nog maar te zwijgen over de bouw van grote luxe gebouwen, de verspilling van energie bij het drukken en slaan van alle verschillende fiatvaluta, het vervoer ervan in gepantserde auto's door niet minder dan twee veiligheidsagenten, enz.

Er is een aantal argumenten voor het gebruik van Proof of Work en het energieverbruik van Bitcoin. Hieronder staan er een aantal, met verder achtergrond en bronnen.

Energieverbruik Bitcoinnetwerk

Omvang energieverbruik (februari 2021)

Op dit moment verbruiken alle Bitcoin-miners bij elkaar tussen de 80 en 120 terawattuur (TWh) aan elektriciteit per jaar, een schatting op basis van de gemeten rekenkracht die aan het Bitcoinnetwerk besteed wordt. Ter vergelijking, het jaarlijkse stroomverbruik van Nederland schommelt al enkele jaren rond de 120 TWh, of zo'n 7 middelgrote (?) kerncentrales.

Vergelijk dit bijvoorbeeld met de toename van 19 procent per jaar van de energievraag van datacenters en het netwerk in Nederland. In 2019 gebruikten alle datacenters in Nederland 2,7 TWh. Met een groei van 19 procent per jaar komt dat in 2030 uit op 20,7 TWh, samen met de benodigde netwerkinfrastructuur is dat 40 TWh. Dan is het energieverbruik voor alle toekomstige clouddiensten een significant onderdeel van de Nederlandse energievraag waarbij ook nog eens de doelstelling is dat dit allemaal duurzame energie moet zijn. Het grote verschil tussen datacenters en bitcoinminers is de locatie: een miner kan technisch gezien overal werken waar energie is en een internetverbinding. Met de huidige stand van de techniek dus overal met behulp van satellietinternet en zon- of windenergie. De zonnige kant van de maan zou ooit zelfs kunnen voldoen.

Kort gezegd: miners willen de goedkoopste energie. Ze kunnen heel makkelijk verhuizen naar plaatsen waar energie goedkoop is of waar te veel energie geproduceerd wordt: die energie gaat dan niet verloren: het bitcoinnetwerk wordt ermee beveiligd.

Energie is praktisch oneindig, hoe het gewonnen wordt, daar zit de crux. En wat voor de ene persoon nuttig is, is voor de ander nutteloos.

Verwachting voor de komende jaren

Als de prijs van bitcoin stijgt, loont het voor miners om meer rekenkracht in te zetten. Dit zorgt voor energieverbruik. Ook als de netwerkkosten per transactie stijgen zal hetzelfde gebeuren.

Wanneer de 'block reward' in 2024 halveert, zijn oudere modellen miningapparatuur niet meer efficiënt genoeg en dus niet meer winstgevend. Deze worden offline gehaald en eventueel vervangen worden door nieuwere, efficiëntere modellen. Dit leidt in beginsel tot minder stroomverbruik. Iedere vier jaar tijdens een 'halving' herhaalt zich dit.

Samengevat:

1. Hogere koers van Bitcoin en/of hogere fees -> meer hashing power -> meer stroomverbruik
2. Halving, lagere koers van Bitcoin en/of lagere fees -> minder hashing power -> minder stroomverbruik
3. Efficiëntere ASIC miners komen op de markt -> meer hashing power bij gelijk stroomverbruik -> teveel aan hashing power -> minst efficiente miners schakelen af -> totaal stroomverbruik grofweg gelijk

Al deze effecten treden continu en tegelijkertijd op, in meer of mindere mate. Het is daarom moeilijk te voorspellen welke van deze effecten tijdelijk 'wint'. In de geschiedenis van bitcoin is de hoeveelheid energieverbruik in ieder geval in dezelfde richting gegroeid als de waarde van het netwerk.

Argumenten tegen het energiegebruik van bitcoin

"Bitcoin gebruikt te veel energie"

De achtergrond van deze stelling is vaak: bitcoin gebruikt te veel energie, omdat het gezien wordt als nutteloos. Het is hier belangrijk te beseffen dat dit een waarde-argument is. Verschillende mensen kennen verschillende waarden toe aan bitcoin. Iemand die bitcoin waardeloos vindt, zal het energieverbruik vermoedelijk te groot vinden. Groepen die bitcoin waardevol vinden omdat zij een betere wereld voor zich zien met Bitcoin, het dagelijks gebruikt voor betalingen, of door bitcoin hun spaargeld veilig kunnen stellen, zullen het energieverbruik eerder accepteren.

De milieu- en energiekosten van mining moeten worden afgewogen tegen de voordelen. Als je vraagtekens zet bij bitcoin vanwege het elektriciteitsgebruik, moet je je ook afvragen: Zal bitcoin de economische groei bevorderen door de handel vrij te maken? Zal dit het tempo van technologische innovatie versnellen? Zal dit leiden tot een snellere ontwikkeling van groene technologieën? Zal bitcoin nieuwe, grensoverschrijdende smart-grid-technieken mogelijk maken?

Bitcoin afwijzen vanwege de kosten, terwijl de voordelen worden genegeerd, is een oneerlijk argument. In feite is elk klimaat-argument van dit type oneerlijk, niet alleen als het om bitcoin gaat. Op dezelfde kan men beweren dat windturbines slecht zijn voor het milieu omdat het maken van de staalconstructie energie kost.

Zie verder Een betere wereld met en door Bitcoin.

"Bitcoin gebruikt net zo veel energie als land X!"

Het energiegebruik van bitcoin wordt vaak vergeleken met die van een land om een indruk te geven hoeveel het is. En dat klopt, het energieverbruik van bitcoin is van het niveau van een land als Nederland (februari 2021). Zie hierboven waarom het bitcoin netwerk veel elektriciteit verstookt.

Dergelijke vergelijkingen zeggen op zichzelf niet veel, want bijvoorbeeld de kerstverlichting in de VS gebruikt ook zo veel als een aardig land.

"Bitcoin gebruikt (vuile) stroom (en draagt daarom bij aan het klimaatprobleem)"

Bitcoins vinden gebruikt veel energie, zie boven.

• Een steeds groter deel van bitcoinmining gebeurt op groene (vooral waterkracht) of anders verspilde (zoals afgefakkeld gas) energie. Russian Oil Drilling Giant Opens a Crypto Mining Farm Run on Gas Energy
• Een groeiend deel van bitcoinmining vindt op afgelegen locaties plaats: IJsland, Siberië, Noord-China. Het argument "die energie had nuttiger aangewend kunnen worden" geldt daarom steeds minder: elektriciteit kan je niet zonder aanzienlijk verlies over grote afstanden transporteren. De elektriciteit opgewekt in Siberië is alleen daar te gebruiken. Bitcoinmining concurreert steeds minder met ander gebruik van dezelfde elektriciteits-bron.

Mining is een zeer concurrerende, dynamische, bijna perfecte markt. Mininginstallaties kunnen bijna overal ter wereld met relatief gemak worden opgezet en afgebroken. De marktkrachten duwen de mijnbouwactiviteit dus voortdurend naar "plaatsen" en "tijden" waar de marginale prijs van elektriciteit laag of nul is. Deze elektriciteitsproducten zijn niet voor niets goedkoop. Vaak is dat omdat de elektriciteit moeilijk te vervoeren of op te slaan is, of omdat er weinig vraag is en een groot aanbod. De anders verspilde energie inzetten voor bitcoinmining is uiteindelijk veel minder verspillend dan zomaar lukraak een mijnbouwinstallatie op het net aan te sluiten.

IJsland produceert bijvoorbeeld een overvloed aan elektriciteit uit hernieuwbare bronnen, maar heeft geen mogelijkheid om elektriciteit te exporteren door zijn afgelegen ligging. Het is denkbaar dat bitcoinminen in de toekomst alleen winstgevend zal zijn in locaties als IJsland en niet op locaties als Midden-Europa waar elektriciteit voornamelijk afkomstig is van kernenergie en fossiele brandstoffen.

De marktwerking zou er zelfs toe kunnen leiden dat de miningindustrie innovatieve oplossingen bedenkt met een effectief elektriciteitsverbruik van nul. Mining produceert altijd warmte die gelijk is aan de verbruikte energie - 1000 watt mijnbouwapparatuur produceert bijvoorbeeld evenveel warmte als een verwarmingselement van 1000 watt dat wordt gebruikt in een elektrische kachel, een warm bad, een boiler of een soortgelijk toestel. Iemand die al bereid is de kosten van elektriciteit te betalen voor de warmtewaarde alleen, zou mijnbouwapparatuur kunnen gebruiken die speciaal ontworpen is om bitcoins te delven, terwijl hij de geproduceerde warmte opvangt en gebruikt, zonder energiekosten te maken buiten wat hij al van plan was uit te geven aan verwarming.

Verder zou je voor een gedeelte kunnen zeggen dat bitcoin juist bijdraagt aan het schoonmaken van de atmosfeer. We noemden eerder al dat het niet uitmaakt waar je bitcoin-mining installatie staat. Bedrijven als Great American Mining of de samenwerking tussen Validus Power en HUT8 maken hier dankbaar gebruik van. Ze gebruiken namelijk gas wat vrij komt bij het boren naar olie, wat normaal gesproken afgefakkeld zou worden. Dat affakkelen betekent dat methaan, een zeer sterk broeikasgas, omgezet wordt naar CO2, een veel minder sterk broeikasgas. Deze bedrijven zorgen er nu echter voor dat dit afgefakkelde gas in een turbine gebruikt kan worden om bitcoin te minen. De milieu-impact hiervan is zelfs kleiner dan nul, omdat het gas wat in een turbine gebruikt wordt een hogere mate van efficiëntie heeft dan het simpelweg affakkelen.

Zie verder

• [https://bitcoinmagazine.com/articles/study-74-percent-of-bitcoin-mining-powered-with-renewable-energy

Study: 74 Percent of Bitcoin Mining Powered With Renewable Energy]

"De stroom wordt niet nuttig gebruikt"

Dit hangt samen met de vraag of je Bitcoin nuttig vindt. Iemand die Bitcoin niet nuttig vindt, kan stellen dat hij het energieverbruik daarom niet-nuttig besteed vindt. Hetzelfde geldt voor iemand die kan zeggen dat de energie van kerstlampjes, netflix kijken, vliegtuigen, en verwarming niet nuttig zijn.

❝If people find that electricity is worth paying for, the electricity has not been wasted. Those who expend this electricity are rewarded with the Bitcoin currency. -- Saifedean Ammous

Wie bepaalt wat 'verspilling' is en wat 'nuttig' gebruik? Bitcoin is nuttig en wordt steeds nuttiger. Het is daarom beter om het te vergelijken met het huidige systeem, zie hieronder.

"Bitcoin en het energieverbruik is niet nodig want [de euro, goud, ...] werkt prima!"

Verschillende mensen hebben verschillende wensen, voor sommigen zal de euro goed (blijven) werken, anderen hebben mogelijk geen toegang tot een goed geldsysteem, hebben last van hun overheid of censuur van hun transacties. Voor die laatste groepen geldt dat Bitcoin (en daarmee het energiegebruik) nodig is.

Daarnaast kost goud, overheden en het bankensysteem [veel meer energie dan Bitcoin].

Zie verder Mythes.

"Een bitcointransactie kost [zo veel] energie/kWh!"

Deze bewering wordt vaak gemaakt door (ten onrechte) het totale hoeveelheid stroomverbruik in een bepaald tijdsbestek te delen door de totale hoeveelheid transacties in die periode. Dit is echter een verkeerde berekening. Laten we even inzoomen:

• 1 blok bevat ongeveer 1.500 transacties (maar zie verder beneden voor verdere details)
• 1 blok genereert 6,25 nieuwe Bitcoins, de subsidie voor de miner die het blok gegenereerd heeft

De opbrengst aan fees is (medio febr. 2021) 7 miljoen dollar per dag = 30.000 dollar per blok

De opbrengst aan block reward per blok : 6,25x50.000 usd = 31.2500 usd.

De fees brengen voor de miner momenteel dus maar ~ 1/10e op van de block reward.

De reden dat miners bereid zijn zoveel stroom te verstoken is de reward, niet de fees. En de nieuwe Bitcoins worden aan de totale voorraad toegevoegd en kunnen daarna nog honderden jaren gebruikt worden. (Vergelijk dit met een gouden munt: deze kost veel om te delven, maar kan vervolgens letterlijk duizenden jaren gebruikt worden in waardeopslag en -transacties).

Als in 2032 99,2% van de bitcoins gemined zijn, is de blockreward nog maar 0,78125 Btc / blok (een factor 8 lager, 3 halvings na nu). De miners zullen dan hun elekra-kosten voornamelijk met de opbrengsten van de fees moeten bekostigen.

Tegen die tijd is het waarschijnlijk wèl terecht om de stroomkosten van 1 blok om te slaan over de transacties in dat blok. Tenzij de Bitcoin koers dan een factor 8 gestegen is ten opzichte van nu, dus naar zo'n 400.000 usd, want dan is de krimp in block reward geheel gecompenseerd door de koersstijging. Maar, uiteindelijk komt er een moment dat de fees de belangrijkste inkomstenbron voor miners vormen en dan zal het stroomverbruik vermoedelijk een stuk dalen.

Een bitcointransactie is niet te vergelijken met een banktransactie

Een banktransactie versus een bitcointransactie

Als je een banktransactie doet naar een vriend, kost dit inderdaad minder stroom, tijd en geld dan het uitvoeren van diezelfde transactie op het bitcoin-netwerk. Een banktransactie is echter iets heel anders dan een bitcointransactie.

Vertrouwen versus oncensureerbaarheid

Banken berusten op vertrouwen, bitcoin is peer-to-peer en oncensureerbaar. Het energiegebruik is nodig voor decentraal oncensureerbaar geld (Bitcoin).

1 transactie versus meerdere transacties

Een banktransactie heeft maar één transactie in zich. Een transactie op het bitcoin-netwerk kan in theorie een oneindige hoeveelheid transacties achter zich hebben (via custodial solutions, transaction batching, het Lightningnetwerk en liquid network).

Transactie of smart contract?

Uitleg over dat een transactie op het bitcoin netwerk niet eens een normale transactie hoeft te zijn, maar ook een smart contract kan bevatten. Alleen al om deze reden zijn transacties niet vergelijkbaar.

De verschillende lagen van geld

Geld heeft meerdere lagen. Bitcoin is 'base money', zoals goud, en moet dus ook daarmee vergeleken worden. Een banktransactie gebeurt een heleboel lagen bovenop goud of staatsobligaties. Bitcoin heeft dit alles in zich: clearing, overboeken en opslag. Dit kan allemaal in een transactie zitten. Ergo: een bitcointransactie betekent meer dan een banktransactie.

Je kunt een banktransactie ook voor bitcoin gebruiken

Voortvloeisel uit het vorige argument. Je kunt een bitcoin ook bij je bank opslaan, en dan op dezelfde manier als je euro's debiteren en crediteren van je rekening. Op die manier kost een "bitcointransactie" op alle mogelijke manieren exact hetzelfde als je huidige banktransactie. Het is dan echter geen bitcointransactie meer.

Elk nieuwe blok bevestigt 500+ miljoen transacties

Elk nieuwe blok bevestigt op zijn beurt ook de transacties die eerder gedaan zijn, dat zijn er op het moment van schrijven honderden miljoenen. Elke bevestiging zorgt dat historische transacties steeds lastiger uitgegeven kunnen worden.

Een blok maken kost evenveel energie, onafhankelijk van het aantal bitcoin

Hoet doet er niet toe hoe veel transacties er in een blok zitten; elk blok kost even veel energie. Of er nu 10 of 1000 transacties in zitten.

Argumenten voor het energiegebruik van Bitcoin

Zie Een betere wereld met en door Bitcoin

Zie verder

• Op LekkerCryptisch.nl Bitcoin gebruikt veel teveel energie een klimaatramp