23.04.2021

Darum ist der hohe Stromverbrauch ein existenzielles Problem für Bitcoin

Blockchain-Experte Andreas Freitag beleuchtet in diesem Gastbeitrag, wie sich der Energieverbrauch von Bitcoin entwickeln wird - und warum das auch für die Kryptowährung selbst zum großen Problem werden könnte.
/artikel/bitcoin-mining-energieverbrauch
Andreas Freitag ist Blockchain-Berater bei Accenture.
Andreas Freitag ist Blockchain-Berater bei Accenture. | © Andreas Freitag
Andreas Freitag ist Blockchain-Berater bei Accenture und hat in den letzten Jahren diesen Bereich bei Accenture maßgeblich mit aufgebaut. Seine Themenschwerpunkte sind Self Sovereign Identity, digitales Zentralbankgeld und Crypto Custody. 2018 hat der brutkasten mit Andreas eine mehrteilige Videoserie zum Thema Blockchain gemacht. Alle Folgen sind am Ende dieses Artikels verlinkt.

Der Bitcoin-Kurs geht seit Ende 2020 wieder nach oben – und seitdem wird auch der Energieverbrauch der Kryptowährung wieder kontrovers diskutiert. Mein Beitrag fokussiert sich auf den Energieverbrauch für das sogenannte Mining, nicht auf finanz-, regulative, geldpolitische, soziale oder/und politische Aspekte von Bitcoin. Ich habe – so weit es geht – verfügbare, belastbare Zahlen verwendet und Vergleiche gewählt, um die Dimensionen greifbarer zu machen. Alle Zahlen und Annahmen kann man natürlich im Detail diskutieren, aber die Größenordnungen sind korrekt.

Vorweg: Bitcoin ist eine großartige „Erfindung“ und sie fasziniert mich immer wieder aufs Neue. Bitcoin zeigte, dass es möglich ist, ohne eine zentrale Stelle einen Konsens über Informationen (Transaktionen) zu erzielen und Daten defacto unveränderlich abzuspeichern. Dennoch muss die Diskussion über den Energieverbrauch geführt werden.

Aber wieso braucht Bitcoin überhaupt soviel Energie?

Um die Transaktionen unveränderlich abzuspeichern, wurde das Protokoll Proof of Work (PoW) entwickelt. Dies ist das sogenannte mining. Das Mining besteht darin Transaktionen zu prüfen, in einen Datenblock zu schreiben und einen gültigen Hash-Wert zu finden. Mehr Information dazu findet sich zum Beispiel hier „Blockchain Web Series: Teil 1 – Bitcoin und wie alles begann“.

Den Energieverbrauch verursacht das Finden eines gültigen Hash-Wertes. Das Bitcoin-Protokoll legt fest, dass ein Hash-Wert unter einem bestimmten Wert liegen muss. Da ein Hash-Wert eine rein zufällige Zahl ist, kann man einen gültigen Hash-Wert nur durch probieren finden. Im Moment werden in der Sekunde 170.000.000.000.000.000.000 Hash-Werte berechnet. Diese Zahl ist ca. 20 Mal die Anzahl der gesamten Sandkörner auf der Welt.

Wieso steigt der Energieverbrauch?

Das Mining ist ein Rennen zwischen verschiedenen Minern. Je mehr Hash-Leistung ein Miner hat, desto wahrscheinlicher ist es als erster einen neuen gültigen Hash-Wert findet. Jeder Block bringt zurzeit 6.25 Bitcoins und die Transaktionsgebühren. Wenn der Kurs von Bitcoin steigt, ist ein Block mehr wert und die Miner investieren in zusätzliche Hardware, um ihre Chancen zu erhöhen. Leider macht es dadurch das Rennen für alle schwerer. Das Bitcoin-Protokoll berechnet die Schwierigkeit des Hash-Wertes ca. alle 2 Wochen neu – mit dem Ziel, ein Blockzeit von 10 Minuten einzuhalten.

Wie hoch ist der Energieverbrauch jetzt?

Um das zu berechnen, brauchen wir die gesamte Hash-Leistung des Bitocin-Netzwerkes. Das sind zurzeit ca. 170 Mio. TeraHash pro Sekunde, die zuvor genannte Zahl mit den Sandkörnern. Als nächstes benötigt man für die Berechnung die Hash-Leistung der Mining-Hardware.

Anbei eine Liste von beliebter Mining-Hardware mit der Hashleistung (TH/s, Terahash pro Sekunde) und der Leistungsaufnahme. Daraus errechnet sich, wieviel Leistung für ein Terahash notwendig ist. Für die Berechnung verwende ich 60 Watt pro TH/s. Damit kommt man auf 89 Terawatt (TW) pro Jahr. Das entspricht ca. dem Stromverbrauch von Belgien oder Finnland. Bitcoin-Mining benötigt 33 bis 45 Prozent der Energie von allen Rechenzentren auf der Welt kombiniert.

TypWattTH/sW/THs
Antminer S1932509534,21052632
Antminer T1931508835,79545455
Antminer S913201494,28571429
Antminer S712934,73273,3615222
Antminer S55601,155484,8484848
Quelle: Miners.eu

Die Berechnung stellt nur eine Größenordnung dar und kann je nach Annahmen durchaus um 25% abweichen.

Wo wird die Energie verbraucht?

Auf Basis von IP-Adressen kann man feststellen wo das Mining betrieben wird. Der größte Teil entfällt auf China. Man sieht im Anteil am Gesamtenergieverbrauch des Landes, dass in einigen Ländern ein substantieller Anteil auf das Bitcoin-Mining verwendet wird:

LandAnteil am globalen Bitcoin-MiningEnergieverbrauch Land
(Terawattstunden/Jahr)
Energieverbrauch Mining
(TWh/Jahr)
Anteil Energieverbrauch
durch Mining am Gesamtenergieverbrauch
des Landes
China63,25%7.22656,520,78%
USA7,24%3.9906,470,16%
Russia6,90%9656,170,64%
Kasachstan6,17%925,515,99%
Malaysia4,33%1473,872,63%
Iran3,82%2553,411,34%
Kanada0,82%5490,730,13%
Deutschland0,56%5240,500,10%
Norwegen0,48%1240,430,35%
Venezuela0,42%60,386,25%
andere Staaten6,01%   
Quellen: Statista, Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index

Wie geht es mit dem Verbrauch weiter?

Diese Frage ist schwer zu beantworten. Betrachten wir trotzdem folgendes Szenario:

  • der Bitcoin-Preis steigt auf 1 Mio. Euro pro Bitcoin, was eine Steigerung um das ca. 20-fache wäre
  • es gibt ein unlimitiertes Angebot an Mining-Hardware
  • die Energiekosten bleiben gleich

Das beschriebene Szenario würde zu einer 20-fach höheren Belohnung je Block führen und auch zu einem 20-fachen Anstieg der Hash-Leistung und Energieaufwandes. In der Berechnung nehme ich einen 15-fachen Anstieg an, um auf der konservativen Seite zu sein. Das wären 1.340 TW/h und damit rund 6 Prozent des globalen Energieverbrauches!

LandAnteil am globalen Bitcoin-MiningEnergieverbrauch Land (TWh/Jahr)Energieverbrauch Mining (TWh/Jahr)Energieverbrauch des
Bitcoin-Minings am Gesamtenergieverbrauch
des Landes
China63,25%7.226847,7311,73%
USA7,24%3.99097,042,43%
Russia6,90%96592,489,58%
Kasachstan6,17%9282,7089,89%
Malaysia4,33%14758,0339,48%
Iran3,82%25551,2020,08%
Kanada0,82%54910,992,00%
Deutschland0,56%5247,511,43%
Norwegen0,48%1246,435,19%
Venezuela0,42%65,6393,82%
andere Staaten6,01%   
Energieverbrauch in TWh/Jahr / Berechnung beruht auf der realistischen Annahme, dass sich die Verteilung nach Ländern nicht ändert

Wann müssen die Länder den Stecker ziehen?

Ab einem bestimmten Punkt muss ein Land den Stecker ziehen und Bitcoin-Mining verbieten. Ein Land kann nicht zulassen, dass 5 Prozent oder sogar mehr als 10 Prozent seines Stromverbrauchs auf Mining entfällt. Die chinesische Führung beispielsweise bekennt sich dazu, den CO2-Ausstoß einzuschränken und die Anzahl der Kohlekraftwerke zu reduzieren. Ich gehe davon aus, dass der derzeitige Energieverbrauch bereits diskutiert wird. Ab wann zum China Einschränkungen vornehmen wird, kann man nicht sagen. Ich persönlich glaube, das China etwas unternehmen wird, sobald der Verbrauch auf über 1 Prozent des Gesamtverbrauchs ansteigt.

Bitcoin-Miner würden dann in andere Länder ausweichen und diese würden vor demselben Problem stehen. In Europa ist der Stromverbrauch durch Bitcoin-Mining im Moment noch kein großes Problem. Hier würde man aber aus Klimagründen sehr viel früher Einschränkungen durchführen. Eine Ausnahme bei dieser Überlegung sind Länder, die selbst Bitcoin-Mining betreiben – zum Beispiel, um an Devisen zu kommen wie in Venezuela.

Aber wird Bitcoin-Mining nicht mit Überschussenergie aus Wasserkraftwerken betrieben?

In seltenen Ausnahmefällen vielleicht, aber sicher nicht in einem großen Umfang. Es wird eher “Überschussenergie” aus Kohlekraftwerken verwendet. Miner interessiert nur billige Energie und nicht wo sie herkommt. Nur mit billiger Energie sind sie konkurrenzfähig und verdienen Geld. Die folgende Tabelle zeigt die Verteilung der Mining-Power auf die verschiedenen chinesischen Provinzen und die Zusammensetzung der Quellen für elektrischen Strom in den Provinzen:

LandAnteil BTC-MiningEnergieverbrauch Mining (TWh/Jahr)Thermal
(58,45)
Wasser
(19,47)
Solar
(1,38)
Wind
(5,62
)
Atom
(4,43)
Xinjiang35,76%31,9582%5%2%11% 
Sichuan9,66%8,6312%86% 2% 
Nei Mongol8,07%7,2185% 3%12% 
Yunnan 5,42%4,844%91% 5% 
Beijing1,73%1,5595%5%   
Zhejiang0,92%0,8276%5% 1%18%
Shanxi0,67%0,6092%3% 5% 
Gansu0,51%0,4662%22%4%12% 
Qinghai0,26%0,2320%60%18%2% 
Ningxia0,25%0,2282%2%3%13% 
CHINA63,25%56,52     
Quellen: Resources, Conservation and Recycling, Lawrence Berkeley National Laboratory, FT

Man sieht, dass in der Provinz mit der meisten Miningaktivität, Xinjiang, der Strom zu 82 Prozent aus thermalen Quellen kommt, d.h. von fossilen Brennstoffen. Dabei handelt es sich zumeist um Kohle, da in China in den letzten 10 Jahren sehr viele Kohlekraftwerke gebaut wurden, um den Hunger nach billigem Strom zu stillen.

Der Strombedarf kann auch direkte Auswirkungen auf den Bitcoin-Kurs haben, wie sich beim Kurseinbruch vergangenenes Wochenende gezeigt hat. Es wird darüber spekuliert,  dass ein “Blackout” in Xinjiang dafür verantwortlich war. Dort mussten Kohlekraftwerke aufgrund von Überschwemmungen abgeschaltet werden. Wie in der vorigen Tabelle ersichtlich, konzentrieren sich In Xinjiang ca. 36 Prozent der globalen Bitcoin-Mining-Kapazitäten und 82 Prozent des Stroms in der Provinz wird aus fossilen Energieträgern hergestellt.

Quelle: BitInfoCharts

An der globalen Bitcoin-Hash-Leistung kann man den Blackout sehr gut sehen. Die Hash-Leistung ist um 37 Prozent gefallen – das entspricht ungefähr der kalkulierten Mining-Kapazität in Xinjiang. Das legt den Schluss nahe, dass der überwiegende Anteil des Stroms für das Mining in Xinjiang aus Kohlekraftwerken kommt.

Und verbraucht Bitcoin nicht weniger Strom als Visa oder andere Zahlungsdienste?

Falsch. Andere Zahlungsmöglichkeiten brauchen kein Mining und wir betrachten in der Energiediskussion nur Mining. Wenn das so wäre, würde die Welt bildlich gesprochen brennen. Der globale Energieverbrauch durch Rechenzentren ist 200 bis 250 TWh, Bitcoin-Mining alleine liegt bei ca. 90 TWh!

Wie kann man Bitcoin „retten“?

Bitcoin ist „nur“ eine Software. Das heißt: Man kann sie anpassen. Der Nachteil bei Bitcoin ist, dass alle Gruppen, die aktiv im Bitcoin-Netzwerk beteiligt sind, freiwillig updaten müssen. Und hier wird es schwierig: Miner investieren hohe Beträge und das Geschäftsmodell ist auf das derzeitige Protokoll ausgerichtet.

Es geht aber auch anders: Zum Beispiel wurde Ethereum mit dem Ziel entwickelt, den Proof-of-Work-Ansatz durch das sogenannte Proof of Stake (PoS) zu ersetzen. Derzeit wird versucht, den Übergang von PoW zu PoS zu schaffen. Aber auch hier hat man derzeit enorme Widerstände aus dem Netzwerk, da bestehende Geschäftsmodelle gefährdet sind.

Es geht also wieder um das Geld. Meiner Meinung wird es nur zu Änderungen kommen, wenn Bitcoin massiv unter Druck kommt – zum Beispiel durch Mining-Verbote.

Deine ungelesenen Artikel:
09.11.2026

Patent oder Geheimhaltung? Wie das Wiener ClimateTech-Startup sequestra seine IP schützt

Einzigartige Technologie braucht Schutz, um am internationalen Markt zu bestehen. Das gilt vor allem, wenn sie von einem Startup kommt, das noch keine Marktmacht hat. Wir sprachen mit Lukas Höber, Co-Founder und CEO des Wiener Startups sequestra, darüber, wie die Austria Wirtschaftsservice (aws) das Unternehmen im Innovationsschutz unterstützt und warum in manchen Fällen Geheimhaltung der bessere Weg als ein Patent ist.
/artikel/patent-oder-geheimhaltung-wie-das-wiener-climatetech-startup-sequestra-seine-ip-schuetzt
09.11.2026

Patent oder Geheimhaltung? Wie das Wiener ClimateTech-Startup sequestra seine IP schützt

Einzigartige Technologie braucht Schutz, um am internationalen Markt zu bestehen. Das gilt vor allem, wenn sie von einem Startup kommt, das noch keine Marktmacht hat. Wir sprachen mit Lukas Höber, Co-Founder und CEO des Wiener Startups sequestra, darüber, wie die Austria Wirtschaftsservice (aws) das Unternehmen im Innovationsschutz unterstützt und warum in manchen Fällen Geheimhaltung der bessere Weg als ein Patent ist.
/artikel/patent-oder-geheimhaltung-wie-das-wiener-climatetech-startup-sequestra-seine-ip-schuetzt
Lukas Höber ist Co-Founder und CEO von sequestra | (c) sequestra
Lukas Höber ist Co-Founder und CEO von sequestra | (c) sequestra

Auch wenn die Debatte rund um den Klimawandel bekanntlich nicht geradlinig verläuft: Industrieunternehmen auf der ganzen Welt haben sich teils mehr, teils weniger ambitionierte Ziele in der CO2-Reduktion gesetzt. Die Emission des Treibhausgases kann aber nicht in allen Industrien tatsächlich vermieden werden. Überall, wo der CO2-Ausstoß unweigerlich zum Prozess dazugehört, braucht es andere Lösungen. An einer davon arbeitet das Wiener Startup sequestra – brutkasten berichtete bereits mehrmals.

CO2-Abbindung trifft Recycling

„Wir entwickeln Technologien, mit denen man CO2 stabil in mineralischen Reststoffen oder auch Primärmaterialien abbinden kann“, erklärt Co-Founder und CEO Lukas Höber im Gespräch mit brutkasten. Dabei setzt sequestra auf Abfallprodukte, etwa Schlacken, Aschen, Bauschutt oder Bergbauabfälle. „Die enthalten oft mineralische Verbindungen, die CO2 stabil abbinden können. Das sind vor allem Calcium- und Magnesiumverbindungen“, so der Gründer. Diese Stoffe nutzt sequestra in seinen Reaktoren. Das nach dem Prozess verbleibende Material soll dann nicht einfach deponiert, sondern zurück in den Kreislauf geführt werden, etwa im Straßenbau oder der Betonindustrie.

Weltweit einzigartiges Labor bereits im Einsatz

Das ist der Plan. Denn noch stehen keine sequestra-Anlagen bei Industriekunden – so weit will man Ende 2027 sein. Schon jetzt betreibt das Startup allerdings ein weltweit einzigartiges Labor, in dem Stoffe auf die Nutzbarkeit zur CO2-Abbindung untersucht werden können – brutkasten berichtete. „Firmen aus der ganzen Welt schicken uns bereits ihr Material und wir prüfen es“, sagt Höber.

Das Labor von sequestra ist weltweit einzigartig. | © sequestra

Patentschutz mit Unterstützung der Austria Wirtschaftsservice (aws)

Die technologischen Prozesse, die sequestra für all das nutzt, sind komplex. Und sie sind weltweit einzigartig. Gleichzeitig forschen Mitbewerber auf der ganzen Welt an derartigen Lösungen. Der Schutz der IP durch Patente liegt also auf der Hand. „Wir haben bislang drei Patente angemeldet, bei einem vierten sind wir momentan im Prozess“, erzählt Höber. Dabei wird sequestra auch von der Austria Wirtschaftsservice (aws) unterstützt.

Konkret nutzte das Startup zum einen die Förderung der Austria Wirtschaftsservice (aws) „Freedom to Operate“. „Man muss auch bei den eigenen Prozessen wissen, was man machen darf. Wenn ein einzelner Prozessschritt bereits von jemand anderem patentiert ist, hat man ein Problem. Daher müssen Patentanwälte ermitteln, was noch frei ist“, erklärt Höber.

Zum anderen nationalisiert sequestra gerade zwei seiner bestehenden Patente, eines davon in den USA, Kanada und im Vereinigten Königreich, denn im ersten Schritt galten diese nur innerhalb der EU. „Hier fördert uns die Austria Wirtschaftsservice (aws) im Rahmen des Programms aws Innovationsschutz mit 50 Prozent“, sagt der Gründer. „Das ist ein extrem kostspieliger Prozess, die Förderung hilft uns also sehr.“

„In manchen Fällen ist es auch schlauer, etwas nicht patentieren zu lassen“

Ist es damit mit dem Schutz der Technologie getan? „Patente sind für uns sehr wichtig, manche komplexen Prozessabläufe kann man aber gar nicht patentieren und in manchen Fällen ist es auch schlauer, etwas nicht patentieren zu lassen“, erklärt Höber. Denn nicht nur sei die Patentierung ein teurer und sehr zeitaufwändiger Vorgang. „Sobald etwas patentiert ist, ist es öffentlich für alle auf der Welt einsehbar und in manchen Ländern kann der Patentschutz umgangen werden“, so der Gründer.

Die Lösung für diese Fälle? Geheimhaltung. Tatsächlich habe man aktuell nur rund 20 Prozent der eigenen Technologie patentiert, der Rest seien Betriebsgeheimnisse. „Als schnell wachsendes Tech-Unternehmen kann man es gar nicht anders machen“, ist Höber überzeugt. Er gibt ein internationales Beispiel: „SpaceX praktiziert das enorm. Trotz der Größe hat das Unternehmen nur ca. 500 Patente. Der Rest läuft über Geschäftsgeheimnisse, um schnell zu sein.“

Rasante Weiterentwicklung – technologisch und am Markt

Und diese Geschwindigkeit brauche man, denn die technologische Entwicklung geht auch bei sequestra zügig weiter. Ein aktuelles Forschungsprojekt, das auch von der FFG gefördert wird, soll etwa die Einsatzmöglichkeit der Technologie auf ein anderes Level heben. „Im Moment brauchen wir für unsere Reaktoren noch hochreine CO2-Ströme, die nur in bestimmten Verfahren entstehen, etwa in Biogas-Anlagen. Mit diesem Entwicklungsschritt wollen wir auch Abgase verarbeiten können, die einen weit geringeren CO2-Anteil haben“, sagt der Gründer.

Und nicht nur technologisch entwickelt sich das Startup rasant weiter, wie Höber, den wir per Videocall auf einer Konferenz in Südafrika erreichen, erzählt: „Ich spreche hier unter anderem mit Bergbauunternehmen. Danach geht es für mich weiter nach Südostasien. Das Potenzial ist enorm und die Nachfrage nicht nur in Europa hoch.“


Disclaimer: Dieser Artikel ist im Rahmen einer Medienbeauftragung mit der Austria Wirtschaftsservice (aws) entstanden.

Toll dass du so interessiert bist!
Hinterlasse uns bitte ein Feedback über den Button am linken Bildschirmrand.
Und klicke hier um die ganze Welt von der brutkasten zu entdecken.

brutkasten Newsletter

Aktuelle Nachrichten zu Startups, den neuesten Innovationen und politischen Entscheidungen zur Digitalisierung direkt in dein Postfach. Wähle aus unserer breiten Palette an Newslettern den passenden für dich.

Montag, Mittwoch und Freitag

AI Summaries

Darum ist der hohe Stromverbrauch ein existenzielles Problem für Bitcoin

AI Kontextualisierung

Welche gesellschaftspolitischen Auswirkungen hat der Inhalt dieses Artikels?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Darum ist der hohe Stromverbrauch ein existenzielles Problem für Bitcoin

AI Kontextualisierung

Welche wirtschaftlichen Auswirkungen hat der Inhalt dieses Artikels?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Darum ist der hohe Stromverbrauch ein existenzielles Problem für Bitcoin

AI Kontextualisierung

Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Innovationsmanager:in?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Darum ist der hohe Stromverbrauch ein existenzielles Problem für Bitcoin

AI Kontextualisierung

Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Investor:in?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Darum ist der hohe Stromverbrauch ein existenzielles Problem für Bitcoin

AI Kontextualisierung

Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Politiker:in?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Darum ist der hohe Stromverbrauch ein existenzielles Problem für Bitcoin

AI Kontextualisierung

Was könnte das Bigger Picture von den Inhalten dieses Artikels sein?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Darum ist der hohe Stromverbrauch ein existenzielles Problem für Bitcoin

AI Kontextualisierung

Wer sind die relevantesten Personen in diesem Artikel?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Darum ist der hohe Stromverbrauch ein existenzielles Problem für Bitcoin

AI Kontextualisierung

Wer sind die relevantesten Organisationen in diesem Artikel?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

Darum ist der hohe Stromverbrauch ein existenzielles Problem für Bitcoin