Umweltfreundliche Kryptowährungen? Zusammenführung von Ethereum verringert Stromverbrauch um 99 %

Die Zusammenführung von Ethereum und warum Proof-of-Stake weniger Energie benötigt

Die Ethereum Foundation plant seit mindestens 2016, Ethereum auf einen Proof-of-Stake-Konsensmechanismus umzustellen, und die Konzepte der Entwickler haben sich im Laufe der Zeit geändert und weiterentwickelt. Dies bedeutet, dass Ethereum PoS, wie es 2016 (und sogar noch früher) konzipiert wurde, sich von der jetzigen Umsetzung unterscheidet.

Dennoch sind die Grundlagen leicht zu verstehen. In der Vergangenheit wurden bei Ethereum Transaktionen und neue Blöcke durch Miner validiert, die Mining-Geräte verwendeten, die große Mengen an Zahlen verarbeiteten. Nun wird das Netzwerk Validatoren einsetzen, die einfach Ethereum (ETH) für die Blöcke staken, die sie validieren wollen. Sie benötigen hierfür lediglich herkömmliche Computer, auf denen die neueste Ethereum-Software läuft, wodurch der Stromverbrauch gesenkt werden kann.

Stromverbrauch von Ethereum vor der Zusammenführung (in TW/h pro Jahr). Quelle: Digiconomist

Die Validierung von Blöcken auf der Basis der am meisten gestakten ETH mag zunächst riskant erscheinen, aber der Einsatz von Geld verhindert unredliches Verhalten. Das liegt daran, dass Ethereum 2.0 (wie die Proof-of-Stake-Version von Ethereum einst genannt wurde) einen Stake von mindestens 32 ETH erfordert, was bedeutet, dass die Validatoren Gefahr laufen, eine beträchtliche Geldsumme zu verlieren, wenn sie sich als unredlich erweisen. Und genau das passiert mit unredlichen Validatoren, deren gestakte ETH vernichtet werden.

Es sollte auch erwähnt werden, dass mit dem Verscwinden von Proof-of-Work und teuren, energieintensiven Mining-Geräten auch der finanzielle Anreiz wegfällt, in noch leistungsfähigere Mining-Ausrüstung zu investieren. Wie die Branche bei Bitcoin und anderen Proof-of-Work-Münzen gesehen hat, entwickelt sich zwischen den Minern ein Wettrüsten darum, wer die leistungsstärksten Mining-Chips beschaffen und damit die meisten Blockprämien erhalten kann. Dies ist ein Rezept für eine Umweltkatastrophe, wobei der Stromverbrauch von Bitcoin infolgedessen steigt.

Quelle: Digiconomist

Mit der Zusammenführung hat Ethereum die Antminer, Whatsminer und andere leistungsstarke Mining-Chips abgeschafft. Das Einzige, was jetzt noch Strom verbraucht, sind der Mining-Algorithmus und die (normalen) Computer, die diesen ausführen. Dadurch ist Ethereum nicht nur weniger energieintensiv als Bitcoin und dessen frühere PoW-Version, sondern auch weniger verschwenderisch als Netflix und PayPal.

Quelle: Ethereum.org

Praktisch gesehen wird dies einen Anreiz für eine stärkere Beteiligung am Ethereum-Netzwerk schaffen. Denn in der Vergangenheit musste jeder, der Blöcke validieren und Mining-Prämien erhalten wollte, in immer teurere Mining-Ausrüstung investieren, was unter Umständen abschreckend gewirkt hat.

So liegen die Produktionskosten für einen einzigen Bitcoin nach Angaben von Capriole Investments derzeit bei knapp 27.000 USD, was bedeutet, dass die Miner im Verhältnis zum Kurs von Bitcoin derzeit Geld verlieren. Ethereum-Validatoren müssen sich darüber keine Gedanken machen, da die Kosten für die Validierung von Transaktionen für sie nun äußerst gering sind und die Transaktionen wahrscheinlich konstant rentabel sein dürften.

Bitcoin-Kurs (grün) im Vergleich zu den Gesamtproduktionskosten (lila). Quelle: TradingView/Capriole Investments

Was ein verbesserter grüner Leistungsnachweis für Ethereum und Kryptowährungen bedeutet

Es ist wahrscheinlich keine Überraschung, dass Menschen innerhalb und außerhalb der Ethereum-Community vom um 99,9 % geringeren Stromverbrauch sehr begeistert sind. In der Tat sind Prahlereien im Zusammenhang mit der Umstellung von Ethereum auf Proof-of-Stake ein halbwegs regelmäßiger Bestandteil der Diskussionen rund um Kryptowährungen auf Twitter geworden.

Quelle: Twitter

Nicht nur auf Twitter finden sich Kommentare zur historischen Zusammenführung von Ethereum. Auch die Mainstream-Medien schenken der Umstellung auf Proof-of-Stake zunehmend Aufmerksamkeit. Eine wachsende Zahl seriöser Medien veröffentlicht Artikel, die alle darin übereinzustimmen scheinen, dass diese Umstellung für die Kryptowährung von großer Bedeutung ist.

So veröffentlichte The Economist am 6. September einen Artikel mit dem Titel „The future of crypto is at stake in Ethereum’s switch“ (Die Zukunft von Kryptowährungen steht auf dem Spiel). Insbesondere wurde im Artikel festgestellt, dass Ethereum durch die Zusammenführung energieeffizienter wird und auf gutem Wege ist, nützlicher und skalierbarer zu werden.

An einer wichtigen Stelle dieses Artikels heißt es: „Die Auswirkungen auf die [CO2]-Emissionen werden so groß sein, als wäre der Strom in den Niederlanden über Nacht abgeschaltet worden … Noch wichtiger ist, dass die Zusammenführung, sollte sie erfolgreich sein, darauf hindeutet, dass Ethereum die Fähigkeit zur Selbstverbesserung besitzt und damit Tür und Tor für weitreichendere Veränderungen geöffnet werden.“

Im weiteren Verlauf des Artikels räumt der Autor von The Economist ein, dass „der Zusammenschluss ein Schritt in Richtung einer viel nützlicheren Technologie sein wird“ und dass die Upgrades nach der Umstellung „auf die Verbesserung von Umfang und Effizienz abzielen werden“, einschließlich der späteren Einführung von Sharding.

Wie wird die Welt das neue energieeffiziente Design von Ethereum aufnehmen?

Nicht nur die Finanzmedien haben sich zum neuen, energieeffizienteren Ethereum geäußert.  Der linksgerichtete Guardian veröffentlichte Ende August einen ähnlichen Artikel, in dem (ebenfalls) die Senkung des Stromverbrauchs um 99 % als Schlagzeile angeführt wurde. Er enthält zustimmende Aussagen des Ökonomen Alex de Vries, der unter dem Namen „Digiconomist“ Stromverbrauchsschätzungen für Bitcoin und Ethereum veröffentlicht und mittlerweile zu einem der schärfsten öffentlichen Kritiker von Bitcoin avanciert ist.

Er äußerte sich gegenüber der Zeitung wie folgt: „Sie könnten den eigenen Strombedarf wesentlich reduzieren. Ich arbeite daran, dies genauer zu quantifizieren, aber eine Reduzierung um mindestens 99 % (wahrscheinlich sogar 99,9 %) sollte möglich sein.“

Diese Medien waren bisher kaum Befürworter von Kryptowährungen, und der positive Bericht über die Zusammenführung stellt daher einen sehr bedeutenden Gesinnungswandel dar. Bezeichnend ist auch, dass diese Berichte mit anhaltender Kritik an Bitcoin und dessen fortgesetzter Abhängigkeit von dem energieintensiven Proof-of-Work-Konsensmechanismus einhergehen.

„De Vries schätzt, dass das Bitcoin-Netzwerk jährlich 130 TWh Strom verbraucht, eine Menge, die immer schwieriger zu verteidigen sein wird, wenn die [E]thereum-Blockchain zeigt, dass dieselben Fähigkeiten auf umweltfreundliche Weise erreicht werden können“, heißt es im Artikel des Guardian.

Zusätzlich zur Umstellung von Ethereum auf Proof-of-Stake fällt die anhaltende Abhängigkeit von Bitcoin von PoW in eine Zeit, in der die Stromrechnungen in weiten Teilen der entwickelten Welt exorbitant hoch sind. Diese Tatsache wurde von Kommentatoren, die im Bereich der Kryptowährung tätig sind, nicht vernachlässigt.

Quelle: Twitter

Es scheint tatsächlich so, dass die Umstellung von Ethereum auf PoS den Impuls für einen Vorstoß gegen Bitcoin und Proof-of-Work geben wird. Dies zeigt sich nicht nur in Artikeln von Universitätsforschern, die erklären, dass „ein globales Durchgreifen von Aufsichtsbehörden gegen Proof-of-Work-Mining erforderlich ist“, sondern auch in ersten Schritten seitens der Regierungen (einschließlich der US-Regierung) zur Regulierung des Stromverbrauchs und der CO2-Emissionen von Kryptowährungen.

Es ist jedoch höchst fraglich, ob der Schritt von Ethereum letztlich dazu führen wird, dass Bitcoin eine ähnliche Änderung erfährt. Dies könnte möglicherweise passieren, vor allem, wenn es mit regulatorischen und behördlichen Maßnahmen einhergeht, die PoW in den meisten großen Ländern unerwünscht machen, und es würde Kryptowährungen zweifellos noch umweltfreundlicher machen, als sie es jetzt nach der Zusammenführung sein werden. Angesichts der Tatsache, wie sehr die meisten Bitcoin-Befürworter und Maximalisten das Proof-of-Work-Verfahren verteidigen, scheint dies jedoch im Moment unwahrscheinlich.

Wahrscheinlicher ist jedoch, dass der wachsende Druck auf Bitcoin die Miner dazu veranlassen wird, verstärkt auf erneuerbare Energien zurückzugreifen. Dieser Prozess ist bereits seit einigen Jahren im Gange. Die jüngste und aussagekräftigste Studie über den Stromverbrauch beim Bitcoin-Mining – die Global Cryptoasset Benchmarking Study der Cambridge University – zeigt, dass 76 % der Bitcoin-Miner im Jahr 2020 erneuerbare Energien (in unterschiedlichem Umfang) als Teil ihres Energiemixes nutzen (gegenüber 56 % im Jahr 2019).

Die letzte Fassung der Studie ergab, dass 39 % des Bitcoin-Minings mit grüner Energie betrieben werden, sodass hier definitiv noch Spielraum nach oben besteht. Jüngere Daten des (zugegebenermaßen interessierten) Bitcoin Mining Council zeigen jedoch, dass dieser Anteil bis zum 4. Quartal 2021 auf 58,5 % gestiegen ist. Da Ethereum mit dem Proof-of-Stake-Verfahren weiter Druck auf Bitcoin ausübt, könnte dieser Prozentsatz in den kommenden Jahren sogar noch weiter ansteigen, was die Behauptung untermauert, dass Kryptowährungen Investitionen in erneuerbare Energiequellen ankurbeln.

Die Zusammenführung könnte die Stimmung im Bereich der Kryptowährungen verändern

Letztendlich ist der Wechsel von Ethereum zu PoS ein großer Gewinn für Ethereum und die gesamte Kryptowährungsbranche. Wenn sich die Einstellung der Öffentlichkeit gegenüber Kryptowährungen ändert, wird dies möglicherweise mehr Menschen dazu ermutigen, sich mit diesem Bereich zu beschäftigen.

Dies wird durch die Wahrnehmung von NFTs, Web3 und dem Metaverse untermauert. Als diese im Jahr 2021 erstmals an Bedeutung gewannen, kam es zu einer Welle negativer Reaktionen auf ihre potenziellen Umweltauswirkungen, da die meisten NFTs und Web3/Metaverse-Plattformen auf Ethereum basierten.

Schauen Sie sich nur die Artikel an, die im Jahr 2021 in prominenten Medien wie Wired, The New York Times, The Verge, Time, CBS, The Independent, The Guardian und CNN veröffentlicht wurden und in denen die Kosten von NFTs in Bezug auf Energieverbrauch und CO2-Emissionen angeprangert wurden. In Anbetracht der Tatsache, dass Ethereum – und seine Layer-Two-Lösungen – etwa 63 % des gesamten Krypto-Ökosystems ausmachen, was den Gesamtwert betrifft, sind derartige Vorwürfe nicht mehr wirklich stichhaltig. Zumal die anderen 37 % größtenteils von konkurrierenden Plattformen (z. B. Avalanche, Tron und Solana) abgedeckt werden, die bereits auf Proof-of-Stake beruhten.

Die Auswirkungen werden zwar nicht sofort spürbar sein, aber es ist bereits erkennbar, dass ein Wandel der Meinungen und Wahrnehmungen bereits eingesetzt hat. Die Mainstream-Medien werden Kryptowährungen im Laufe der Zeit weniger kritisch und positiver gegenüberstehen, was dazu führen wird, dass mehr Einzelpersonen und Unternehmen dazu übergehen werden, auf die eine oder andere Weise in den Kryptowährungsmarkt einzusteigen.

Dass die Sorge um den Klimawandel das Engagement in Kryptowährungen beeinträchtigt hat, zeigen die wenigen Umfragen, die bisher zu diesem Thema durchgeführt wurden. So ergab eine im Oktober 2021 von YouGov in Großbritannien durchgeführte Umfrage, dass die Briten ein Verbot von Kryptowährungen zur Bekämpfung des Klimawandels mit einer Mehrheit von 43 % zu 18 % befürworten.

Source: YouGov

Dies verdeutlicht, dass die Klimabedenken einen Einfluss auf Kryptowährungsanlagen in der breiten Öffentlichkeit ausüben, während sie zweifelsohne auch für institutionelle Anleger ein Thema sind. Das liegt daran, dass ESG-(Environmental, Social and Governance)-Investitionen in den letzten Jahren immer üblicher geworden sind, was bedeutet, dass viele Unternehmens- und institutionelle Anleger, die ESG-Richtlinien befolgen (und das sind die meisten), von Anlagen in Bitcoin (und Ethereum) aufgrund der Umweltauswirkungen von PoW abgeschreckt worden sein dürften. Laut einer Umfrage von EY vom November 2021 gaben rund 74 % der institutionellen Anleger an, dass sie sich von Unternehmen abwenden werden, die bei ESG-Maßnahmen versagen.

Auch die Europäische Zentralbank hat im Juli dieses Jahres einen Bericht veröffentlicht, in dem sie davor warnt, dass die Funktionsweise bestimmter Kryptowährungen wie Bitcoin eine unverhältnismäßig große Menge an Strom benötigt, die mit der öffentlichen und privaten Umweltpolitik und den Zielen in den Bereichen Umwelt, Soziales und Governance (ESG) in Konflikt gerät.

Mit anderen Worten: PoW war in der jüngsten Vergangenheit wahrscheinlich ein Hindernis für mehr institutionelle Anlagen in Ethereum. Dies ist nicht mehr der Fall, da institutionelle Anleger ihre Investitionen in Ethereum bereits in den Wochen vor der Zusammenführung erhöht haben.

Einem Bericht von CoinShares vom August zufolge stürzten sich Institutionen auf Ethereum, als sie sich von Bitcoin trennten, wobei die Kryptowährung sieben Wochen lang ununterbrochen Zuflüsse verzeichnete (insgesamt 159 Mio. USD zu dieser Zeit). Natürlich ist Bitcoin nach wie vor die wichtigste Kryptowährung in Bezug auf das von Institutionen verwaltete Vermögen, aber die jüngste Entwicklung in den letzten paar Monaten deutet auf eine deutliche Veränderung in der Zukunft hin.

Die Grafik zeigt, dass Ethereum monatliche Nettozuflüsse verzeichnete, während Bitcoin Nettoabflüsse zu verzeichnen hatte. Quelle: CoinShares

Wie einige Ethereum-Befürworter schon seit einiger Zeit vermuten, könnte die Zusammenführung dazu beitragen, das viel beschworene „Flippening“ herbeizuführen, bei dem Ethereum in puncto Marktkapitalisierung und anderen Kennzahlen zu einer wichtigeren Kryptowährung als Bitcoin wird. Sollte dies geschehen, würde sich das öffentliche Image der Kryptowährung möglicherweise noch weiter verbessern, da der wichtigste Coin in diesem Bereich viel umweltfreundlicher wäre als der bisher wichtigste.

Quelle: Twitter

Die geschichtliche Rolle von Ethereum

Es sollte betont werden, dass das, was Ethereum mit der Zusammenführung erreicht hat, in der Geschichte mehr oder minder beispiellos ist. Diese Behauptung klingt vielleicht etwas hochtrabend, aber es kommt selten vor, dass eine große Plattform – die einen Gesamtwert von 35,26 Mrd. USD aufweist (mit einem Rekordwert von über 110 Mrd. USD) – so weit überarbeitet wird, dass ihr Stromverbrauch um sage und schreibe 99 % sinkt.

Natürlich macht die besondere Natur der Blockchain-Technologie – und der alternative Ansatz, den der Proof-of-Stake-Konsens bietet – eine solch drastische Verringerung leichter handhabbar, aber im Vergleich zu anderen Versuchen der Ökologisierung in anderen Teilen der Welt wirkt sie dennoch beeindruckend. Um das vielleicht markanteste Beispiel zu nennen: Die weltweiten CO2-Emissionen brechen weiterhin jedes Jahr neue Rekorde (mit der wenig überraschenden Ausnahme von 2020), und das trotz des wissenschaftlichen Konsenses über die globale Erwärmung und der breiten öffentlichen Befürwortung sinnvoller Maßnahmen.

Was die einzelnen Länder betrifft, so haben sich viele fortgeschrittene Volkswirtschaften das Ziel gesetzt, bis 2050 „CO2-neutral“ zu werden, doch sind sie noch weit davon entfernt, dieses Ziel zu erreichen. Das Vereinigte Königreich wird sein Ziel, die CO2-Emissionen bis 2030 um 57 % (im Vergleich zu 1990) zu senken, voraussichtlich nicht erreichen. Bis zum Ende dieses Jahrzehnts muss das Land seine Emissionen um weitere 32 % verringern, obwohl die Regierung nur eine Verringerung um 10 % erwartet.

Quelle: CAIT/UK Parliament

Viele große Unternehmen haben sich ebenfalls Netto-Null-Ziele für das Ende dieses Jahrzehnts gesetzt (z. B. Apple, Microsoft), und einige haben dieses Ziel bereits erreicht (z. B. Facebook, Salesforce). Unabhängig davon werden sie ihren Gesamtenergieverbrauch nicht um 99 % senken, was die Leistung von Ethereum umso beeindruckender und einzigartiger erscheinen lässt (obwohl andere Coins bereits auf PoS basieren).

Die Zusammenführung von Ethereum ist aus ökologischer Sicht ein so wichtiges Ereignis, dass es nicht nur Druck auf Bitcoin ausüben wird, mehr erneuerbare Energien zu nutzen (und möglicherweise eine eigene Änderung des Konsensmechanismus in Erwägung zu ziehen), sondern in den kommenden Jahren auch Druck auf andere Bereiche der Wirtschaft ausüben könnte. Dazu gehört auch das globale Bankensystem, das laut einem Bericht von Galaxy Digital aus dem Jahr 2021 rund 263,72 TWh Strom pro Jahr verbraucht. Das ist mehr als das Doppelte des Verbrauchs von Bitcoin und mehr als das Dreifache des Energieverbrauchs von Ethereum vor der Zusammenführung.

Quelle: Galaxy Digital

Interessant ist dabei, dass Ethereum durch den Einsatz von Proof-of-Stake letztlich dazu beitragen könnte, Druck auf den Finanzsektor (und andere Sektoren) auszuüben, effizientere Technologien einzuführen.

Dazu gehören Blockchains wie Ethereum. In diesem Zusammenhang ist es von Bedeutung, dass ein im April veröffentlichter Bericht des IWF zu folgendem Schluss kommt: „DeFi hat das Potenzial, Finanzdienstleistungen mit noch größerer Effizienz anzubieten […] DeFi hat die niedrigsten Grenzkosten im Vergleich zu etablierten Anbietern sowohl in fortgeschrittenen als auch in aufstrebenden Volkswirtschaften, was auf die höchste Kosteneffizienz hinweist.“

Und da Ethereum die größte Plattform für DeFi-Apps ist, scheint es, dass dessen historischer Wechsel zu Proof-of-Stake eine wichtige Grundlage für den weiteren Vormarsch von Kryptowährungen in den Massenmarkt darstellt. Ja, die Zusammenführung ist nur der Anfang eines langen Prozesses, um Ethereum skalierbarer und effizienter zu machen. Es ist jedoch der wohl wichtigste Schritt von allen, da er zeigt, dass wesentliche Verbesserungen an einer großen Blockchain-Plattform vorgenommen werden können und sollten.