“Crypto is slecht voor het milieu” is een van de meest veelgebruikte tegenargumenten voor de ontwikkeling van Bitcoin en cryptocurrency. Iedere bullrun zijn er weer krantenkoppen met teksten zoals "Bitcoin transacties verbruiken meer energie dan complete landen" of "Bitcoin is een klimaatramp!". Maar zijn deze tegenargumenten ook valide? Is Bitcoin slecht voor het milieu?
In dit artikel neem ik je mee in de wereld van Bitcoin, minen en energieverbruik. We gaan kijken naar wat "The King of Crypto" Bitcoin aan energie gebruikt en waar deze energie vandaan komt.
Bekijk snel:
Waar gebruikt Bitcoin stroom voor?
Voordat we onszelf kunnen afvragen of Bitcoin slecht voor het milieu is, is het verstandig om eerst op een rijtje te hebben waarvoor de energie gebruikt wordt.
Laten we bij het begin beginnen: Bitcoin (BTC). Bitcoin is dé godfather van crypto en is de oudste crypto die er bestaat. Het energieverbruik van Bitcoin komt door het type consensusalgoritme dat gebruikt wordt: Proof of Work. Proof of Work is één van de manieren om tot overeenstemming te komen van wat de juiste blockchain is en om ervoor te zorgen dat kwaadwillenden de ketting van blokken niet door de war kunnen brengen.
Bij Proof of Work zijn er miners die de taak hebben om transacties te verifiëren. Dit doet een miner door transacties te bundelen in een blok om deze vervolgens aan de blockchain toe te voegen. In ruil voor het aanmaken van die blokken worden miners beloond met een deel van de transactiekosten.
Miners worden daarnaast ook beloond met een door het Bitcoin-protocol vastgelegde beloning voor het minen van een blok, dat ongeveer iedere 10 minuten plaats vindt: de mijnersbeloning. Die beloning halveert iedere 4 jaar ongeveer en is op dit moment 6,25 Bitcoin per blok. Het zoeken naar deze Bitcoin kost een hoop rekenkracht. Die rekenkracht zorgt voor het energieverbruik van het netwerk.
Nu zal je misschien denken dat het nutteloos is om zo'n hoge rekenkracht nodig te hebben voor het zoeken naar Bitcoin. Deze rekenkracht is echter nodig om het decentrale karakter van Bitcoin te behouden en om de veiligheid van het netwerk te garanderen. Het decentrale karakter van Bitcoin en de veiligheid van het netwerk zijn immers de belangrijkste punten van Bitcoin.
De moeilijkheidsgraad voor het oplossen van de rekensommen wordt moeilijker naarmate meer miners meedoen. Doordat het oplossen van de rekensommen door miners steeds moeilijk wordt, wordt het tegelijkertijd ook moeilijker om een 51% attack op het netwerk te doen. Hoe hoger de moeilijkheidsgraad voor het minen van Bitcoin, hoe meer hashes nodig zijn om de beoogde hash-eis te bereiken. Als gevolg hiervan maakt dit proces het zeer moeilijk en duur voor aanvallers om de meerderheidscontrole te krijgen: een 51% meerderheid van een blockchain-netwerk.
Belangrijk om te weten is dat het energieverbruik niet omhoog gaat door het aantal transacties, maar door de waarde van Bitcoin zelf. Op het moment dat Bitcoin meer waard wordt, gaan er meer miners Bitcoin minen, waardoor de moeilijkheidsgraad van de rekensommen omhoog gaat. Het mijnen van één block moet namelijk op elk moment ongeveer 10 minuten blijven duren.
Het energieverbruik van Bitcoin staat niet vast. Het energieverbruik schaalt dus mee met de prijs:
- Hoge Bitcoin prijs
- Hogere marge voor Bitcoin miners
- Meer miners gaan concurreren voor de mijnersbeloning
- Er wordt meer energie gebruikt in totaal (=de hash rate)
- Verhoogde kosten voor het mijnen van Bitcoin door de verhoogde moeilijkheidsgraad
- Sommige miners zijn niet meer winstgevend
- Hash rate gaat naar beneden
De hashrate volgt dus de prijs: hogere prijs = hogere hashrate = hogere beveiliging.
Het energieverbruik van Bitcoin is dus nodig om het netwerk decentraal, maar vooral ook veilig te houden. Wil je meer weten over Proof of Work? In onderstaande video van AllesOverCrypto legt Matt je uit wat PoW is en hoe het werkt.
Hoeveel energie verbruikt Bitcoin?
Het tegenargument voor Bitcoin, dat een beroep doet op energieverbruik, bestaat al een langere tijd. Dat heeft als voordeel dat er daadwerkelijk onderzoeken gedaan zijn naar het energieverbruik van Bitcoin. Een recent en grootschalig onderzoek op dit gebied is het onderzoek van de Universiteit van Cambridge.
Hieruit is voortgekomen dat Bitcoin wereldwijd zo'n 120 TWh per jaar gebruikt. Dat is vergelijkbaar met het elektriciteitsverbruik van landen als Nederland, Argentinië of Noorwegen. Bitcoin's elektriciteitsverbruik is ongeveer 0,6% procent van de totale elektriciteitsproductie.
Andere, weliswaar kleinere onderzoeken, komen uit op een lager stroomverbruik. Zo komt dit onderzoek uit op ongeveer 46 TWh per jaar. In vergelijking: in een onderzoek van 2013 kwam naar voren dat er wereldwijd zo'n 600 TWh gebruikt wordt voor stand-by apparaten.
Aan de andere kant is Bitcoin een wereldwijd netwerk waarin schaarse waarde goedkoop, decentraal en peer-to-peer verzonden kan worden. De vraag of Bitcoin te veel energie gebruikt is afhankelijk van hoeveel waarde iemand in Bitcoin ziet. Ziet iemand er geen waarde in, dan is de discussie immers zinloos, want dan zou er helemaal geen energie aan 'verspild' moeten worden.
Desalniettemin gebruiken Bitcoin-miners veel energie. De vergelijking met andere landen geeft niet bepaald een duurzaam beeld.
Let op! Hier gaat het dus om elektriciteitsverbruik en niet energieverbruik. Er is namelijk een wezenlijk verschil tussen deze twee.
Zo gebruikt Nederland in totaal rond de 900 TWh per jaar en daar is ongeveer 12 tot 14 procent elektrische energie van. Krantenkoppen met sappige teksten als "Bitcoin verbruikt meer energie dan Argentinië" geven een vertekend beeld, omdat energie een veel groter geheel is dan alleen elektriciteit.
Maar begrijp het niet verkeerd: Bitcoin gebruikt veel elektriciteit. Daar kun je moeilijk omheen. En dat gebruik zal waarschijnlijk nog wel meer worden naarmate de prijs verder omhoog gaat. De verwachting is echter dat het energieverbruik niet exponentieel blijft toenemen zoals dat de laatste 10 jaar heeft gedaan. Dat heeft te maken met de halving.
De 'halving'
Ongeveer iedere vier jaar halveert de mijnersbeloning die miners krijgen voor het minen van een nieuw blok. De tijd die nodig is om zo'n blok te mijnen noemen we de 'blocktime'. Om de blocktime constant te houden, op ongeveer één block per 10 minuten, wordt er een moeilijkheidsgraad gebruikt die moeilijker wordt naarmate er door meer miners gemijnd wordt, zoals eerder al staat aangegeven.
Daarnaast wordt de mijnersbeloning iedere 4 jaar dus ook gehalveerd. Dat wordt de 'halving' genoemd. Op dit moment wordt kunnen miners ongeveer iedere 10 minuten een mijnersbeloning krijgen van 6,25 Bitcoin. Dat aantal wordt gehalveerd tijdens de volgende halving in 2024. De halving zorgt ervoor dat minen minder winstgevend is. Kijkend naar de toekomst wordt de stimulans om te minen daardoor minder naarmate, waardoor vervolgens de hash rate omlaag gaat en er dus minder energie gebruikt wordt.
Waar haalt Bitcoin zijn stroom vandaan?
De hoeveelheid stroom die gebruikt wordt voor het Bitcoin-netwerk is niet de enige maatstaaf waar naar gekeken moet worden. De oorsprong van de energie is misschien wel minstens net zo belangrijk. Zo heb je bijvoorbeeld hernieuwbare energie, ook wel duurzame of groene energie genoemd, die afkomstig van natuurlijke bronnen die constant worden aangevuld. Dit is energie uit wind, waterkracht, zon, bodem, buitenluchtwarmte en biomassa.
De bron van de energie bepaalt uiteindelijk hoe slecht iets voor het milieu is. Als Bitcoin puur op zonne-energie zou draaien dan zou de hoeveelheid stroom hetzelfde blijven, maar dan zou het nauwelijks schadelijk zijn voor het milieu.
Een maatstaaf die vaak gebruikt wordt om te kijken hoe schadelijk iets is voor het milieu, is de carbon footprint. In het Nederlands vertaalt zich dat naar CO2-voetafdruk.
De CO2-voetafdruk is dus afhankelijk van het type energiebronnen waar Bitcoin gebruik van maakt.
Overschot
Voordat we kijken naar de bron van de energie die gebruikt wordt voor het Bitcoin-netwerk, is het belangrijk om te weten dat een vorm van energie, en dus ook stroom, altijd energie verliest op het moment dat deze de bron verlaat. Zo gaat er in Nederland al 5,6% aan energie verloren tijdens het transport ervan. Op wereldwijde schaal is dat 8%, dat goed is voor zo'n 2000 TWh per jaar!
Het overgrote deel van het verlies (70%) is hierbij te wijten aan warmteverlies van elektriciteitskabels en transformatoren. Dit is een natuurkundig principe waar tot nu toe weinig aan te doen is. Om die reden wordt er op lokaal niveau stroom opgewerkt. Zo voorkom je namelijk dat de energie lange afstanden moet overbruggen waardoor er nog meer energie verloren gaat.
Dat klinkt nog logisch en ook wel positief. Het nadeel hiervan is echter dat stroomkosten berekend worden op lokaal niveau, waardoor de energieprijzen per land enorm kunnen verschillen. Zo is de stroom in Denemarken ongeveer €0,31 per kWh, terwijl het in Oekraïne maar €0,04 per KWh is. Dat is 7,5 keer minder duur.
Nu vraag je je misschien af: wat heeft dit met Bitcoin te maken? Het prijsverschil tussen de verschillende landen is voor een groot deel te herleiden naar vraag en aanbod. In Denemarken is er veel vraag naar stroom, en is weinig aanbod, en in Oekraïne is er een overschot aan stroom.
Die overschotten aan stroom in landen als Oekraïne, China en Ijsland, zijn perfect voor, je raadt het al, Bitcoin-miners. Bitcoin-miners zijn namelijk altijd op zoek naar de goedkoopste stroom, want dan groeit hun marge. Bovendien maakt het voor miners niet uit of hun stroom uit Nederland komt of uit Oekraïne, want zodra de stroom gebruikt is door de miners, is deze als het ware omgezet in Bitcoins, die net zo makkelijk en goedkoop naar Nederland gestuurd kunnen worden als naar Australië.
Bovendien kunnen miners overal staan, zowel in de woestijn als in het sneeuwvlaktes; zolang ze maar een simpele internetverbinding hebben.
Een bijkomend voordeel van het vraag- en aanbodspel, is dat het zorgt voor decentralisatie van de miners. Alle miners kunnen namelijk nooit op één plek gevestigd zijn, want dan zou er te veel vraag naar stroom zijn, waardoor de prijs omhoog gaat, wat vervolgens als gevolg heeft dat de miners een kleiner winstmarge hebben.
Hydroelectriciteit
In China, dat een groot deel van de wereldwijde hashrate controleert, bracht het natte seizoen lagere stroomprijzen in provincies met een ontwikkelde hydro-elektrische infrastructuur. Als het in mei begint te regenen lopen de rivieren en dammen in China vrij snel vol. Waterkrachtcentrales bereiken hun piekcapaciteit en produceren meer dan de plaatselijke industrie en huishoudens nodig hebben.
Dat zet de autoriteiten en nutsbedrijven in provincies zoals het zuidwesten van Sichuan ertoe aan de elektriciteitstarieven te verlagen tot slechts 0,03 dollar per kWh, waardoor het verbruik van goedkope en groene energie die door waterkrachtcentrales wordt geproduceerd, wordt gestimuleerd.
En zelfs met die stroomprijs kan het lokale stroomnet niet alle stroomproductie van de waterkrachtcentrales aan. In natte seizoenen produceren deze waterkrachtcentrales tot wel twee keer zoveel energie als dat het lokale stroomnet aankan. Dit overschot aan stroom is perfect voor miners, want zij kunnen de energie altijd wel gebruiken en kunnen overal staan, zolang ze maar een internetverbinding hebben.
Hernieuwbare bronnen
We weten ondertussen dat Bitcoin veel elektriciteit gebruikt (120TWh), maar we weten ook dat de stroom in veel van de gevallen een overschot is van de lokale stroomproductie. De volgende vraag die we kunnen stellen is of de stroom ook groene stroom is, oftewel of deze hernieuwbare energie is.
Groene stroom is elektriciteit opgewekt uit duurzame energiebronnen.
Opnieuw kunnen we hiervoor het onderzoek van de Universiteit van Cambridge raadplegen. Daar komen de volgende cijfers uit voort:
Uit dit onderzoek kwam naar voren dat het grootste deel, namelijk 76%, van de miners, wel deels hernieuwbare energie gebruiken, maar dat er over het geheel van het energieverbruik, maar 39% hernieuwbare energie gebruikt wordt.
Waterkracht wordt in het onderzoek genoemd als de nummer één energiebron. Andere soorten schone energie (b.v. wind- en zonne-energie) staan onderaan, na steenkool en aardgas, die respectievelijk 38% en 36% van de energiebronnen van de respondenten uitmaken. De verdeling hiervan is hieronder weergeven.
Flared gas
Het grote percentage aan gas en kool is op het eerste oog een niet bepaald duurzaam beeld. Gas en kool zijn namelijk geen hernieuwbare energiebronnen. In dit onderzoek wordt er echter geen rekening gehouden met flared gas. Gas flaring, oftewel gasaffakkeling, is de verbranding van gas dat ontstaat bij diverse processen, waaronder de terugwinning van olie. Dit gas is dus een bijproduct van de winning van andere grondstoffen en wordt nergens anders voor gebruikt.
Dit gas dat vrijkomt bij de productie van olie wordt vaak verbrand, vanwege beperkte pijpleidingcapaciteit of omdat het economisch niet voordelig is om het te transporteren. Volgens het onderzoek van IEA, gaat er jaarlijks zo'n 275 miljoen ton aan CO2 de lucht in door gas flaring.
Bitcoin-miners kunnen hier perfect op inspelen omdat de locatie van de miners niet uitmaakt, waardoor het gas niet getransporteerd hoeft te worden. Zij kunnen het gas ter plekke omzetten in stroom om er zo Bitcoin mee te minen. Een bijkomend voordeel hiervan is dat het gas niet meer verbrandt hoeft te worden, waardoor er minder CO2 de lucht in gaat: een win-win situatie.
CO2-voetafdruk van Bitcoin
Aan de energiebronnen hierboven is te zien dat Bitcoin-miners altijd op zoek zijn naar de goedkoopste energie, zodat hun winstmarge groter wordt. Dit heeft als gevolg dat ze op plekken zitten waar er een overschot aan energie is, of waar gas als bijproduct van oliewinning vrijkomt.
De exacte CO2-voetafdruk van Bitcoin is erg moeilijk te bepalen, omdat de hashrate continue veranderd, aangezien de prijs ook erg volatiel is. Zo was de hashrate de afgelopen jaren tijdens de bearmarket een stuk lager dan nu, tijdens de bullmarket.
Het Carbon Footprint of Bitcoin onderzoek uit 2019 komt op een CO2-voetafdruk van 22.9 megaton CO2. Het meer recentere Bitcoin's Environmental Impact onderzoek uit 2021 komt uit op een hogere CO2-voetafdruk van 37 megaton CO2. Het toch wel grote verschil tussen deze twee onderzoeken is goed te verklaren. De prijs van Bitcoin staat nu immers een stuk hoger dan in 2019, waardoor de hashrate ook hoger is.
Nou zeggen deze getallen je waarschijnlijk niet zoveel. Om een vergelijking te maken: Nieuw-Zeeland heeft ook een CO2-voetafdruk van 37 megaton. Tegelijkertijd is het "maar" 20% van de CO2-voetafdruk van Nederland, dat op 182,5 megaton CO2 ligt.
Conclusie
Dus... is het Bitcoin slecht voor het milieu? Het antwoord op deze vraag is volledig afhankelijk van of je Bitcoin waardevol vindt. In sommige artikelen wordt de CO2-uitstoot per transactie van Bitcoin vergeleken met andere betaalsystemen, zoals VISA. Dat is echter appels met peren vergelijken om twee redenen.
Ten eerste is het energieverbruik van Bitcoin niet afhankelijk van het aantal transacties op het netwerk, maar is het afhankelijk van de waarde van Bitcoin.
Ten tweede is Bitcoin veel meer dan alleen puur de transactie. Bij Bitcoin ben jij zelf de CEO van je eigen bank. Er hoeft geen kantoor gebouwd te worden en er hoeft geen personeel betaald te worden om alles op orde te houden.
Samenvattend:
- Bitcoin-miners gebruiken volgens de meest recente onderzoeken tussen de 100 en 120 TWh stroom per jaar, vergelijkbaar met Nederland.
- De stroom is noodzakelijk voor miners om transacties te verifiëren en blokken aan te maken.
- De stroom zorgt tegelijkertijd ook voor de veiligheid en het decentrale karakter van Bitcoin.
- Het stroomverbruik voor miners groeit naarmate de prijs van Bitcoin stijgt en zolang de mijnersbeloningen groot genoeg zijn.
- Verwacht wordt dat de groei van de vraag naar stroomverbruik in de toekomst gaat afnemen omdat de mijnersbeloningen door de halvings dalen.
- Miners kunnen overal staan en zoeken voor economische redenen naar bronnen waar een overschot aan energie is, zoals een waterkrachtcentrale die teveel energie produceert of bij gas dat een bijproduct is van oliewinning.
- Bitcoin-mining zorgt voor innovatie. Bitcoin-miners die tijdens een bearmarket niet innovatief zijn om de goedkoopste energie te vinden, zijn niet winstgevend.
Een eenduidig antwoord op de vraag: 'is Bitcoin slecht voor het milieu?' is er dus niet. Er zijn namelijk nog veel meer industrieën die minstens net zo veel energie gebruiken als Bitcoin, zoals bijvoorbeeld alle stand-by apparaten.
Het is echter wel een feit dat Bitcoin veel stroom gebruikt. Tegenstanders van Bitcoin zullen dit argument snel gebruiken, omdat zij van mening zijn dat Bitcoin überhaupt geen intrinsieke waarde heeft.
Er zijn in dit artikel best wel wat ingewikkelde en technische onderwerpen aan bod gekomen. Hopelijk is het duidelijk en eenvoudig genoeg uitgelegd zodat je het kunt begrijpen. Als je toch nog vragen hebt, nodigen we je graag uit om in onze AllesOverCrypto Facebook groep een balletje op te gooien. Daar zijn AOC’ers en leden van de groep altijd bereid om je vragen te beantwoorden. Zie je daar dan!
Bannerafbeelding van PHOTOCREO Michal Bednarek/Shutterstock
