Impact van mining op het milieu. Als het impact heeft, hoe kan dat dan verminderd worden?

Er zijn veel verschillende soorten cryptocurrencies. Denk bijvoorbeeld aan Litecoin, NEO, Ethereum en natuurlijk Bitcoin. Deze cryptocurrencies draaien op een blockchain. Binnen deze blockchain worden de transacties die worden gemaakt gevalideerd door de miners. Zij zorgen ervoor dat alles klopt en er niet wordt vals gespeeld. Maar omdat deze miners in een peer-to-peer netwerk werken, kost dat een hele hoop energie. Wat is nou eigenlijk de impact van mining op het milieu? En als het impact heeft, hoe kan dat dan verminderd worden?

Bekijk snel

Het minen van blokken

Laten we eerst even uitleggen waarom het minen energie kost. Dit komt simpel gezegd door het consensus algoritme van cryptocurrencies. Iedere cryptocurrency draait op een blockchain. Aan deze blockchain worden continu nieuwe blokken toegevoegd waar transacties in zitten. Wanneer Jan dus naar Piet 1 Bitcoin stuurt, wordt deze transactie opgenomen in een nieuw blok.

Wanneer de transactie in het nieuwe blok wordt opgenomen, wordt er gecontroleerd of de transactie wel valide is. Heeft Jan wel genoeg Bitcoins om naar Piet te sturen? Heeft Jan een geldig ontvangstadres ingevuld? Dit zijn een aantal punten waarop gecontroleerd wordt. Als er iets fout is, zal de transactie niet worden geaccepteerd, en zal Piet dus ook geen Bitcoin van Jan ontvangen.

Het controleren van de blokken wordt door miners gedaan. Deze miners zijn in feite computers, ook wel nodes genoemd, die continu een wiskundige puzzel aan het oplossen zijn. Die wiskundige puzzel bestaat uit het oplossen van verschillende hashes in de binaire vorm. Op het moment dat de puzzel is opgelost, zijn de transacties gecontroleerd en kan het blok worden toegevoegd aan de blockchain.

De node die het blok uiteindelijk als eerste heeft gevalideerd krijgt hier een beloning voor. Deze beloning is voor iedere blockchain anders. Bij de Bitcoin blockchain krijgen de winnaars bijvoorbeeld Bitcoin.

Dit hele proces wordt het consensus algoritme genoemd. Omdat alle deelnemers van de blockchain blokken kunnen proberen te valideren, is de blockchain decentraal en wordt het een peer-to-peer netwerk genoemd. 

Waarom zou minen impact op het milieu hebben?

Maar nu komt het probleem; er kan maar één groep of persoon de winnaar zijn. Dat betekent dat er dus ook een heleboel verliezers zijn. Stel dat er 10.000 Bitcoin miners actief zijn, dan zijn er dus in feite 10.000 computers/servers de wiskundige puzzel aan het proberen op te lossen om zo de beloning te krijgen. Uiteindelijk zal er zoals gezegd één miner zijn die de wiskundige puzzel heeft opgelost. Er zijn dan dus 9.999 miners die deze puzzel niet hebben opgelost.

Je zou kunnen zeggen dat de energie die zij hiervoor gebruikt hebben verspild is aan niks. De energie die zij hebben geleverd heeft immers geen puzzel opgelost, en ook geen blok gevalideerd. 

De niet-schaalbaarheid zorgt ook voor problemen

Een ander probleem is dat sommige cryptocurrencies niet schaalbaar zijn. Het beste voorbeeld hiervoor is Bitcoin. Steeds meer mensen vinden dat Bitcoin niet schaalbaar meer is door de technologie die deze blockchain gebruikt. Bij Bitcoin zijn er namelijk ontzettend veel miners. Dit komt natuurlijk doordat Bitcoin de grootste en meest bekende blockchain en cryptocurrency is.

Doordat er veel miners zijn, zul je je best moeten doen om een blok te kunnen valideren. Natuurlijk zul je een beetje geluk moeten hebben om de snelste te zijn, maar je kunt er ook zelf wat aan veranderen. Zo kun je er bijvoorbeeld voor kiezen om betere hardware te gebruiken voor het minen. 

Het duurt gemiddeld 10 minuten om een Bitcoin-blok te minen. Dat hebben de makers van Bitcoin namelijk zo ingesteld. In het begin zou je dus met één computer ongeveer 10 minuten bezig zijn met het minen van een blok. Maar wanneer een miner twee computers zou gebruiken, zou het een stuk sneller gaan. En dat gaat het ook. Miners gingen dus steeds betere hardware en software gebruiken om zo snel mogelijk een blok te kunnen minen. Daar hadden de makers van Bitcoin wat op bedacht: de halving.

Bij de halving wordt de benodigde tijd om een blok te minen verhoogd. Als het op een gegeven moment 5 minuten duurt, duurt het na de halving bijvoorbeeld weer 15 minuten. De hardware en software van miners worden steeds beter waardoor het weer sneller kan, en daarna komt er opnieuw een halving. Dit proces gaat zo maar door. Bij een halving wordt de binaire hash simpel gezegd langer, waardoor het meer tijd kost om de juiste oplossing te vinden.

Miners gebruiken dus steeds meer hardware om Bitcoin te minen. Er bestaan op dit moment ook ware mining-farms. Dit zijn grote ruimtes vol met servers die continu Bitcoin aan het minen zijn. Maar wat als zo'n serverruimte nu 24 uur per dag draait, en maar 1 keer per maand een blok kan minen? Dat zou betekenen dat de farm 167 uur en 50 minuten voor niks bezig is met minen.

Het is dus bijna onmogelijk om nog met een normale computer Bitcoin te minen. Bitcoin is niet schaalbaar meer, waardoor huidige miners steeds meer hardware gebruiken om nog mee te kunnen doen in het netwerk. En deze hardware gebruikt ook steeds meer energie.

Hoeveel energie kost het minen daadwerkelijk?

Dat het veel energie kost om crypto te minen staat vast. Maar hoe veel energie kost het daadwerkelijk? Dat zullen we moeten weten voordat we weten of het ook echt zo slecht is voor het milieu als wordt beweerd. We kunnen de hoeveelheid energie dan ook vergelijken met de energie die betaaldiensten als Mastercard, Visa en PayPal gebruiken.

Uit onderzoek is gebleken dat er wereldwijd bij het minen van crypto zo'n 3 tot 15 miljoen ton aan CO2 per jaar wordt uitgestoten. Ook wordt er gezegd dat er in een jaar zo'n 31.3 Terawatt-uren aan elektriciteit voor het Bitcoin netwerk wordt verbruikt.

De grootste uitstoot wordt door China gedaan. Hier wordt energie vooral opgewekt door middel van kolen, en die zijn niet bepaald goed voor het milieu. In China wordt er vier keer zo veel CO2 uitgestoten om een blok te minen dan wanneer het in Canada gebeurt. Het ligt er dus ook nog aan waar de miners van een cryptocurrency zich bevinden. Wanneer een land alleen maar schone energie gebruikt, is het minder erg wanneer daar grote mining-farms zitten.

Vergelijking met andere betaaldiensten

We weten nu dat het er veel energie nodig is om een cryptocurrency te kunnen gebruiken. Maar hoeveel energie is er nodig om een transactie met bijvoorbeeld Mastercard of Visa uit te voeren? Het zou zomaar kunnen dat deze betaaldiensten veel meer energie gebruiken dan Bitcoin. In vergelijking zou het dan dus kunnen zijn dat Bitcoin een veel groenere keuze is dan eerstgenoemde betaaldiensten.

Onderzoekers gaven aan dat Bitcoin ongeveer 550.000 keer meer energie per transactie gebruikt dan Visa. Echter is dat een beetje een vertekend beeld. Bij Mastercard en Visa worden namelijk ontzettend veel transacties van maar een paar euro uitgevoerd. Een Bitcoin transactie bestaat gemiddeld uit $16.000, wat dus een degelijk verschil is. Dit komt doordat het redelijk lang duurt en duur is om een kleine Bitcoin transactie uit te voeren.

Wat zou men kunnen doen tegen de energie die nodig is voor het minen?

Gelukkig zijn er oplossingen die ervoor kunnen zorgen dat er minder energie nodig is om crypto te minen. Er zijn op dit moment tal van blockchains die zich hier helemaal op hebben gefocust.

Een van deze oplossingen is het gebruiken van een consensus algoritme waar miners niet tegen elkaar vechten, maar juist uitgekozen worden. Denk bijvoorbeeld aan Proof of Participation. Bij dit consensus algoritme worden miners door de blockchain uitgekozen om een blok te minen op basis van hoe goed ze meedoen in de blockchain. Ook wanneer je geen grote servers thuis hebt staan kun je nog steeds in aanmerking komen voor het minen van blokken.

Er zijn in dit consensus algoritme dus een bijna geen mensen bezig met het minen van één en hetzelfde blok. Hierdoor wordt er ontzettend veel minder energie gebruikt dan bij een consensus algoritme als Proof of Work of Proof of Stake.

Ook zou er wat aan de schaalbaarheid van blockchain gedaan kunnen worden. Wanneer een blockchain schaalbaar is, hoeven miners niet meer gebruik te maken van grote serverruimtes die continu aan het minen zijn. Dan zouden er ook mensen kunnen meedoen die thuis een simpele computer hebben staan. Zo'n computer verbruikt een stuk minder energie dan een grote farm van servers.

Conclusie

Het minen van cryptocurrencies kan dus impact hebben op het milieu. Dit verschilt per cryptocurrency omdat het consensus algoritme mede bepaald hoeveel kracht er nodig is om een blok te kunnen minen. Ook ligt het aan de plaats van de miners. Een miner in China gebruikt vuile energie die een grotere impact op het milieu heeft dan een miner in Canada. Dit komt doordat energie in China vooral uit kolen wordt opgewekt, en er in Canada een stuk meer groene energie is.

Naast het consensus algorithm is ook de schaalbaarheid een van de problemen die ervoor zorgen dat er steeds meer energie nodig is om bijvoorbeeld Bitcoin te kunnen minen.

Gelukkig zijn er oplossingen. Door als blockchain een consensus algoritme als Proof of Participation te gebruiken, worden miners gekozen om te minen, en zijn er geen duizenden nodes tegelijkertijd hetzelfde aan het doen. Er wordt met zo'n consensus algoritme dus een heleboel minder energie verspild.