Krypto-Mining erfordert nachhaltige Rechenzentren

China hat kürzlich einen wichtigen Beitrag zum Krypto-Mining geleistet. So wurde die Hälfte der weltweiten Konkurrenten über Nacht ausgeschaltet. Es ist ungewöhnlich, dass sich staatliche Behörden auf diese Weise in eine lukrative Branche einmischen – doch China ist eben China. Der Schritt, Bitcoin-Mining-Unternehmen zu verbieten und andere Unternehmen, die diese Industrie unterstützten, zu zwingen, ihre Kryptowährungsgeschäfte einzustellen, hatte enorme Auswirkungen auf den Weltmarkt.

Unternehmen, die nie aufgehört haben, Hash-Blöcke für Kryptowährungen zu verarbeiten, und um denjenigen konkurrierten, der die kleinste Hexadezimalzahl finden konnte, die kleiner war als das Ziel jedes Blocks, profitierten sofort in mehrfacher Hinsicht. Zum einen, weil viele ihrer größten Konkurrenten ihren Betrieb einstellten. Dadurch wurde es wahrscheinlicher, dass diejenigen, die im Spiel blieben, erfolgreich sein würden. Und zum anderen, weil dadurch der Schwierigkeitsgrad des Netzes sank und die Verarbeitung einfacher wurde. So erreichte er Mitte der 2020er Jahre das Niveau von heute.

Um den zweiten Punkt zu verstehen, muss man wissen, wie das Bitcoin-Verarbeitungsnetzwerk funktioniert, das von der Person hinter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto in einem Papier von 2008 geschaffen wurde. Grundsätzlich muss eine Person, die am Mining-Netzwerk teilnehmen möchte, vor ihren Konkurrenten eine Zahl finden, die einen Block mit einer oder mehreren Transaktionen validiert und authentifiziert. Dadurch wird verhindert, dass eine Person, die die Währung besitzt, sie mehr als einmal für verschiedene Zwecke verwendet. Der Gewinner dieses Schrittes erhält einen Kryptowährungswert für seine Dienstleistung.

Der Komplexitätsgrad dieser Zahlen nimmt jedoch im Laufe der Zeit absichtlich zu, da die Konkurrenz wächst und Tag und Nacht mit immer leistungsfähigeren Maschinen schürft. China hat, indem es alle Konkurrenten ausgeschaltet hat, das Spiel für die Verbliebenen einfacher gemacht.

Die jüngste Aufforderung – und Strafverfolgung – der chinesischen Regierung an Mining-Unternehmen, ihre Tätigkeit im Land einzustellen, und an andere Branchen, die Kryptowährungen nicht mehr zu unterstützen, hat ebenfalls zu einer massiven Abwanderung von Unternehmen in andere Länder geführt. Sie hat dadurch einen großen Einfluss auf die für das Mining benötigte Rechenleistung.

Der Schwierigkeitsgrad für die Verarbeitung von Kryptowährungen wird alle vierzehn Tage angepasst, um die durchschnittliche Verarbeitungszeit bei zehn Minuten zu halten. Auf der Grundlage der Rechenleistung des Netzwerks, die mit der Einstellung des Betriebs in China drastisch gesunken ist, wurde der Schwierigkeitsgrad bei der letzten Anpassung so weit gesenkt, dass derjenige, der das Mining durchführt und das Rennen um den Block-Hash gewinnt, bei gleichem Arbeitsaufwand wie im letzten Jahr Münzen im Wert von mehr als dem Dreifachen dessen erhält, was er damals verdient hätte.

Hinzu kommt, dass mit den niedrigeren Schwierigkeitsgraden Computer, die veraltet waren und in diesem Jahr ersetzt werden sollten, eine Rettungsleine erhalten haben. Und China hat viele davon, die jetzt zu Liquidationspreisen in mehrere Länder exportiert werden. Das Problem für diejenigen, die Mining betreiben wollen, besteht also nicht darin, die Geräte zu bekommen, sondern einen Ort zu finden, an dem sie installiert werden können – mit niedrigen Energiekosten und leistungsfähigen Kühlsystemen.

Kasachstan hat bereits mehrere dieser Unternehmen mit offenen Armen empfangen, da das Land niedrige Energiekosten hat und nah an der Grenze Chinas liegt. Laut dem Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index ist Kasachstan das viertgrößte Land für das Krypto-Mining mit einem Anteil von sechs Prozent an der weltweiten Hash-Rate. Auch die USA haben angedeutet, dass sie chinesische Mining-Unternehmen und Rechenzentren beherbergen können ­– und wollen. So wie der Bundesstaat Maryland, der bereits mehr als drei Tonnen Ausrüstung aus China erhalten hat, und die Stadt Miami, mit ihrem Angebot an billigem und reichlich vorhandenem Atomstrom.

Energieverbrauch

Die Debatte rund um die ökologischen Auswirkungen des Krypto-Minings, die von starken Meinungen auf beiden Seiten geprägt ist, hat nicht nur die Frage des Energieverbrauchs von Rechenzentren und Mining-Zentren in den Fokus gerückt, sondern auch andere technische und regulatorische Fragen aufgeworfen, die sich hieraus ergeben. Dies hat die Länder dazu veranlasst, radikale Maßnahmen zu ergreifen, um lukrative Unternehmen an Land zu ziehen – oder vom Markt auszuschließen.

Das Problem des Energieverbrauchs scheint gut erörtert zu sein, doch es gibt noch immer kaum konkrete Lösungen. Während Miner von Kryptowährungen wie Ethereum bereits ihre Absicht bekundet haben, auf erneuerbare Energiequellen umzusteigen, und auch einige Bitcoin-Mining-Pools dies tun, kämpft Bitcoin selbst noch immer um einen Konsens.

Die Rechenzentrumsbranche hat diese Phase der Kritik bereits vor zehn Jahren durchlaufen. Damals wurde sie wegen ihres hohen Verbrauchs an fossiler Energie stark kritisiert. Heute ist sie jedoch der Sektor mit dem höchsten Anteil an erneuerbaren Energien auf dem Planeten, mit Microsoft, Facebook, Google und Amazon Web Services als den Unternehmen, die am meisten Solar- und Windenergie kaufen.

Es ist daher zu erwarten, dass sich ein ähnlicher Wandel in der Kryptowährungsindustrie vollziehen wird. Dies wird jedoch nicht so schnell geschehen, da das Mining eine etwas andere Struktur erfordert als ein normales Rechenzentrum. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Rechenzentren, die die Serververarbeitung nach Bedarf ausrichten, neigen Unternehmen, die Kryptowährungen schürfen, dazu, so viel Kapazität wie möglich aus ihrer Recheninfrastruktur herauszuholen. So verbrauchen sie enorme Mengen an Energie für die Verarbeitungs- und Kühlgeräte.

Gewöhnliche Rechenzentren müssen jederzeit verfügbar sein – mit Redundanz und Backup-Ausrüstung für die sofortige Wiederherstellung im Falle eines Ausfalls. Mining-Zentren sind in diesem Fall nicht in ähnlicher Weise beeinträchtigt, so dass sie keine Leerkapazitäten benötigen und in der Regel 24 Stunden am Tag und 365 Tage im Jahr alles nutzen, was sie haben.

Wenn man dem Manifest der Bitcoin Clean Energy Initiative Glauben schenken darf, könnte die Stärke der Kryptowährungsindustrie selbst ein Hebel sein, um die Umstellung des weltweiten Energieverbrauchs auf nachhaltigere Quellen zu beschleunigen. Das Papier weist jedoch auf drei offene Fragen hin, die angegangen werden müssen, wenn ein solches Ziel erreicht werden soll. Die erste ist die Entwicklung von Energiemanagementprogrammen und -diensten, mit denen in Echtzeit über die beste Nutzung der verfügbaren Ressourcen entschieden werden soll. Die zweite ist die Schaffung von Energie- und Miningmärkten, um interessierte Unternehmen wie Entwickler, Miningunternehmen und Finanziers zusammenzubringen. Schließlich sollte die Herstellung von Spezialchips (ASICs) ausgeweitet werden, damit die im Mining eingesetzten Maschinen die besten Ergebnisse mit dem geringsten Energieverbrauch erzielen können.

Wie auch immer der Einsatz erneuerbarer und nachhaltiger Energiequellen in Miningdatenzentren aussehen wird, die Einstiegshürden sind jetzt niedriger. Billigere Maschinen – die mehr Strom verbrauchen als modernere, teurere – haben sich durchgesetzt und werden es neuen Wettbewerbern ermöglichen, auf der Suche nach dem Kryptowährungspreis ins Spiel zu kommen.

Auch haben sich nicht alle chinesischen Konkurrenten komplett aus dem Spiel zurückgezogen. Viele verlagern ihren Standort und positionieren sich neu, um von anderen Ländern aus auf der Suche nach billiger Energie und milderen Vorschriften stärker zurückzukommen, wie dieses Rechenzentrum in Sibirien und sein „grünes“ ma-Nicht-Troppo-Energieangebot. Aber das ist eine andere Diskussion.