Bitcoin frisst Quebec

Alexi Hobbs





Auf den ersten Blick wirkt nichts besonders modern an diesem alternden Industriepark in Saint-Hyacinthe, Quebec, etwa 60 Meilen östlich von Montreal. Die Luft ist erfüllt vom Geruch von geröstetem Kakao, der aus einer riesigen Schokoladenfabrik weht und in Sattelschlepper und vergessene Büros sickert. In der Nähe konkurrieren eine audiovisuelle Reparaturwerkstatt und ein landwirtschaftliches Labor, das sich auf den Nachweis von Krankheitserregern in Nutztieren spezialisiert hat, mit einer riesigen stillgelegten Milchverarbeitungsanlage um Platz. Versteckt hinter allen dreien befindet sich ein abgenutztes, niedriges Gebäude, das früher als Lagerhaus für eine Suppenfirma und davor als Windelfabrik diente. Man könnte meinen, auch sie sei mittlerweile vergessen, wären da nicht die auf Neubau hindeutenden Plastikplanen im Inneren und die kleine Flotte glänzender Firmenwagen, die auf dem Parkplatz stehen. Aber der größte Hinweis darauf, dass hier etwas Neues und ausgesprochen Hightech passiert, ist zu hören, wenn man neben diesen Autos steht: ein allgegenwärtiges Summen, weit außerhalb des Gebäudes hörbar, erzeugt von Tausenden von Computern, von denen jeder den gleichen Singular vervollständigt Aufgabe immer und immer wieder, Tag für Tag, ohne Veränderung oder Unterbrechung.

Diese Computer sind Eigentum von Bitfarms, einem der größten Kryptowährungs-Mining-Unternehmen Nordamerikas. Hier in der einst verlassenen Fabrik stehen etwa 7.000 schuhkartongroße Maschinen (Stand April, aber es wird erwartet, dass sie bis Juli auf 14.000 steigen) in einer einzigen, vom Boden bis zur Decke reichenden Reihe, die das Gebäude halbiert. Auf der einen Seite der Stapel sitzt ein Durcheinander von Kabeln und Routern, die an der Rückseite jedes Computers herauskommen und der kalten kanadischen Luft ausgesetzt sind. Auf der anderen Seite dröhnen Tausende identischer Ventilatoren, während sie heiße Luft an einem Haufen leerer Kartons vorbei in den ansonsten leeren Raum drücken. Eine Handvoll geschäftiger Angestellter bewegt sich in dünnen T-Shirts und Jeans mit geröteten Gesichtern zwischen den beiden Seiten. Selbst an einem rauen, grauen Tag ist die Hitze auf der Lüfterseite erdrückend.

Die Kabel und Router hinter jedem Computer sind der kalten kanadischen Luft ausgesetzt. Alexi Hobbs



Das Blockchain-Problem

Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe Mai 2018

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Diese Computer, oft Rigs genannt, sind speziell angefertigt. Sie sind in der Lage, dramatischen Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen standzuhalten, und sind speziell darauf programmiert, nicht nur eine einzige Berechnung millionenfach pro Sekunde durchzuführen, sondern diese Berechnungen rund um die Uhr und ohne Pause zu wiederholen. Sie sind auch Energiefresser: Die 7.000 allein in Saint-Hyacinthe verbrauchen selbst an einem ausverkauften Spielabend konstant mehr Energie als die nahe gelegene Hockeyarena der Montreal Canadiens.

Weltweit sind Millionen dieser Computer in Betrieb, Teil des Kryptowährungsbooms, der 2009 begann. In den zehn Jahren seit der Einführung von Bitcoin fand der größte Teil dieser Mining-Arbeit in Ländern wie China und Rumänien statt, die reichlich Strom und wenig Regulierung bieten . Im Jahr 2016 kündigte Hydro-Québec einen formellen Plan an, um Rechenzentren wie die von Microsoft und Amazon zu werben. Auch Kryptowährungs-Miner riefen an und begannen im September 2017, Vorschläge einzureichen. Das Interesse von ihnen wurde bald überwältigend, mit mehr Anfragen, als das Energieversorgungsunternehmen aufnehmen konnte. Würde Quebec auch nur einen Bruchteil davon akzeptieren, könnte die Provinz durchaus zum neuen globalen Zentrum des Kryptowährungs-Mining werden. Dies hat Fragen darüber aufgeworfen, wie gut das Netz von Hydro-Québec diesen Energiebedarf decken kann, insbesondere im Winter. Unterdessen machen sich Umweltschützer und Befürworter sozialer Gerechtigkeit Sorgen über die ökologischen und kulturellen Auswirkungen dieser Kampagne. Und das wiederum wirft schwierige ethische Fragen über den wahren Wert einer vollständig virtuellen Währung auf.



Wertlose Rätsel

Kryptowährungen sind von Natur aus energieintensiv. Als dezentrale Ledger-Systeme, von denen Bitcoin das größte ist, verlassen sich die meisten für ihre Sicherheit auf einen Ansatz, der als Arbeitsnachweis bekannt ist. Etwa alle 10 Minuten veröffentlicht Bitcoin eine neue Währung im Austausch für die erfolgreiche Lösung von Rechenproblemen, die einen Transaktionsblock verifizieren. Die Teilnehmer tun dies, indem sie die Daten, die diese Transaktionen darstellen, in eine als Hash bezeichnete Codesequenz umwandeln und es immer wieder versuchen, bis sie zu einem gelangen, der bestimmte Kriterien erfüllt. Und obwohl es kein immenses Maß an Raffinesse erfordert – Insider vergleichen den Vorgang mit dem Erraten von Lottozahlen – erfordert es doch eine immense Menge falscher Vermutungen.

Sie lösen im Wesentlichen wertlose Rätsel, die wir mathematisch nicht lösen können, sagt Christian Catalini, außerordentlicher Professor für technologische Innovation am MIT und Gründer des Cryptoeconomics Lab der Universität. Da kann man sich nur brutal reinkämpfen. Und der Muskel hinter dieser Kraft kommt in Form von Elektrizität, die verwendet wird, um die Computer der Bergleute mit Strom zu versorgen.

Ressourcenintensität ist einem dezentralen System wie dem von Bitcoin inhärent, sagt Catalini, weil es auf einem grundlegenden Mangel an Vertrauen zwischen den Teilnehmern basiert. Anstatt von einer Zentralbank wie beispielsweise der US-Notenbank garantiert zu werden, bekämpfen Kryptowährungen wie Bitcoin Betrug, indem sie alle Transaktionen transparent und für alle Teilnehmer überprüfbar machen. Versuche, ein solches Hauptbuch zu manipulieren, müssen selbstzerstörerisch sein.



Im Grunde setzen Sie einen wirtschaftlichen Preis zwischen einem Benutzer und einem Angreifer, sagt Catalini. Wenn jemand das System untergraben will, indem er eine Transaktion vortäuscht oder eine legitime Transaktion rückgängig macht, müsste er eine enorm hohe Menge an Energie und Rechenleistung aufwenden – bis zu dem Punkt, an dem kein rationaler Wirtschaftsakteur dies tun würde, weil die Kosten dafür eine Angriff wäre viel größer als der Nutzen.

Das bedeutet aber auch, dass legitime Transaktionen viel Energie aufwenden müssen, um ihre Gültigkeit zu beweisen.

David Malone ist Senior Lecturer an der Maynooth University in Irland, wo er sich auf die mathematische Modellierung von Netzwerksystemen spezialisiert hat. Die aktuelle globale Bitcoin-Hash-Rate, also die Gesamtzahl der Mining-Berechnungen, beträgt etwa 25.000.000.000.000.000.000 pro Sekunde oder 25 Millionen Terahashes pro Sekunde. Das ist ein Anstieg von 300.000 Terahashes pro Sekunde vor nur vier Jahren, und es wird erwartet, dass die Zahl in den kommenden Monaten und Jahren weiter steigen wird. Berücksichtigen Sie den zusätzlichen Energieverbrauch, der zum Kühlen der Computer erforderlich ist (sie können bei Temperaturen über 40 °C nicht funktionieren), und Malone schätzt, dass allein Bitcoin zu jedem beliebigen Zeitpunkt so viel Strom verbraucht wie die gesamte Nation Irland. Und obwohl Bitcoin die größte Proof-of-Work-Kryptowährung ist, ist es bei weitem nicht das einzige Spiel in der Stadt: Bei der letzten Zählung waren fast 1.500 in Betrieb, jede mit ihrem eigenen Energiebedarf.



25.000.000.000.000.000.000

(25 Millionen Terahashes) n. a
Die ungefähre Gesamtzahl von nBerechnungen pro Sekunde, die dem Bitcoin-Mining gewidmet sind

Ohne Zweifel ist Strom der größte Kostenfaktor für jeden Bergbaubetrieb. Um profitabel zu sein, müssen landwirtschaftliche Betriebe Strom günstig beziehen können. Das ist ein wichtiger Grund, warum China den Mining-Boom anführt: Die Strompreise liegen an manchen Standorten bei nur drei Cent pro Kilowattstunde. Aber die zunehmende staatliche Regulierung und die Sorge, dass die Netzressourcen zur Neige gehen könnten, veranlassen viele Miner, dort nach anderen Orten zu suchen, an denen sie sich niederlassen können. Die wachsende Besorgnis über Chinas Beitrag zum Klimawandel beschleunigte diesen Exodus nur noch, da Bergbauunternehmen versuchten, potenziellen Investoren gegenüber als umweltfreundlich zu werben.

China ist seit Jahren weltweit führend bei den Treibhausgasemissionen. Das liegt zum Teil daran, dass es die bevölkerungsreichste Nation ist. Das liegt aber auch daran, dass China den größten Teil seines Stroms aus Kohle erzeugt, die eine der schmutzigsten Energieformen ist. Die Vereinigten Staaten, derzeit das zweitbeliebteste Land für das Schürfen von Kryptowährungen, beziehen den Großteil ihres Stroms ebenfalls aus fossilen Brennstoffen. Wenn man den Rest der Bergbaubetriebe auf der ganzen Welt hinzurechnet, emittiert die Industrie laut Digiconomist, der führenden Clearingstelle für Kryptowährungen und Energiekonzerne, jährlich etwa 29.000 Kilotonnen Kohlenstoff. Das ist mehr, als Afghanistan, Kroatien, Kenia oder Panama jährlich produzieren.

Dies ist auch ein wichtiger Grund, warum Pierre-Luc Quimper, der Gründer von Bitfarms, alle fünf seiner Bergbaubetriebe in Quebec angesiedelt hat, wo er sich auf Wasserkraft verlassen konnte, um seine 20.000 Computer zu betreiben. Quimper und seine Kollegen bei Bitfarms waren seit 2009 in verschiedenen Funktionen mit Kryptowährung beschäftigt. Sie schlossen sich zusammen und gründeten Ende 2017 sowohl das Unternehmen als auch seine Mining-Einrichtungen – gerade rechtzeitig für den Boom in Quebec.

Wir verbrauchen viel Energie, sagt Quimper. Es muss sauber sein. Wenn wir einen Fußabdruck in der Umwelt hinterlassen, ist das schlecht.

Hydro-Québec pries seine Wasserkraft als ideale Lösung an: eine saubere, erneuerbare Energiequelle, die in großen Mengen bereitgestellt werden kann. Es behauptet, dass die Energie, die es für Kryptowährungs-Mining-Operationen bereitstellt, überschüssig ist – zusätzliche 100 Terawatt an Energie mit geringen Auswirkungen, die das Versorgungsunternehmen in den nächsten zehn Jahren erzeugen kann.

Aber die Behauptung, dass diese Energie grün ist, wird zunehmend kritisch untersucht, insbesondere von Naturschutzbiologen. Sie sagen, die Auswirkungen seien viel zu hoch für jede weitere Industrie, geschweige denn für eine, die nichts als Bitcoins produziert.

Millionen Hektar unter Wasser

Wasserkraft, die fließendes Wasser nutzt, um Turbinen anzutreiben, die Strom erzeugen, ist unbestreitbar sauberer als Kohle und andere aus fossilen Brennstoffen erzeugte Elektrizität. Dennoch erzeugt auch sie nachweisbare Umweltauswirkungen. Einer der größten ist der Schaden, der durch die Stauseen verursacht wird, die gebaut wurden, um eine Wasserversorgung bereitzuhalten. An Orten wie Quebec überholen diese Stauseen oft bestehende Wälder, die zu den effizientesten Konvertern und Bankern von Kohlenstoff auf dem Planeten gehören. Und wenn Bäume unter Wasser verfaulen, setzen sie den Kohlenstoff, den sie gespeichert haben, als Methan frei – ein weitaus stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid.

Eine Sturzflut von Bergleuten

Sie setzen Hunderttausende und schließlich Millionen Hektar unter Wasser, sagt Jeff Wells, Naturschutzbiologe und Forscher an der Cornell University. Er war der Hauptautor einer Studie aus dem Jahr 2011 über die Auswirkungen der Industrialisierung auf die nördlichen Wälder. Sie bringen ein Treibhausgas in die Atmosphäre und stoppen die Fähigkeit dieses Gebiets, mehr Kohlenstoff in das System aufzunehmen, fügt er hinzu. Sie haben ein ganzes Ökosystem verloren.

Forscher haben die CO2-Auswirkungen der Wasserkraft weltweit berechnet. Ihre Schätzungen deuten darauf hin, dass die Industrie jedes Jahr immer noch über 9.000 Kilotonnen Kohlendioxid plus mehr als 150 Kilotonnen Methan erzeugen würde, wenn das gesamte Kryptowährungs-Mining auf diese Energiequelle verlagert würde.

Und während Wasserkraftwerke in kühleren Klimazonen tendenziell weniger Kohlenstoff und Methan freisetzen als ihre tropischen Gegenstücke, haben sie ihre eigenen einzigartigen Umweltpreisschilder. Die als boreale Wälder bekannten nördlichen Ökosysteme binden nicht nur Kohlenstoff. Ihre Flüsse liefern das Wasser, das den Großteil des arktischen Meereises bildet, und es wird angenommen, dass sie für wichtige Meeresströmungen verantwortlich sind, die Wasser transportieren und globale Wettermuster bestimmen. Da Staudämme wie die von Hydro-Québec in der Regel weit von Ballungszentren entfernt sind, erfordern sie auch umfangreiche Installationen von Übertragungsleitungen und Transformatoren. Diese wiederum können die Lebensräume von Wildtieren stören, Vögel töten und invasive Arten einführen.

Marc-Antoine Pouliot, ein Sprecher von Hydro-Québec, versicherte mir, dass vollständige Umweltverträglichkeitsstudien abgeschlossen sind, bevor mit dem Bau eines neuen Damms begonnen wird. Er sagte, das Versorgungsunternehmen führe eine vollständige Analyse aller neuen Blockchain-Operationen durch, und wenn Aktualisierungen des Netzes erforderlich seien, sei das Unternehmen für deren Finanzierung verantwortlich. Die einzige Sorge, sagte er, sei, wie man den konstanten Energieverbrauch dieser Operationen während der bestehenden Spitzennutzungszeiten – wie den kanadischen Wintern – handhabt.

In Quebec heizen Privatkunden ihre Häuser mit Strom. Folglich kann die Nachfrage sehr hoch sein, wenn die Temperatur einige Tage lang unter -20 °C liegt, sagte er. Wir analysieren jetzt die Auswirkung der Blockchain auf unseren Winterpeak. Eine der Lösungen könnte darin bestehen, Blockchain-Unternehmen zu verpflichten, die Aktivitäten im Winter auszusetzen.

In einer Branche, in der jeder Tag Zehntausende von Dollar oder mehr wert sein kann, bleibt abzuwarten, ob externe Bergleute für diese Art von Lösung zugänglich wären.

Dieser in sich geschlossene Pod wurde entwickelt, um den Kühlbedarf beim Krypto-Mining zu reduzieren. Alexi Hobbs

Wells würde gerne weniger massive Dammkomplexe sehen, nicht mehr. Ich beginne bereits mit der Idee, dass es keine gute Idee ist, ein funktionierendes System zu zerstören, das buchstäblich Teil der Lebenserhaltung des Planeten ist, sagt er. Von diesen Plätzen gibt es immer weniger. Es für Kryptowährung oder eine spekulative Technologie zu tun, scheint völlig rücksichtslos zu sein.

Bergleute wie Quimper haben jedoch Einwände gegen die Vorstellung, dass Kryptowährung unbewiesen oder ein vorübergehendes Experiment ist. Blockchain, sagt er, ist ebenso wie Netzwerkserver und das Internet selbst eindeutig hier, um zu bleiben. Und die Betankung mit Wasserkraft bleibt der umweltfreundlichste Weg, um dem sprunghaft ansteigenden Interesse an Anwendungen wie Kryptowährungen gerecht zu werden. Er weist auf zusätzliche Vorteile hin, die Unternehmen wie seines bieten: Die fünf Betriebe von Bitfarms haben jeweils ansonsten verlassene und verfallende Lagerhäuser und Fabriken in Gemeinden in ganz Quebec zurückgewonnen. Sie haben Ressourcen in die lokale Wirtschaft gesteckt und Einwohner eingestellt, um dort zu arbeiten.

Und weitere Innovationen, verspricht er, stehen am Horizont, um die CO2-Emissionen weiter auszugleichen.

Nicht weit vom Mining-Betrieb Bitfarms Saint-Hyacinthe entfernt hat ein kleines Startup-Unternehmen namens K.E. Inc. will ändern, wo und wie Kryptowährungen in Nordamerika abgebaut werden. Sein Gründer, Fooad Nejad, hat sich bei Kühlsystemen für Rechenzentren einen Namen gemacht. Als neue Bergbaubetriebe begannen, sich mit ihm in Verbindung zu setzen, um eine effiziente Kühlung für ihre Farmen zu schaffen, entwickelte er eigenständige modulare Gehäuse, die bis zu 1.200 Computer aufnehmen können. Die Computer benötigen immer noch die gleiche Menge an Energie, sagt Nejad, aber ein rezirkulierendes Lüftungssystem senkt den Heiz- und Kühlbedarf. Die Pods, die Schiffscontainern ähneln, können überall aufgestellt werden und erfordern keine Nachrüstung oder andere Kosten, die mit der Neuverkabelung alter Gebäude verbunden sind. Sie können auch leicht angepasst werden, um die von den Computern erzeugte Wärme zu leiten. Nejad sagt, es sei nicht schwer, sich vorzustellen, dass sie Gebäude beheizen oder Gewächshäusern erlauben, das ganze Jahr über Pflanzen für warmes Wetter wie Tomaten und Erdbeeren anzubauen, selbst in Quebec.

Leere Kartons

Wie groß werden also die Auswirkungen von Blockchain-Anwendungen wie Kryptowährungen auf unserem Planeten sein? Das hängt davon ab, ob zukünftige Blockchains weiterhin den energiefressenden Proof-of-Work-Ansatz verwenden.

Eine Alternative ist als Proof of Stake bekannt. Anstatt die Leute zu bitten, ressourcenintensive Rechenrätsel zu lösen, verlangt ein Proof-of-Stake-System von den Emittenten, Kapital als Garantie zu hinterlegen. Ende letzten Jahres kündigte das Blockchain-Konsortium Ethereum Pläne an, für sein Kryptowährungs-Mining auf ein Proof-of-Stake-System umzustellen. Wenn es erfolgreich ist, wird es das erste seiner Art sein und könnte durchaus zu einer Abkehr der Branche vom Arbeitsnachweis führen.

Aber bis dahin wachsen Betriebe wie Bitfarms weiter. Diese Haufen leerer Kartons in der ehemaligen Windelfabrik von Saint-Hyacinthe? Sie verpacken alle neuen Computer, die das Unternehmen in seine Betriebe aufgenommen hat.

Kathryn Miles ist freiberufliche Autorin und Autorin von vier Büchern, darunter Quakeland: Auf dem Weg zu Amerikas nächstem verheerenden Erdbeben .

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