RaboResearch - Economisch Onderzoek

Bitcoin ondermijnt Parijsakkoord

Economisch commentaar

Delen:
  • Energieprijzen reflecteren op dit moment niet de bijbehorende CO2-kosten
  • Energiegrootverbruikers hebben de prikkel om zich te verplaatsen naar locaties met de laagste energieprijzen, waardoor de totale CO2-uitstoot hoger is
  • Bitcoin-miners zijn hier een schoolvoorbeeld van, aangezien deze niet geografisch gebonden zijn
  • Zolang er geen mondiaal beleid wordt ingevoerd om CO2-kosten mee te nemen in de prijsstelling van energie zullen schonere alternatieven minder aantrekkelijk blijven

Op dit moment worden de CO2-kosten niet voldoende meegenomen in de energieprijzen, waardoor de prijs van energie vooral afhankelijk is van de productiekosten. Dit probleem geldt voor de totale energieconsumptie in de wereld en niet alleen voor miners van cryptovaluta. Maar aangezien er geen geografische restricties zijn op het minen van cryptovaluta, zullen miners vooral naar de locaties gaan met de laagste energieprijzen. Dit houdt in dat mondiaal invoeren van CO2--beprijzing, zoals belasting, nodig is om te voorkomen dat energieverbruikers, zoals miners, zich vooral gaan vestigen in landen waar de CO2-belasting niet wordt meegenomen in de prijsvorming. Zodra deze milieukosten worden meegenomen in de energieprijs, zal dit minder winstgevend zijn voor de miners. Hierdoor zal de instroom van miners worden afgeremd of zullen ze tenminste meer gebruik gaan maken van schone energie. Het energieverbruik van miners vergroot de bestaande noodzaak om mondiaal beleid door te voeren voor het beprijzen van broeikasgassen.

In Australië heeft blockchainbedrijf IOT Group op 10 april een overeenkomst gesloten met energiebedrijf Hunter Energy om een kolencentrale die in 2014 haar deuren had gesloten weer in dienst te nemen. Dit zou ervoor moeten zorgen dat blockchain-ondernemers Australië gaan overwegen als vestigingslocatie. Voorheen was dit geen optie, omdat de energieprijzen hier te hoog waren. Maar de heropening van de kolencentrale zorgt ervoor dat blockchainbedrijven elektriciteit kunnen afnemen tegen 80 procent van het standaardtarief (Tweakers, 2018). Dit is mogelijk omdat de afnemers direct worden aangesloten op de krachtcentrale, waardoor zij geen netbeheerkosten hoeven te betalen. Hiermee hopen de ondernemers een ‘Silicon Valley’ voor blockchain te creëren in ’the land down under’ (SMH, 2018). Dit soort ontwikkelingen kunnen positief bijdragen aan de ontwikkeling van de technologie, maar zijn nadelig voor het milieu.

Bitcoin is een energie-junkie…

Figuur 1: Bitcoin heeft steeds een hogere dosis elektriciteit nodig om hetzelfde effect te behalen
Figuur 1: Bitcoin heeft steeds een hogere dosis elektriciteit nodig om hetzelfde effect te behalenBron: Digiconomist.net

Op dit moment[1] gebruikt een enkele Bitcoin-transactie circa 930 kWh (Digiconomist, 2018)[2]. Dit zou in Nederland neerkomen op 330 CO2-equivalenten.[3] Het grootste deel van de verbruikte energie is echter afkomstig van Chinese kolencentrales, waardoor de uitstoot neerkomt op circa 450 CO2-equivalenten. De gemiddelde nieuwe personenauto die in Nederland in 2016 werd verkocht heeft een CO2-uitstoot van 106 gram per kilometer (CLO, 2017). Deze auto zou meer dan 4.200[4] kilometer moeten afleggen om dezelfde CO2-uitstoot te produceren als een enkele Bitcoin-transactie. Dit is vergelijkbaar met een rit van Utrecht naar Zuid-Italië en terug.

De totale energieconsumptie door Bitcoin wordt door Digiconomist momenteel geschat op 62 TWh per jaar, vergelijkbaar met de energieconsumptie van Zwitserland. Deze partij verwacht ook dat het totale energieverbruik van Bitcoin in december 2018 zal oplopen naar 120 TWh (grafiek 1). Dit is gelijk aan de totale energieconsumptie van Nederland in 2016 (CBS, 2017).

…Maar waar komt die verslaving vandaan?

Het energieverbruik van de Bitcoin is afkomstig van de manier waarop transacties worden gecontroleerd op de Bitcoin-blockchain. Transacties worden geverifieerd door computers, genaamd miners. Deze bundelen transacties in een blok, om ze vervolgens te controleren. Dit doen zij door een wiskundige puzzel op te lossen, ook bekend als een proof-of-work-vraagstuk. Nadat dit vraagstuk is opgelost, zijn alle transacties in het blok geverifieerd. Vervolgens wordt het blok toegevoegd aan de blockchain en ontvangt de miner een aantal Bitcoin als beloning.

Bij deze methode zijn alle miners aan het racen om zo snel mogelijk een blok op te lossen, aangezien enkel de miner die als eerste een blok oplost een beloning krijgt. Om de kans op een beloning te verhogen, zijn miners samen gaan werken in ‘pools’ om de rekenkracht te bundelen. De beloning voor het oplossen van een blok wordt verdeeld over de deelnemers in de pool, waardoor de beloningen kleiner zijn maar de kans op een beloning toeneemt.

De volgende Bitcoin is van mine

Het aantal miners is niet alleen afhankelijk van de beloning voor het oplossen van een blok, maar ook van de energieprijs. In Australië zijn de eerste stappen gezet om aantrekkelijker te worden voor miners. Maar er zijn andere locaties die veel aantrekkelijker zijn dan Australië. Dit zijn voornamelijk landen met extreem lage energieprijzen, zoals Rusland, maar ook landen zoals IJsland, waar het klimaat het gemakkelijker maakt om computers koel te houden (Cryptocurrencynews, 2018). IJsland is zelfs zo aantrekkelijk geworden voor miners dat het IJslandse energiebedrijf HS Orka verwacht dat de totale energievraag van miners aankomend jaar hoger zal zijn dan die van de hele IJslandse bevolking (BBC, 2018).

Het andere aspect, de beloning voor het oplossen van een blok, is afhankelijk van de huidige prijs van de Bitcoin en het aantal Bitcoin dat wordt uitgekeerd bij het oplossen van een blok. In het begin, rond 2008, kreeg een miner 50 Bitcoin voor een enkel blok. Maar deze beloning wordt gehalveerd na iedere 210.000 blokken. Op dit moment krijgt een miner 12,5 Bitcoin per blok. Dit houdt in dat de huidige opbrengsten per blok 12,5 maal de actuele prijs van een Bitcoin ($ 9.000 op het moment van schrijven) zijn.

De hoge opbrengsten per blok zorgen ervoor dat het voor veel miners aantrekkelijk is om Bitcoin te minen. Doordat meer miners hun rekenkracht inzetten, zou het proces normaal gesproken versnellen waardoor de winsten meegroeien met het aantal miners. Maar het systeem is ingericht om dit te voorkomen. De rekenkracht benodigd om blokken op te lossen is namelijk afhankelijk van de beschikbare rekenkracht in het netwerk. Naarmate de capaciteit van het netwerk omhoog gaat, zal de rekenkracht benodigd voor het oplossen van een blok ook omhoog gaan. Hierdoor blijft het systeem in balans en zal er iedere tien minuten en nieuw blok worden opgelost (Nakamoto, 2008). Met andere woorden, de benodigde energie om een blok op te lossen neemt toe, terwijl de blokken niet sneller worden opgelost.

Hoeveel Bitcoin is Parijs ons waard?

Een oplossing voor het excessieve energieverbruik van deze technologie is een overstap naar een andere methode om de transacties te valideren, namelijk ‘proof-of-stake’. Bij ‘proof-of-stake’ vindt er geen miningproces plaats en is enkel energie nodig om de software te laten werken. Dit zou het energieverbruik van de blockchain significant terug moeten schroeven (Coincentral, 2017). Andere partijen, zoals Ethereum, zijn al bezig om de overstap te maken van ‘proof-of-work’ naar ‘proof-of-stake’ (Forbes, 2018). Maar ‘proof-of-stake’ wordt door experts als kwetsbaarder beschouwd dan ‘proof-of-work’, aangezien er enige mate van centralisatie is. Dit is juist wat de bedenker van Bitcoin wilde voorkomen met ‘proof-of-work’ (Coindesk, 2018). Zodoende moet de afweging worden gemaakt of de voordelen van ‘proof-of-work’ opwegen tegen de enorme energieconsumptie.

De opkomst van Bitcoin en de achterliggende blockchain-technologie kunnen veel gaan betekenen voor de (digitale) wereld. Sommige partijen noemen het zelfs de grootste innovatie sinds het internet (Forbes, 2016). Blockchain biedt namelijk een manier om vertrouwen te krijgen in allerlei transacties, zonder de noodzaak van gecentraliseerde instituten of systemen zoals betalingssystemen of centrale banken. Jammer genoeg komt dit vertrouwen, althans op de manier waarop het nu bij Bitcoin is geïmplementeerd, met een enorm (CO2-)prijskaartje.

Voetnoten

[1] Peildatum 23 april 2018.

[2] Deze partij gebruikt een combinatie van bronnen om deze schattingen te maken, waardoor het op dit moment de meest bruikbare bron is.

[3] Op basis van de verhouding gepubliceerd op milieucentraal.nl.

[4] Dit is gebaseerd op de totale CO2-uitstoot per transactie gedeeld door de gemiddelde uitstoot per verkocht voertuig.

Literatuur

BBC (2018) Bitcoin energy use in Iceland set to overtake homes, says local firm. Bbc.com, 12 februari 2018.

CBS (2017) Trends in Nederland 2017: Energie. Cbs.nl, opgehaald op 23 april 2018.

Coin Central (2017) Could Proof of Stake Eliminate Bitcoin’s Energy Costs? Coincentral.com, 28 december 2017.

Coindesk (2018) Vulnerable? Ethereum's Casper Tech Takes Criticism at Curacao Event. Coindesk.com, 2 maart 2018.

Compendium voor de Leefomgeving (2017) CO2-emissie per voertuigkilometer van nieuwe personenauto's, 1998-2016. Clo.nl, 28 april 2017.

Crypto Currency News (2018) The Cheapest (and Best) Places for Bitcoin Mining. Cryptocurrencynews.com, 16 februari 2018.

Digiconomist (2018) Bitcoin Energy Consumption Index. Digiconomist.net, opgehaald op 23 april 2018.

Forbes (2016) Blockchain: Wall Street's Most Game-Changing Technology Advance Since The Internet. Forbes.com, 11 juli 2016.

Forbes (2018) How Big Is Blockchain's Carbon Footprint? Forbes.com, 24 januari 2018.

Nakamoto, S. (2008) Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.

Sydney Morning Herald (2018) Blockchain to get 'behind the grid' in landmark Australian deal. Smh.com.au, 10 april 2018.

Tweakers (2018) Australië neemt kolencentrale weer in bedrijf voor 'blockchaincentrum'. Tweakers.nl, 13 april 2018.

Delen:

naar boven