DBC Deep Dive: Bitcoin energieslurper of aanjager van de energietransitie?
Dit artikel is onderdeel van de reeks #DBCDeepDives over Digital assets en Web 3.0 in samenwerking met LekkerCryptisch
Jarenlang hebben bitcoin-critici het decentrale geldsysteem betiteld als energieslurper. Toch steken er steeds meer verhalen de kop op waarin bitcoin juist als aanjager van de energietransitie fungeert. Maar hoe zit het nu werkelijk in elkaar?
Bitcoin heeft als essentie dat de regels vastliggen in de broncode en dat niemand dit kan wijzigen. De uitvinding van bitcoin maakt voor het eerst mogelijk om iets digitaals te bezitten zonder afhankelijk te zijn van een derde partij. Bitcoin gebruikt hiervoor proof-of-work als consensusmechanisme. Bij proof-of-work bewijst de partij die een nieuwe set transacties toevoegt aan de blockchain dat die een bepaalde hoeveelheid rekenwerk heeft gedaan. Alle andere deelnemers aan het bitcoinnetwerk kunnen deze uitgave vervolgens met minimale inspanning van hun kant bevestigen. Transacties worden dus niet goedgekeurd door een centrale autoriteit zoals de centrale bank maar door het netwerk zelf. Het rekenwerk om transacties aan de blockchain toe te voegen wordt mining genoemd.
Bitcoin en schaarste
Het totale aantal bitcoins dat uitgegeven zal worden is begrensd op 21 miljoen. Deze schaarste moet er volgens bitcoiners voor zorgen dat bij gelijkblijvende vraag de waarde niet langzaam afneemt, zoals bij de euro en de dollar wel het geval is. Anders gezegd, als over een jaar of tien vrijwel alle bitcoin in omloop is, dan is de munt niet onderhevig aan inflatie zoals ons huidige geld. Volgens bitcoin-aanhangers kun je de munt daarom goed gebruiken om te sparen voor later.
Energieverbruik
Positieve geluiden dus, maar er zijn ook kritische noten. Als je het over bitcoin hebt, komt het gesprek onherroepelijk op het energieverbruik. Om de verontwaardiging kracht bij te zetten vergelijkt men dan het totale energieverbruik van het bitcoin-netwerk met het elektriciteitsverbruik van een klein land. Of men deelt het totale energieverbruik door het aantal blockchaintransacties en stelt dan dat bitcoin ongeschikt is als betaalsysteem, alle tweedelaagsoplossingen zoals het lightningnetwerk negerend.
Maar ook zonder de wat twijfelachtige wijze van presenteren is het verbruik reden tot alertheid. Want al is de 90 TWh per jaar maar 0,05% van de totale wereldwijde energieproductie, in tijden van energietekort en een ambitieuze energietransitie ligt elke kWh onder het vergrootglas. In veel analyses wordt alleen gekeken naar dat ene getal, het aantal TWh energie dat het netwerk gebruikt, de optelsom van al het energieverbruik van de miners. Maar is het wel verstandig om alle miners op één hoop te gooien? Wat zie je als je wat verder inzoomt op dit energieverbruik?
Het is belangrijk om genuanceerd te blijven kijken en ook de externaliteiten mee te nemen wanneer je bitcoin evalueert. Externaliteiten zijn de onbedoelde neveneffecten die niet verwerkt zijn in de prijs. Deze externaliteiten kunnen zowel positief als negatief zijn. Als bitcoiner moet je geïnteresseerd zijn in deze externaliteiten.
Een genuanceerde blik
Als je het energieverbruik van miners bestudeert, blijken de miners onderling flink te verschillen. Als je dit uitsplitst kom je miners met verschillende externaliteiten tegen. Maar wat zijn dan die externaliteiten? Negatieve externaliteiten zijn bijvoorbeeld koolstofuitstoot, e-waste en een instabiel energienetwerk.
In Kazachstan zitten bijvoorbeeld miners die energie gebruiken van kolenmijnen. Deze miners zorgen voor veel vervuiling en CO2 uitstoot. Ze gebruiken zoveel energie dat ze het lokale energienetwerk verzwakken ten koste van gewone huishoudens en onverantwoord omgaan met hun afval. Kortom veel negatieve externaliteiten en een bevestiging voor veel bitcoin-critici.
Daar staan de miners tegenover die heel anders te werk gaan, zich verantwoordelijk voelen voor hun effect op de wereld om hen heen en soms zelfs een negatieve koolstofuitstoot hebben. Zo zijn er miners die methaan afvangen en dit omzetten in CO2 of helpen bij het stabiliseren van het energienetwerk. Dit zijn de miners met positieve externaliteiten.
Door al het verbruik van diverse miners op één hoop te gooien verdwijnt de nuance tussen de miners. En als deze nuance verdwijnt volgt al snel de redeneerlijn: stijgt de koers dan stijgt het aantal transacties vervolgens stijgt het energieverbruik. Met als conclusie bitcoin-mining moet stoppen. Een genuanceerde blik op mining is dan ook noodzakelijk voor een objectieve beoordeling van de externaliteiten.
-----------------------------------------------------------------------
Onderzoek Oxford
Oxford heeft onderzoek gedaan naar de Bitcoin Mining Council (BMC), een groep miners die vrijwillig kennis uitwisselen om te kijken hoe duurzaam ze bezig zijn. Ongeveer 40% van alle miners wereldwijd is aangesloten bij de BMC, die vooral bestaat uit grote bedrijven uit de VS en Noorwegen. In het onderzoek wordt het energieverbruik vergeleken met het energieverbruik van andere sectoren. Het blijkt dat bij de leden van de BMC 66% van hun energieverbruik van duurzame energie afkomstig is. Als je dit breder trekt naar alle miners, ook buiten de BMC, dan is naar hun inschatting 58% van al het energieverbruik van mining afkomstig van duurzame energie.
-------------------------------------------------------------------------
Er zijn miners met positieve externaliteiten die methaan omzetten in CO2. Methaan komt vrij bij het uit de grond halen van olie, smelten van permafrost, bij veeteelt of bij afvalwater/huisafval. Methaan is een sterk broeikasgas en het afvangen van methaan is dan ook een heel belangrijke bijdrage aan het verminderen van het broeikaseffect. Methaan heeft een tientallen malen sterker opwarmend effect dan CO2. Als je dus methaan uit de lucht filtert en omzet in CO2 behaal je enorme klimaatwinst. Dit doen miners onder andere op olievelden en boorplatforms. Maar er zijn ook projecten die varkensmest of vuilnisbeltgas omzetten in CO2 door het gebruik van mining of in Indonesië waar in een project afvalwater wordt gebruikt om bitcoin mee te minen. Die miners hebben een negatieve koolstofuitstoot waardoor zij de opwarming van de aarde juist vertragen en daarmee een positieve externaliteit van bitcoinmining zijn.
Een andere positieve externaliteit van mining is het gebruik van de uitzonderlijke flexibiliteit van bitcoinminers voor het stabiliseren van het elektriciteitsnetwerk.
Een steeds groter deel van onze energiemix bestaat uit intermittent energy, waarbij de beschikbaarheid van de energieopwekking door de dag heen fluctueert, zoals zon en wind. Teveel daarvan is lastig, omdat de plaats en het moment van productie regelmatig verschillen van de plaats en het moment van consumptie. Opslaan en verplaatsen van elektriciteit is erg moeilijk.
Netbeheerders worstelen zo vaak met deze uitdaging dat de bijbehorende grafiek een eigen naam heeft gekregen: de Duck Curve. Op het ene moment wordt het energienet overladen met energieaanbod, zonder dat er veel vraag is. Terwijl op een ander moment de vraag piekt, zonder bijbehorende piek in aanbod.
bron: Square
Op sommige momenten betalen de energieproducten afnemers om de energie af te nemen, of juist tijdelijk niet af te nemen. Kostbaar voor de maatschappij. Bitcoinmining kan hier worden ingezet om overschotten en tekorten op te vangen, door de apparatuur op verzoek snel uit te zetten of juist een tandje op te schalen. Miners kunnen hun energieverbruik namelijk dimmen of in flits uitzetten. Bitcoinmining zou zo kunnen helpen om het aandeel van duurzame energie in de energiemix omhoog te krijgen.
----------------------------------------------------------------------------
Pilot Texas
Jack Dorsey van Block is samen met het bedrijf Blockstream betrokken bij een pilot in Texas. De bedrijven bouwen een bitcoinmijn in de Amerikaanse staat Texas. Het is de bedoeling om te onderzoeken of het realiseerbaar is om bitcoin te delven op 100 procent duurzame energie. De installatie zal helemaal draaien op zonne-energie. En er wordt gebruik gemaakt van onder meer een megabatterij van elektrische wagenfabrikant Tesla.
-----------------------------------------------------------------------------
Als alle miners zouden minen met positieve externaliteiten dan zou bitcoin-het-netwerk netto een positieve waarde geven zelfs als bitcoin-de-munt zelf waardeloos zou zijn. Maar hoe ga je er voor zorgen dat er alleen bitcoins worden gemined met positieve externaliteiten? En hoe bereken je eigenlijk de externaliteiten? We bespreken drie mogelijkheden: transactietoerekening, brontoerekening en vermogenstoerekening.
Bij transactietoerekening wordt de hoeveelheid gebruikte energie per transactie berekend. DNB-medewerker en klimaatactivist Alex de Vries is een voorstander van deze manier van benaderen. Hij rekent het totale verbruik om naar een aantal kWh per transactie. Er is echter veel kritiek op deze manier van benaderen, onder andere door Cambridge. Het laat namelijk alle transacties die op bovenliggende lagen worden gedaan buiten beschouwing. Denk aan het lightningnetwerk of via financieel dienstverleners.
Bij brontoerekening wordt er gekeken waar de munten vandaan komen. Maar deze manier van berekenen is technisch lastig omdat bitcoins steeds moeilijker te volgen naar de coinbase-transactie, de oorsprong. En wat het nog ingewikkelder maakt is dat “oude” bitcoins bijna geen koolstofuitstoot hebben geproduceerd bij mining maar zij hebben wel voor de meeste prijsstijging gezorgd. En prijsstijging zorgt indirect voor CO2 uitstoot omdat miners dan weer budget hebben om te minen.
Bij vermogenstoerekening wordt er gekeken naar je vermogen in bitcoins. Bezit je voor een bepaalde tijd 1/1000ste van alle bitcoins, dan ben je verantwoordelijk voor 1/1000ste van de uitstoot. Een aanhanger van deze gedachte is Troy Cross. De gedachtegang is dat je moet kijken naar het bezit wanneer je bitcoin groener wil maken. Door te bezitten ben je verantwoordelijk voor de uitstoot. Door Bitcoins vast te houden profiteer je ook van het werk van de miners. Cross vindt dat je proportioneel aan jouw bezit groene mining zou moeten stimuleren, bijvoorbeeld door te investeren in mining bedrijven die zich expliciet richten op het hebben van positieve externaliteiten.
Samengevat kan er gezegd worden dat de energie discussie rondom bitcoin niet zo eenvoudig is als het lijkt, en dat het zomaar platslaan van alle miningactiviteit in één getal te kort door de bocht is. Er zijn grote verschillen tussen de miners met veel verschillende externaliteiten. Maar vanuit welk frame we de discussie over energie en bitcoin zouden moeten voeren blijft nog wel een vraag. In ieder geval niet vanuit één enkel frame maar in een open discussie. Ook in de context van MiCA, het regelgevingskader vanuit de EU, is het belangrijk dat we een open gesprek voeren over energieverbruik of eigenlijk over de externaliteiten van het energiegebruik. Want het gaat niet over energie, maar over duurzaamheid. Een breed vraagstuk vraagt om een brede discussie.