03.09.2018
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Kryptowährungen: Auf der Suche nach "grünen" Bitcoins

Kryptowährungen wie Bitcoin liegen im Trend. Doch für ihre Rechenoperationen benötigen sie enorme Mengen an Energie – und die stammt bisher zum Großteil aus klimaschädlicher Kohlekraft. Doch es geht auch anders, wie unter anderem das in Deutschland ansässige Unternehmen Northern Bitcoin beweisen will. Denn wenn ihre Rechner neue Bitcoins "schürfen", dann geschieht dies in ziemlich ungewöhnlicher Umgebung: tief unter der Erde in einem alten Bergwerk.

Bitcoin
Lassen sich Bitcoins auch nachhaltig gewinnen?
Kryptowährungen funktionieren dezentral und ohne Mittler: Die Transaktion findet direkt zwischen den Handels- oder Vertragspartnern statt, als Sicherheit und Zeugen dienen tausende von Nutzern des Systems im Internet. Möglich wird dies durch die Blockchain, einer Art digitalem, öffentlichem Kassenbuch. Identische Kopien dieses "Kassenbuchs" liegen auf tausenden von Rechnern im Bitcoin-Netzwerk. Erst wenn alle beteiligten Rechner zu dem Ergebnis kommen, dass eine Transaktion gültig ist, wird sie in die Blockchain eingetragen.

Rechner
Das von Hochleistungs-Hardware durchgeführte Bitcoin-Mining benötigt viel Energie.
Bitcoin-Mining als Energiefresser

Der Haken daran: Um die Transaktionen zu validieren und neue Bitcoins zu erzeugen, sind komplexe kryptografische Berechnungen nötig, es müssen sogenannte Hashs erzeugt werden. Diese sichern die Blockchain gegen Manipulation, erfordern aber gleichzeitig einen hohen Rechenaufwand. "Das Bitcoin-Netzwerk macht es absichtlich schwer und setzt Regeln", erklärt Moritz Jäger von Northern Bitcoin.  Dadurch muss ein Rechner für das Bitcoin-Mining unzählige Hashs durchprobieren, bis er einen findet, der diesen Regeln entspricht.

Der Erfinder des Bitcoin-Prinzips, Satoshi Nakamoto, verglich deshalb das Bitcoin-Mining mit der mühevollen Goldgewinnung – daher der Begriff "Mining", was im Englischen so viel wie "schürfen" bedeutet. "Nur das in diesem Fall Prozessorzeit und Strom aufgewendet werden müssen", so Nakamoto. Und das ist das Problem: Nach Schätzungen einiger Forscher benötigt jede Bitcoin-Transaktion zurzeit rund 300 Kilowattstunden Strom allein für die Prozessoren – das entspricht dem Monatsverbrauch eines durchschnittlichen Haushalts.

Mineneingang
100 Meter tief im Berg liegt das Lefdal-Mine Datacenter – hier der Blick auf den Eingang zum ehemaligen Bergwerk.
Von der Kohle zu "grünen" Energien

Um diesen Stromverbrauch möglichst günstig zu decken, hatten zwei Drittel der Bitcoin-Miner bisher ihre Anlagen in China stehen – dort war Kohlestrom reichlich und billig. Inzwischen hat China jedoch beschlossen, die neue Ansiedlung von Bitcoin-Minern zu unterbinden und die bestehenden Mining-Anlagen schrittweise zu schließen. Denn die Datenzentren zapfen inzwischen immer häufiger Strom ab, der dringender für Städte und Industrieanlagen benötigt wird.

Viele Bitcoin-Miner suchen deshalb nach neuen Strategien. Eine davon ist, den Strom für das Bitcoin-Mining aus nachhaltigen Energiequellen zu gewinnen – und zwar dort, wo ohnehin grüner Strom im Überschuss produziert wird. Das in Deutschland ansässige Unternehmen Northern Bitcoin hat deshalb ihre Mining-Rechner im Westen Norwegens stehen. "Wir haben Norwegen als unseren Standort für das Mining gewählt, weil wir dort mit der kühlen Witterung, dem schnellen Internet, den günstigen Strompreisen und nicht zuletzt der politischen Stabilität ideale Rahmenbedingungen vorfinden", sagt Moritz Jäger, der Technische Leiter von Northern Bitcoin.

Mine Lefdal in Norwegen
Insgesamt 28 Kilometer Stollen und Gewölbe umfasst die Lefdal-Mine - Raum für mehr als tausend Rechnercontainer.

Ein Bergwerk als Datenzentrum

Die Bitcoin-Rechner von Jäger und seinen Kollegen stehen tief unter der Erde in einem ehemaligen Bergwerk, der Lefdal-Mine am Nordfjord. Bis 2009 wurde hier das unter anderem für die Stahlindustrie benötigte Mineral Olivin abgebaut. Zurück blieben ein mehr als 28 Kilometer langes System aus Gängen und Kammern auf sechs Etagen. Heute arbeiten in diesen geschützten, stetig kühlen Gewölben längst keine Bergleute mehr, sondern Rechner: Das Lefdal Mine Datacenter ist eines der größten und effizientesten Norwegens. Auch Northern Bitcoin hat hier gut ein Dutzend Container mit Hochleistungs-Rechnern für das Bitcoin-Mining stehen, denn das bietet gleich mehrerer Vorteile.

Das Besondere an der Lefdal-Mine: Dank Gletschern in der Nachbarschaft und einem Fjord vor der Tür ermöglicht dieses Datenzentrum ein besonders "grünes" und günstiges Bitcoin-Mining. Denn den Strom für die Rechner liefert Wasserkraft, die in Norwegen und auch in der Umgebung des Bergwerks im Überschuss vorhanden ist. Den größten Teil des Stroms für die Lefdal-Mine liefert das nahegelegene Åskåra-Kraftwerk. Wie das Lefdal-Datenzentrum liegt auch das Kraftwerk rund einen Kilometer tief im Berg. Die Turbinen für die Stromerzeugung werden mit Wasser betrieben, das von mehreren gletschergespeisten Reservoiren oben auf dem Fjell stammt.

Fjord
Der Fjord liefert dem unterirdischen Datenzentrum das Kühlwasser.
Kühlung aus dem Fjord

Die Kühlung für die Rechner in der Lefdal-Mine stammt dagegen direkt aus dem Nordfjord. Das kalte Meerwasser strömt über einen Einlass in 60 Metern Tiefe zu einem Wärmetauscher und überträgt dort seine Kälte auf einen geschlossenen Süßwasser-Kühlkreislauf innerhalb des Datenzentrums. Über Leitungen gelangt dieses Kühlwasser bis in die einzelnen Serverblöcke oder Mining-Container und sorgt dort über weitere Wärmetauscher für die Luftkühlung der Rechner.

Der Clou dabei: Weil die Mine tiefer liegt als der Meerwasser-Einlass, strömt dieses ohne Pumpen und damit ohne zusätzlichen Energieaufwand ins Kühlsystem. "Weniger als drei Prozent des Strombedarfs wird dadurch für die Kühlung aufgewendet", erklärt Mats Andersson vom Lefdal Mine Datacenter. Unter anderem dadurch gehört dieses Datenzentrum zu den energieeffizientesten weltweit.

Container mit Rechnern
Container voller Bitcoin-Mining-Rechner in der Lefdal-Mine.
Was bringt die Zukunft?

Für Northern Bitcoin ist dies neben dem "grünen" Strom aus Wasserkraft ein wichtiges Argument, ihre Bitcoin-Miner hier aufzustellen. "Wenn die Energie für das Bitcoin-Mining aus den falschen Quellen stammt, wie wir es in China mit den Kohlekraftwerken sehen, dann ist das keine gute Idee", sagt Geschäftsführer Mathis Schultz. Seiner Ansicht nach haben Bitcoin und Co nur dann eine Zukunft, wenn sie auf erneuerbare Energien setzen und vor allem dort ihre Rechenzentren aufstellen, wo Strom nachhaltig und im Überschuss vorhanden ist.

Allerdings: Noch steht das Bitcoin-System am Anfang seiner Entwicklung. Wenn es weiterwächst und mehr Nutzer und mehr Bitcoin-Miner hinzukommen, dann wird auch der Strombedarf steigen. Ob dann die bisher erschlossenen erneuerbaren Energien ausreichen, um Bitcoin-Miner, Haushalte und Industrien zu versorgen, bleibt abzuwarten. Spätestens an diesem Punkt werden Kryptowährungen auch gesellschaftliche Entscheidungen erfordern: "Wir als Gesellschaft müssen uns die Frage stellen, was uns ein internationales Finanzsystem wert ist und wie viele Ressourcen wir ihm zuteilen wollen", meint Schultz.

NPO, 03.09.2018