Der Energieverbrauch von Ethereum

Ethereum ist eine grüne Blockchain. Ethereum's Proof-of-Stake Konsensmechanismus verwendet ETH anstelle von Energie, um das Netzwerk zu sichern. Der Energieverbrauch von Ethereum beträgt ungefähr ~0,0026 TWh pro Jahr(opens in a new tab) im gesamten weltweiten Netzwerk.

Der geschätzte Energieverbrauch von Ethereum stammt aus einer Studie des CCRI (Crypto Carbon Ratings Institute)(opens in a new tab). Sie erstellten Buttom-up-Schätzungen des Stromverbrauchs und des CO2-Fußabdrucks des Ethereum-Netzwerkes (Bericht ansehen(opens in a new tab)). Dabei wurde der Stromverbrauch verschiedener Nodes mit unterschiedlichen Hardware- und Client-Software-Konfigurationen gemessen. Die für den jährlichen Stromverbrauch des Netzwerkes geschätzten 2,601 MWh (0,0026 TWh) entsprechen jährlichen Kohlenstoff-Emissionen von 870 Tonnen CO2, wobei für jede Region spezifische Faktoren bezüglich der Intensität von Emission angewendet wurden. Dieser Wert ändert sich, wenn Nodes das Netzwerk betreten und verlassen – Sie können ihn mit einer rollierenden 7-Tage-Durchschnittsschätzung des Cambridge Blockchain network Sustainability Index(opens in a new tab) verfolgen (beachten Sie, dass hier eine etwas andere Schätzmethode verwendet wird – Details finden Sie auf der Website).

Um den Energieverbrauch von Ethereum zu kontextualisieren, können wir jährliche Schätzungen für einige andere Produkte und Branchen vergleichen. Dies hilft dabei zu verstehen, ob die Schätzungen für Ethereum hoch oder niedrig sind.

Das obige Diagramm zeigt den geschätzten Energieverbrauch in TWh/Jahr für Ethereum im Vergleich zu einigen anderen Produkten und Branchen. Die bereitgestellten Schätzungen stammen aus öffentlich zugänglichen Informationen, die im Juli 2023 abgerufen wurden, mit Links zu den Quellen in der Tabelle unten.

* Umfasst Endbenutzergeräte wie PCs, Laptops und Spielkonsolen.

Genauere Schätzungen für den Energieverbrauch zu erhalten, ist kompliziert, besonders wenn das, was gemessen wird, eine komplexe Lieferkette oder komplexe Bereitstellungsdetails hat, die die Effizienz beeinflussen. Zum Beispiel variieren die Schätzungen des Energieverbrauchs für Netflix und Google je nachdem, ob sie nur den Energieaufwand berücksichtigen, der für den Betrieb der Systeme und die Bereitstellung von Inhalten für die Benutzer erforderlich ist (direkter Aufwand), oder ob sie auch den Aufwand einbeziehen, der für die Erstellung von Inhalten, den Betrieb von Unternehmensbüros, Werbung usw. erforderlich ist (_indirekter Aufwand). Zum indirekten Aufwand könnte auch die Energie gehören, die erforderlich ist, um Inhalte auf Endbenutzergeräten wie Fernsehern, Computern und Mobiltelefonen zu konsumieren.

Die obigen Schätzungen sind keine perfekten Vergleiche. Die Menge des indirekten Aufwands, der berücksichtigt wird, variiert je nach Quelle und umfasst selten die Energie von Endbenutzergeräten. Jede zugrunde liegende Quelle enthält nähere Angaben zu dem, was gemessen wird.

Die Tabelle und das Diagramm oben enthalten auch Vergleiche mit Bitcoin und Proof-of-Work-Ethereum. Es ist wichtig, zu beachten, dass der Energieverbrauch von Proof-of-Work-Netzwerken nicht statisch ist und sich von Tag zu Tag ändert. Schätzungen zwischen Quellen können auch sehr stark variieren. Das Thema stößt differenzierte Debatten(opens in a new tab) an – nicht nur über den Energieverbrauch, sondern auch über die Quellen dieser Energie und die damit verbundene Ethik. Der Energieverbrauch hat nicht zwangsläufig eine unmittelbare Verknüpfung mit dem Umwelteinfluss, da verschiedene Projekte unterschiedliche Energiequellen verwenden können – auch einen geringeren bzw. größeren Anteil erneuerbarer Energien. So gibt beispielsweise der Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index(opens in a new tab) an, dass der Bedarf des Bitcoin-Netzwerks theoretisch durch Abfackelung von Gas oder durch Elektrizität, die ansonsten bei der Übertragung und Verteilung verloren gehen würde, gedeckt werden könnte. Ethereums Kurs auf Nachhaltigkeit bestand darin, den energiehungrigen Teil des Netzwerks durch eine umweltfreundliche Alternative zu ersetzen.

Auf der Site des Cambridge Blockchain Network Sustainability Index(opens in a new tab) können Sie Schätzungen des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen für diverse Branchen einsehen.

Schätzungen pro Transaktion

Viele Artikel schätzen den „pro Transaktion“ verbrauchten Energieaufwand für Blockchains. Das kann irreführend sein, da die Energie, die erforderlich ist, um einen Block vorzuschlagen und zu validieren, unabhängig von der Anzahl der Transaktionen darin ist. Eine Einheit des Energieauswands pro Transaktion impliziert, dass weniger Transaktionen zu einem geringeren Energieaufwand führen und umgekehrt – was nicht der Fall ist. Außerdem reagieren Schätzungen pro Transaktion sehr empfindlich auf die Definition des Transaktionsdurchsatzes einer Blockchain, und die Anpassung dieser Definition bietet Raum für Manipulationen, um den Wert größer oder kleiner darzustellen.

Bei Ethereum ist zum Beispiel der Transaktionsdurchsatz nicht nur der Durchsatz der Basisebene, sondern auch die Summe des Transaktionsdurchsatzes all seiner „Ebene 2“-Rollups. Ebene 2 wird in der Regel nicht in Berechnungen miteinbezogen, aber die Berücksichtigung des zusätzlichen Energieverbrauchs durch Sequencer (gering) und der Anzahl der von ihnen verarbeiteten Transaktionen (hoch) würde wahrscheinlich die Schätzungen pro Transaktion drastisch reduzieren. Das ist einer der Gründe, weshalb Vergleiche des Energieverbrauchs pro Transaktion über verschiedene Plattformen hinweg irreführend sein können.

Der CO2-Fußabdruck von Ethereum

Der Energieaufwand von Ethereum ist sehr gering, doch das war nicht immer so. Ethereum verwendete ursprünglich Proof-of-Work, dessen Umweltauswirkungen viel größer waren als beim aktuellen Proof-of-Stake-Mechanismus.

Von Anfang an hatte Ethereum den Plan, einen auf Proof-of-Stake basierenden Konsensmechanismus zu implementieren, doch die Umsetzung ohne Abstriche bei Sicherheit und Dezentralisierung erforderte Jahre intensiver Forschung und Entwicklung. Um das Netzwerks zum Laufen zu bringen, kam daher ein Proof-of-Work-Mechanismus zum Einsatz. Proof-of-Work erfordert, dass Miner ihre Computerhardware verwenden, um einen Wert zu berechnen. Dabei wird Energie aufgewendet.

CCRI schätzt, dass die Zusammenführung den jährlichen Stromverbrauch von Ethereum um mehr als 99,998 % rediziert hat. Ebenso wurde Ethereums CO2-Fußabdruck um etwa 99,992 % verringert (von 11.016.000 auf 870 Tonnen CO2-Äquivalente). Zur Veranschaulichung: Die Reduktion der Emissionen entspricht etwa dem Unterschied in der Höhe des Eiffelturms und der einer kleinen Spielfigur aus Plastik, wie in der Abbildung oben dargestellt. Folglich wurden die Umweltkosten zur Sicherung des Netzwerks drastisch reduziert. Gleichzeitig wird wird davon ausgegangen, dass die Sicherheit des Netzwerks verbessert wurde.

Eine grüne Anwendungsebene

Aufgrund des äußerst niedrigen Energieverbrauchs von Ethereum gibt es auch eine beträchtliche, wachsende und sehr aktive Community für regenerative Finanzen (ReFi), die auf Ethereum aufbaut. ReFi-Anwendungen verwenden DeFi-Komponenten, um Finanzanwendungen zu erstellen, die positive externe Effekte auf die Umwelt haben. ReFi ist Teil einer größeren „Solarpunk“(opens in a new tab)-Bewegung, die eng mit Ethereum abgestimmt und darauf ausgerichtet ist, technologischen Fortschritt und Umweltverantwortung miteinander zu verbinden. Der dezentralisierte, berechtigungslose und zusammensetzbare Charakter von Ethereum macht es zur idealen Basisebene für die ReFi- und Solarpunk-Community.

Native Web3-Finanzierungsplattformen für öffentliche Güter wie Gitcoin(opens in a new tab) führen Klimarunden durch, um ein umweltbewusstes Bauen auf der Anwendungsebene von Ethereum zu fördern. Durch die Entwicklung dieser Initiativen (und anderen wie etwa DeSci) wird Ethereum zu einer Technologie, die sowohl ökologisch als auch sozial einen positiven Beitrag leistet.

Weiterführende Informationen

• Cambridge Blockchain Network Nachhaltigkeitsindex(opens in a new tab)
• Bericht des Weißen Hauses zu Blockchains mit Proof-of-Work(opens in a new tab)
• Ethereum-Emissionen: Eine Bottom-up-Schätzung(opens in a new tab) - Kyle McDonald
• Ethereum Index des Energieverbrauchs(opens in a new tab) - Digiconomist
• ETHMerge.com(opens in a new tab) - @InsideTheSim(opens in a new tab)
• Die Zusammenführung - Auswirkungen auf den Stromverbrauch und den CO2-Footprint des Ethereum-Netzwerks(opens in a new tab) - CCRI
• Der Energieverbrauch von Ethereum(opens in a new tab)

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• Die Beacon Chain
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