The Energy Consumption of Blockchain Technology: Beyond Myth

Abstract

When talking about blockchain technology in academia, business, and society, frequently generalizations are still heared about its-supposedly inherent-enormous energy consumption. This perception inevitably raises concerns about the further adoption of blockchain technology, a fact that inhibits rapid uptake of what is widely considered to be a groundbreaking and disruptive innovation. However, blockchain technology is far from homogeneous, meaning that blanket statements about its energy consumption should be reviewed with care. The article is meant to bring clarity to the topic in a holistic fashion, looking beyond claims regarding the energy consumption of Bitcoin, which have, so far, dominated the discussion.

Hybrid Blockchain for IoT—Energy Analysis and Reward Plan

“…However, this work did not propose theoretical analysis and optimise the energy consumption. Sedlmeir et al [ 24 ] thoroughly studied the PoW consensus mechanism, and in particular the upper and lower bound. They, also, argued that PoW cryptocurrencies are not likely to become a major threat to the climate in the future.…”

Ein Blick auf aktuelle Entwicklungen bei Blockchains und deren Auswirkungen auf den Energieverbrauch

“…Daraus erhält man für den Strombedarf von Bitcoin Anfang 2020 eine untere Schranke von jährlich ca. K 60 TWh [11], was dem jährlichen Stromverbrauch von ca. 15 Mio.…”

“…Eine untere Schranke für Kosten der elektrischen Energie in Ländern mit nennenswerter Beteiligung am Mining wird üblicherweise mit 0,05 USD pro Kilowattstunde beziffert [22,23] und dadurch erhält man für Anfang 2020 bei einem Bitcoin-Preis von knapp 10.000 USD hochgerechnet eine Obergrenze des Stromverbrauchs von jährlich ca. 120 TWh, was etwa 20 % des deutschen Stromverbrauchs entspricht [11].…”

“…Man stellt zudem fest, dass wegen im Allgemeinen ähnlicher Parameter bei verschiedenen PoW-Kryptowährungen eine sehr hohe Korrelation zwischen Marktkapitalisierung und Stromverbrauch vorhanden ist. Da die Marktkapitalisierung von Bitcoin höher ist als die kumulierte aller übrigen Kryptowährungen, kann man vermuten, dass der kumulierte Stromverbrauch aller PoW-Kryptowährungen nicht viel mehr als doppelt so hoch ist wie der von Bitcoin, und ein Best Guess liegt bei einem Faktor von etwa 1,5 [4,11].…”

“…Zum anderen untersuchen wir auch einen erheblich größeren Teil des wie beschrieben sehr heterogenen Spektrums von Blockchains als nur einige technisch eng mit Bitcoin verwandte Kryptowährungen. Damit erweitern wir einen von uns in der Zeitschrift Business & Information Systems Engineering veröffentlichten Beitrag [11] zum Energieverbrauch von Blockchains, welcher bereits einige der in diesem Artikel angesprochenen Punkte diskutiert und sich dabei stärker auf die Nachhaltigkeitsdiskussion über Kryptowährungen hinausgehender Anwendungen von Blockchain-Technologie fokussiert. Im Vergleich dazu gehen wir hier auf einige dort nur kurz andiskutierte Aspekte wesentlich detaillierter ein, insbesondere analysieren wir neben dem Bitcoin Halving quantitativ die Implikationen der Verwendung sogenannter ZK-Rollups auf den Stromverbrauch von Blockchains.…”