Er Bitcoin dårligt for miljøet?

Opdateret: for 2 dage siden

Denne artikel er udarbejdet i samarbejde med Coinify, Firi, Northstake, Samar Law og Januar.


Bitcoin får jævnlig kritik for at være dårligt for miljøet, da man ser isoleret på det energiforbrug, der bruges til Bitcoin mining. Men er Bitcoin egentlig dårligt for miljøet?


Vi mener, at den nuværende debat omkring Bitcoins miljøpåvirkning er for unuanceret, da man sætter lighedstegn mellem energiforbrug og negativ miljøpåvirkning. Vi har derfor igennem længere tids research forsøgt at nuancere narrativet og kan konkludere at:

  1. Bitcoin har, sammenlignet med andre lignende industrier, et lavt energiforbrug

  2. Bitcoin har en høj anvendelse af vedvarende energi på hele 59%

  3. Bitcoin benytter i mange tilfælde ubenyttet elektricitet, der ellers ville være gået tabt - samtidig med at det ved fx "flared gas" kan reducere emissioner

  4. Bitcoin vil hjælpe med at accelerere den grønne omstilling, da Bitcoin mining kan gøre nye innovative projekter i vedvarende energi mere rentable og dermed skabe incitament for øget forskning og udvikling af energiprojekter.

Konklusionen lyder kontroversiel – og er du ikke overbevist, anbefaler vi, at du læser resten af artiklen, hvor vi går i dybden med emnet: Er Bitcoin dårligt for miljøet?



Hvad er Bitcoin mining?

For at forstå konteksten omkring Bitcoins miljøpåvirkning skal man forstå, hvad det egentlig er Bitcoin bruger energi på. I det følgende afsnit har vi forsøgt at give en kort, forsimplet forklaring på dette.


Figur 1: Illustration af Bitcoin mining

Kilde: Egen fremstilling


Bitcoins blockchain fungerer som en distribueret ”ledger”, på dansk en form for regnskabsbog, hvis eneste opgave er at registrere bitcoin transaktioner - indeholdende afsender, modtager og mængde.


Transaktionerne puljes sammen i sekventielle ”blokke” (heraf navnet blockchain), hvilket gør at ingen brugere af netværket kan sende deres bitcoin to gange. Normalt er det bankerne, som agerer mellemled, når en person laver en pengeoverførsel til en anden person – men i Bitcoin er denne funktion fordelt ud på flere tusinder af brugere (computere). Brugerne udsender bitcoin transaktioner til netværket, som miners efterfølgende grupperer i det, der kaldes en blok.


Herefter validerer mere end 50.000 enheder (nodes), at miners følger netværkets regler, fx ikke at producere flere coins end det, der står i koden eller forsøger at ”double spend” mv. Dette skaber et sikkert netværk, da der skal skabes konsensus (enighed) blandt alle computerne på Bitcoins blockchain i forhold til, hvorvidt den givne blok med transaktioner er ”ægte” og ikke fx indeholder bitcoin, som er brugt to gange af samme person.


Proof-of-Work (PoW) er den konsensus mekanisme, som der bruges i Bitcoins blockchainen for at validere ægtheden af transaktionerne – og det er denne mekanisme, der udføres ved hjælp af komplekse beregninger på computerne (”puslespil” i ovenstående figur), som kræver elektricitet – og som kaldes Bitcoin ”mining”.


Men bruger Bitcoin egentlig så meget energi som kritikken går på?



Bitcoins energiforbrug er meget lille sammenlignet med andre industrier

Hvis man måler Bitcoins energiaftryk, defineret som årlige drivhusgasemissioner, så er Bitcoin mere efficient end den traditionelle bankindustri og den globale guldmineindustri. Det estimeres, at den traditionelle bankindustri udsender 1.368 mio. megaton (Mtoe) af kulstof om året, mens guldmineindustrien udsender 144 Mtoe. Bitcoin udsender 61 Mtoe, hvilket er mindre end 5% af bankindustriens energiaftryk og mindre end 45% af guldmineindustriens.


Sammenlignes Bitcoins energiaftryk ligeledes med stålproduktion eller med andre aktivklasser, der udledes med minedrift, så er Bitcoins nuværende aftryk markant mindre – se figur 2 nedenfor. Ydermere kan Bitcoin mining blive 100% vedvarende over tid, hvilket ikke er muligt for fysisk metal produktion (Castle Island Ventures, 2021).


Alle industrier i verden bruger energi i et eller andet omfang. Det er dog iøjnefaldende at Bitcoin, i modsætning til så mange andre industrier, skal kritiseres for dens brug af energi (ARK Invest, 2021; The Guardian, 2022).


Figur 2: Årlige drivhusgasemissioner for Bitcoin og udvalgte industrier

Mio. tons CO2e (Carbon Dioxide Equivalent), 2020-2021

Kilde: (ARK Invest, 2021; NYDIG, 2021; McCook, 2021)

Note: Bitcoin, Finans- og forsikring og guld er baseret på 2021-tal, resterende er baseret på tal fra 2020. Detaljer for finans- og forsikring og Bitcoin kan findes under McCook, 2021.


Kigger vi på elektricitetsforbruget, bruger Bitcoin mining ca. 103 TWh i 2021. Selvom at forbruget har været stigende, udgjorde forbruget i 2020 stadig kun 0,04% af det globale primære energiforbrug og 0,2% af den globale generering af elektricitet, hvilket ses i figur 3 herunder.


Figur 3: Total årlig elforbrug i verden sammenholdt med Bitcoin minings andel

TWh (Terawatt-timer) og %, 2015-2020

Kilde: NYDIG, 2021; University of Cambridge, 2021a; BP, 2021


Til sammenligning bruger Bitcoin mining på globalt plan omkring tre gange så meget elektricitet som Danmark i 2021 (103 TWh vs. 33 TWh) – mens bankverdenen bruger omkring otte gange så meget (264 TWh vs. 33 TWh) (Green Power Denmark, 2021; Galaxy Digital, 2021). For at nuancere debatten om elforbruget, er det interessant at kigge nærmere på, hvor stor en andel der stammer fra vedvarende energi.



Bitcoin har en stor anvendelse af vedvarende energi

Seneste opgørelse viser, at i Danmark stammer ~37% fra vedvarende energi (Energistatistik, 2019), hvorimod Bitcoin mining ud fra seneste data benytter ~59% vedvarende energi (Bitcoin Mining Council, 2021).


Figur 4: Andel af vedvarende energi af totalt energiforbrug, Bitcoin mining sammenlignet med lande % af TWh (terawatt-timer), 2021

Kilde: BP, 2021; Bitcoin Mining Council, 2021

Note: Bitcoin mining estimeret på baggrund af Bitcoin Mining Councils medlemmer og ekstrapoleret op til globalt plan i Q4 2021, mens landedata er baseret på rapport fra BP i 2021


På trods af, at Bitcoin bruger energi, og Bitcoin skal bruge energi for at opnå den sikkerhed, som netværket tilbyder, så er det interessant at forstå, hvorfor Bitcoin har en høj andel af vedvarende energi.


Årsagen er det simple, frie marked. Bitcoin miners er store virksomheder, der konkurrerer i en kraftigt voksende global industri. Den årlige omsætning i industrien er over 100 mia. kr. ($15 mia.) og har i løbet af 2021 haft måneder med en omsætning på over 10 mia. kr. ($1,5 mia.). Mining af Ethereum tilføjer yderligere 117 mia. kr. ($17 mia.) i omsætning om året – så mining er en kæmpe industri (The Block Crypto, 2022a).


Figur 5: Månedlig omsætning for Bitcoin miners

$, mia., 2019-2022

Kilde: The Block Crypto, 2022b


Bitcoin miners primære driftsomkostning er energi (elektricitet) og deres eneste indtægt er ny-producerede Bitcoins, som de modtager, når de vinder retten til at mine den næste Bitcoin blok (block rewards) samt transaktionsgebyrer fra brugere af Bitcoin netværket (for at lave en transaktion betaler du et gebyr til miners for at inkludere den i en blok). Som enhver anden virksomhed søger de at minimere deres omkostninger, og givet det eneste det kræver for at kunne mine Bitcoin er en internetforbindelse, så flytter Bitcoin miners hen til de steder i verden, hvor elektricitet er billigst - eller i flere tilfælde, hvor der findes ubenyttet elektricitet, som ikke kan eksporteres på anden vis.



Ubenyttet elektricitet bruges til Bitcoin mining

Produktionen af mange former for vedvarende energi er ofte uforudsigelig og bliver oftest produceret, når det er muligt, fx når vinden blæser, når solen skinner, osv. Omvendt er efterspørgslen på energi ret forudsigelig, men sjældent hænger udbud- og efterspørgselskurven sammen og vedvarende energi går derfor til spilde. Vedvarende energi skal altså kobles sammen med termisk energi, batterier eller en anden form for energi-opbevaring eller -konvertering (fx Power-to-X) for at kunne efterkomme efterspørgselskurven. Udviklingen på batterier, opbevaring eller konvertering er dog stadig i de tidlige stadier og anses endnu ikke som en løsning til udbud- og efterspørgselsproblematikken.


Ved at anvende den ubenyttede energi til at mine bitcoin og derigennem genere en indtægt i form af ny-producerede bitcoins, går energien ikke længere til spilde og får pludselig en værdi. Bitcoin mining er altså ”electricity buyers of last resort” og kan således minimere risikoen i at forske og investere i vedvarende energi, ved at skabe en ”bund” under elpriserne og dermed understøtte investeringscasen i vedvarende energi - som i dag er et stort globalt problem. I det følgende afsnit, går vi i dybden med, hvilke vedvarende energiformer, der allerede i dag, benytter sig af Bitcoin mining (ARK Invest, 2021; Castle Island Ventures, 2021).



Vandkraft

Før Bitcoin mining blev bandlyst i Kina[1], var det tydeligt at se, hvordan miners søgte hen til de steder, hvor energi var billigst, hvilket i regnsæsonen var hvor energien ikke kunne eksporteres og dermed var ubenyttet.


Figur 6 nedenfor viser tydeligt, at miners rykkede til den rene, vandkraft-rige Sichuan provins, mens regnsæsonen stod på og der var overproduktion - for derefter at rykke tilbage til de kuldrevne fabrikker resten af året (University of Cambridge, 2021b).


Figur 6: Udvikling i kinesiske provinsers andel af Kinas hashrate

% af Kinas hashrate, månedligt gennemsnit, 2019-2021

Kilde: University of Cambridge, 2021a

Note: Hashrate refererer til den totale computerkraft, der bruges ved mining.


Ovenstående data er et godt eksempel på miners fleksibilitet. Som tidligere nævnt, er mining i dag en stor, global industri og hvis virksomhederne kan minimere deres omkostninger ved at flytte til områder med overskydende energi, så gør de det.


Det er ikke kun i Kina, at der benyttes vandkraft til Bitcoin mining, men også ret tæt på Danmark – nemlig i Norge. I Norge, genereres størstedelen af deres elektricitet ved brug af vandkraft (~89%) og den resterende af enten vindkraft (~10%) eller geotermi (~2%) (Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE), 2021). Elektricitet i Norge genereres altså med 100% vedvarende energi. Det er specielt i Nord-Norge at flere Bitcoin mining virksomheder udnytter overskudselektricitet af store vandkraftværker. Norge udgør derfor i skrivende stund omkring ~1% af Bitcoins hashrate (University of Cambridge, 2021a). I Norge eksperimenterer de ligeledes med at udnytte den overskudsvarme, som Bitcoin miners udsender til fx at give fjernvarme til lokalbefolkningen, dyrke jordbær eller tørre træ (KryptoVault, 2021; Cointelegraph, 2022).


Et andet eksempel er i USA ved Niagara Falls, hvor en mining virksomhed har overtaget en forhenværende kulfabrik for nu at udnytte energi fra vandfaldet til at mine bitcoins (Wall Street Journal, 2021). Et tredje eksempel er verdens ældste producent af vedvarende energi, der var ved at lukke ned og blev reddet, da de i stedet brugte energien på at mine bitcoins. Vandkraftværket, der har navnet Mechanicville, og som har eksisteret siden 1897, omsætter for tre gange mere ved at mine bitcoins end ved at sælge til det nationale elnet (Times Union, 2021).


Vi kan faktisk tjene flere penge ved at mine bitcoin end ved at sælge elektricitet til det nationale elnet. Dette er den bedste form for Bitcoin mining, fordi vi udelukkende bruger vedvarende energi.”

Jim Besha Sr., CEO, Albany Engineering

Corporation (Times Union, 2021)



Flared gas

Kilde: The Huffington Post


Et andet eksempel, hvor Bitcoin mining kan bruge ubenyttet energi er ved naturgas afbrænding (methane leakage) og flaring (burning methane to carbon dioxide) – hvilket i det følgende afsnit omtales ”flared gas”. Flared gas er et biprodukt ved mange industrielle processer, herunder olie- og gasudvinding, og altså energi der i dag går til spilde. I USA brændes der hver dag for over 150 TWh naturgas af, hvilket er mere end Bitcoins årlige energiforbrug (103 TWh i 2021). Med andre ord kan hele Bitcoins globale netværk hypotetisk set drives af ”flared gas”, alene fra USA (Messari.io, 2021). I Danmark er ”flaring” ligeledes et problem. I januar 2022 afdækkede EnergiWatch igennem en aktindsigt, at Danmarks største olieselskab, Total Energies, siden 2017 har brændt store mængder gas af i Nordsøen og dette er ikke planlagt at blive stoppet før 2023 (EnergiWatch, 2022).


Bitcoin mining er langt mere profitabelt end at indkapsle (opbevare) flared gas, specielt når teknologien og infrastrukturen til at opbevare det ikke er der (Castle Island Ventures, 2021). Denne infrastruktur er som regel ikke værd at bygge, da produktionen heraf genererer store mængder metan. Det forurener altså mere at lave infrastrukturen end fordelen ved at kunne opbevare gassen. Derfor brænder man i de fleste tilfælde den overskydende energi. Nye teknologier inden for generatorer har muliggjort at udnytte gassen til at drive generatorer i stedet for at brænde den. Dermed kan der nu produceres elektricitet – og i mange tilfælde kan der også produceres varme. Ved at udnytte den overskydende gas igennem denne ”nye” proces, skabes der både ny energi, samtidig med at emissioner, som fx metan, bliver reduceret (Texas A&M Institute of Renewable Natural Resources, 2015; Crusoe, 2022; Cummins, 2019).


I stedet for at brænde gassen og lade den gå til spilde, kan den altså bruges til at skabe elektricitet, som kan bruges til at mine bitcoins - hvilket en senator fra Texas er fortaler for:


”50% af alt naturgas i USA (red.) som brændes, foregår i det vestlige Texas. Jeg tror, at det er en kæmpe mulighed for Bitcoin, fordi det lige nu bare er energi der går til spilde. Det går til spilde, fordi at der ikke er nogen måde at eksportere energien til steder, hvor det kan bruges; så det bliver bare brændt.”

Ted Cruz, Senator i Texas

(USA) (CNBC, 2021)

Kilde: Upstream Data (Flared Gas Mining i Canada) og equinor, USA


Ovenstående billeder viser, hvordan der eksperimenteres med denne teknologi i både Canada (billedet til venstre) og i USA, hos energi-giganten equinor, også tidligere kendt som Statoil (billedet til højre). Som det kan ses, står der ”containere” med Bitcoin miners lige ved siden af produktionen (udvindingen) af naturgassen, som derfor kører på ren overskudsenergi (Arcane Research, 2020). Herudover eksperimenterer ExxonMobil, et af verdens største energiselskaber, ligeledes med denne teknologi gennem et samarbejde med Crusoe (CNBC, 2022).


Udover at benytte energi, som ellers ville være gået tabt ved flared gas, er der også undersøgelser som viser, at ved at mine bitcoins fremfor at brænde den overskydende energi, kan man eliminere en masse emissioner, hvilket ses i figur 7 herunder.


Figur 7: Reduktion i udledningen for udvalgte emissioner ved ikke at benytte flaring

%-vis reduktion

Kilde: Crusoe, 2021


Ikke alene kan der være nok energi i ”flared gas” til at kunne drive energiforbruget for hele Bitcoin netværket, men det vil også kunne konvertere Metan (CH4) til Carbon Dioxide (CO2). For at perspektivere dette potentiale, så er Metan (CH4), ifølge FNs miljøprogram, ansvarlig for 1/3 af den globale opvarmning og er forventet at påvirke den globale opvarmning 80 gange mere end Carbon Dioxide (CO2) over de næste 20 år (UN Environment Programme, 2022).



Geotermi

Efter at El Salvador i september 2021 gjorde bitcoin til et legalt betalingsmiddel har de sat skub i innovationen med at mine bitcoin på en 100% grøn måde. Landet er i øjeblikket ved at bygge et ”geothermal Bitcoin mining facility”, som skal mine ved brug af energi fra landets vulkaner:


Jeg har instrueret præsidenten af vores statsejede geotermiske elektricitetsselskab at komme med en plan for at kunne mine bitcoin med meget billig, 100% ren, 100% vedvarende og nul emissions-drevet energi fra vores vulkaner. Det her kommer til at udvikle sig hurtigt. ”

Nayib Bukele, Præsident i El Salvador

(Bukele, 2021)


Geotermi går i praksis ud på at udnytte det allerede varme ”vand”, som findes i jorden omkring vulkanen. Vandet, som er en blanding af smeltet sten og vand, omdannes til varm damp, som kan drive turbiner, der generer elektricitet. Forskning viser, at vandet som udvindes i mange tilfælde er så varmt, at det kan generere 10 gange så meget energi, som andre geotermiske kilder (Livescience, 2017).


Der er altså tale om at bruge en helt ny form for vedvarende energi til at mine Bitcoin, hvilket er endnu et eksempel på at Bitcoin skaber et økonomisk incitament til at forske i vedvarende energi.



Sol- og vindenergi

Det er velkendt at kombinationen af vind- og solenergi ikke matcher den typiske husholdnings efterspørgsel, hvilket visualiseres i figur 8 nedenfor baseret på data fra ERCOT (Electric Reliability Council of Texas).


Figur 8: ERCOT-efterspørgsel sammenlignet med produktionen af vedvarende energi

% af spidsbelastning over 24 timer, august 2019

Kilde: Castle Island Ventures, 2021


Som det ses i grafen ovenfor, er vind- og solenergi uforudsigeligt og kan ikke altid på egen vis tilvejebringe nok til at imødekomme efterspørgslen. Ydermere kan fx solenergi i løbet af dagen generere mere energi end der er behov for på enkelte tidspunkter. Denne energi går til spilde, hvis den ikke kan opbevares eller eksporteres, og det er her, man kan tænde for Bitcoin mining, for at omsætte den energi der ellers ville gå tabt – og slukke for den igen, når energien kan bruges.


Bitcoin mining er en ressource, der vil købe energi 24/7. Den er unik ved, at den har fleksibiliteten til at slukke i timer med høj efterspørgsel. Og ved at være en del af efterspørgslen i elnettet hjælper det med at stabilisere efterspørgslen, så det matcher udbuddet (red.)

Jason Les, CEO for Riot Blockchain

(The Texas Tribune, 2021)


Bitcoin kan altså fungere som et ”energibatteri”, da man blot skal have adgang til internettet for at kunne omsætte den overskydende energi til Bitcoin mining (ARK Invest, 2021; ARK Invest, 2022; Square, 2021; Grossman, 2021). Dette er lige præcis, hvad de eksperimenterer med i bl.a. Texas, USA. Efter at Kina bandlyste Bitcoin mining industrien i 2021, har USA overtaget førstepladsen og står i dag for størstedelen af den globale Bitcoin mining – og idet at Texas er den stat i USA, der står for størstedelen af landets Bitcoin mining, er det en interessant case at undersøge nærmere.


I den vestlige del af Texas har de en kapacitet i elnettet på 32GW (primært via vind- og solenergi), men der er kun en efterspørgsel i den vestlige del svarende til 5GW. Kun 12GW er muligt at eksportere til det sydøstlige Texas gennem ”high-voltage transmission” og de resterende 15GW er begrænset i at kunne eksporteres til øvrige stater og går derfor oftest tabt. Ser vi på kortet nedenfor i figur 9, er det tydeligt, hvordan prisen på elektriciteten i de enkelte delstater i Texas er væsentligt forskellig – mørkeblå er billigst, mens rød og orange er dyrest.


Figur 9: Priser på elektricitet i Texas, USA

$, september 2021

Kilde: ERCOT, 2022


Billedet viser, at der i september måned var et stort udbud af elektricitet i den vestlige del, som ikke i samme grad matchede efterspørgslen, hvorfor der i nogle delstater var næsten gratis elektricitet (mørkeblå farve). Texas har altså i perioder akut behov for at eksportere og kommercialisere overskydende energi og det er her at fleksibiliteten fra Bitcoin miners benyttes. Der tændes for miners når efterspørgslen er lav og slukkes igen når efterspørgslen er høj.


Dette er blandt andet én af årsagerne til at Bitcoin miners flokkes til Texas, for at kunne være tæt på produktionen og udnytte den ellers tabte elektricitet. Miners gør det ikke for at være gode ved miljøet, men fordi det er det billigste for dem – at bruge ubenyttet energi. At resultatet heraf er godt for miljøet, er så en naturlig konsekvens af denne frie markedsdynamik – der netop gør Bitcoin mining industrien så interessant, da hele verden er en del af spillebrættet (Gagliardi, 2021).



Bitcoin kan gøre innovationer inden for vedvarende energi profitable

Der er en masse steder på jorden, hvor solen skinner en masse, eller vinden blæser meget, men hvor der ikke er nogle elkabler, og hvor det ikke er økonomisk rentabelt at bruge denne energi. Ved at opkoble disse steder til internettet, så kan du bruge energien og udvinde værdier fra disse vedvarende energi-former på en måde, som var umulig førhen.

Ted Cruz, Senator i Texas

(USA) (Cruz, 2021)


Som det blev beskrevet i forrige afsnit, og som kan ses i visualiseringerne i figur 10 nedenfor, så kan Bitcoin fungere som en ”energisvamp” eller et ”energibatteri” der altid kan suge energi til sig, som ellers ville være gået tabt. Miners kan altså bruge vedvarende energi, når en køber ikke eksisterer, og kan afbrydes så snart en køber igen eksisterer.


Figur 10: Efterspørgsel og produktion af energi uden (venstre) og med (højre) Bitcoin mining

Illustrativ døgncyklus – ikke baseret på reelle data

Kilde: Egen fremstilling med inspiration fra Castle Island Ventures


Vattenfall, Sveriges statsejede energiselskab og største fossilfrie energiproducent, har netop set Bitcoins potentiale i at være en slags ”buffer” ift. energiproduktionen. De kalder det en hjælp til at stabilisere produktionen, når tilgangen af el varierer, som den gør ved eksempelvis vindkraft.


Krypto miners kan både reducere eller forøge deres forbrug af energi. Det fungerer altså som en buffer for energiproduktionen, som kan anvende el når det er overskydende.Henrik Juhlin, Vattenfall Head of