Netzstabilität und Kostenersparnisse durch Bitcoin-Mining in Texas

In einem kürzlich vom Digital Assets Research Institute (DARI) veröffentlichten Bericht mit dem Titel „Wie Bitcoin - Mining das Stromnetz stabilisierte, den Texanern 18 Milliarden US-Dollar ersparte und den Zorn von Berkshire Hathaway Energy auf sich zog“ beschäftigt sich Rian Dewhurst mit der Integration von Bitcoin-Mining-Anlagen in das texanische Energienetz. Dabei hebt er insbesondere die Vorteile des Minings gegenüber Gas -Peaker-Kraftwerken hervor und beschreibt den Widerstand einflussreicher Lobbyisten, die sich der disruptiven Wirkung von Bitcoin entgegenstellen.

Peaker-Kraftwerke sind Anlagen, die in der Regel nur während Spitzenlastzeiten Strom erzeugen, um die erhöhte Nachfrage zu bedienen und die Stromschwankungen der intermittierenden erneuerbaren Energiequellen wie Solar- oder Windkraft auszugleichen.

Sie beruhen meist auf fossiler Energie, wie zum Beispiel Erdgas, wobei laut dem Bericht 0,4 bis 0,6 Tonnen CO₂ pro erzeugter Megawattstunde ausgestoßen werden. Zudem kann die Gewinnung und Verarbeitung von Erdgas große Mengen Wasser verbrauchen und verunreinigen. Auch Methan, Stickoxide und weitere organische Verbindungen sind für die Umwelt und die lokale Bevölkerung schädliche Nebenprodukte dieser Kraftwerke. Die Anlagen müssen rund um die Uhr einsatzbereit sein, sodass sie auch im Leerlauf Treibhausgase emittieren, ohne dabei Strom zu produzieren.

Neben ökologischen Nachteilen gibt es auch ökonomische Bedenken. Die Kraftwerke verursachen hohe Bau- und Wartungskosten, stehen die meiste Zeit jedoch still. Pro Jahr erzeugen sie jeweils nur zwischen 250 und 1.500 Stunden Strom – und somit auch finanzielle Einnahmen.

Mit den Peaker-Anlagen kann der Netzbetreiber in Zeiten von Nachfragespitzen das Stromangebot erhöhen und das Netz stabilisieren. Alternativ könnte er die Nachfrage senken. Dazu gibt es bisher den Ansatz, dass private Haushalte und große industrielle Betriebe wie Stahlwerke und Aluminiumhütten ihren Stromverbrauch gegen eine Entschädigungszahlung temporär drosseln. 

Doch in Texas hat sich diese Methode in Notfällen nicht bewährt. Die Privatkunden bevorzugten es, den Strom während einer Hitzewelle oder eines Wintersturms doch lieber für Klimaanlagen beziehungsweise Heizungen zu nutzen, anstatt den Verbrauch zu drosseln. Die Industrieanlagen brauchten zu lange für die sichere Abschaltung, und die Drosselung ihres Energieverbrauchs war in der Regel nur für einige Stunden ökonomisch sinnvoll – weil zum Beispiel Stahl und Aluminium nach vier Stunden anfangen zu härten. Es gab also praktisch keine zuverlässige und skalierbare Möglichkeit für die Netzbetreiber, die Nachfrage zügig zu senken, was die Spitzenlastkraftwerke notwendig machte.

Doch selbst mit den zusätzlichen Kraftwerken kam es zu verheerenden Stromausfällen, die Geld und Menschenleben kosteten. Im Jahr 2021 froren in Texas aufgrund des Wintersturms Uri zahlreiche Stromerzeugungsanlagen ein. Dies führte zu Stromausfällen, die 246 Todesfälle sowie Schäden in Höhe von 195 Milliarden US-Dollar verursacht haben sollen. Folglich wurde Bill Magness, der damalige CEO des texanischen Stromnetzes Electric Reliability Council of Texas (ERCOT), entlassen und durch Brad Jones ersetzt.

Der neue ERCOT-Chef konzentrierte sich zunächst darauf, die Kraftwerke wetterfest zu machen, und erkundete neue Methoden zur Netzstabilisierung. Nachdem seit Mitte Juni 2021 zahlreiche Bitcoin-Mining-Unternehmen aufgrund der Einschränkungen des Minings in China ihre Aktivitäten nach Texas verlegt haben, stellte Jones fest, dass das Mining die perfekte nachfrageseitige Flexibilität bietet, die er für die Stabilisierung des Netzes zu Spitzenzeiten benötigt. Mining-Anlagen können schnell und flexibel sowohl auf Angebot als auch auf Nachfrage reagieren und den Betrieb zügig herunterfahren, um das Netz zu entlasten.

Zudem bestätigen mehrere Studien, dass das Mining weniger Emissionen verursacht als die Gas-Peaker-Kraftwerke, da die erneuerbaren Energien besser genutzt und entsprechend ausgebaut werden können. Auch die Einrichtungs- und Wartungskosten sind bedeutend günstiger und es ist nicht so zeitintensiv. Die Mining-Anlagen sind also eine effizientere, umweltfreundliche und kostengünstigere Alternative zu den Gas-Peaker-Kraftwerken.

[Jones] verzichtet auf teure Investitionen in Gas-Peak-Kraftwerke, die das Problem nicht vollständig lösen und zu höheren Energiekosten für die Texaner führen würden, und setzt stattdessen auf Bitcoin-Mining als Schlüsselelement seines „Demand Response“-Programms.
Auszug aus dem Bericht

Das Konzept bewährte sich. Trotz noch extremerer Wetterereignisse wie Hitze- oder Kältewellen blieben gravierende Stromausfälle im ERCOT-Netz seit der Integration der Bitcoin-Mining-Anlagen mit Nachfragesteuerung aus. Die Mining-Anlagen beseitigten damit die Notwendigkeit für die Spitzenlastkraftwerke. Der Bedarf nach zusätzlicher Leistung wurde durch die Nachfragereduktion der Bitcoin- Miner ersetzt. Dabei soll der Anteil der flexiblen Last im ERCOT-Netz durch Bitcoin-Miner bereits auf 3 Gigawatt (GW) angestiegen sein.

Mit 3 GW flexibler Lastressourcen im Netz gibt es keinen wirtschaftlichen Grund für 3 GW Gas-Spitzenlastkraftwerke. Es ist sinnvoller, flexiblere Stromverbraucher zu haben als sehr teure Gas-Peak-Kraftwerke, die das ganze Jahr über im Leerlauf sind, nur für die einmaligen Gelegenheiten, bei denen sie eingeschaltet werden müssen.
Auszug aus dem Bericht

Gleichzeitig machen die Miner das Stromnetz sauberer, da nun mehr erneuerbare Energien genutzt werden können. Zudem konnte der Bau zusätzlicher Gas-Peaker-Anlagen vermieden und dadurch erhebliche Summen eingespart werden, was letztlich die Energiekosten für alle Verbraucher günstiger gemacht hat. Die Entscheidung von Brad Jones für die Integration der Bitcoin-Miner und gegen den Neubau von acht Gaskraftwerken von Berkshire Hathaway Energy soll den Texanern 18 Milliarden US-Dollar erspart haben, heißt es in dem Bericht.

Berkshire Hathaway, das Unternehmen der Finanzlegende Warren Buffett, war natürlich nicht erfreut, dass das Tochterunternehmen aus dem Markt verdrängt wurde und auf Profite verzichten muss. Es wird weiterhin argumentiert, dass die Gaskraftwerke angeblich in Notfällen benötigt werden und Bitcoin-Miner in Wirklichkeit das Netz destabilisieren würden, obwohl Studien und die praktischen Erfahrungen des Netzbetreibers bereits das Gegenteil bewiesen haben. Dass Bitcoin-Mining den Bedarf an und somit das Geschäftsmodell von Gaskraftwerken gefährdet, wird vor allem am Ausmaß der Lobbyarbeit und der Angriffe gegen Bitcoin deutlich.

Der Bericht beschreibt, dass Berkshire Hathaway Energy im Jahr 2021 mehrere Branchenvertreter in Texas für mehr als 300.000 US-Dollar für die Lobbyarbeit engagiert hat – darunter auch strategische Berater des stellvertretenden texanischen Gouverneurs Dan Patrick. Seitdem setzt sich der Republikaner für die kommerziellen Interessen von Berkshire Hathaway ein, indem er das Bitcoin-Mining mit falschen Behauptungen angreift und die Reduzierung der entsprechenden Demand-Response-Programme fordert, um die Notwendigkeit von Peaker-Anlagen wiederzubeleben. Vermutlich erklärt dies auch die zunehmend negative Sicht von texanischen Politikern auf das Bitcoin-Mining, wie sie zum Beispiel in einem Artikel in The Economist beschrieben wurde – Blocktrainer.de berichtete . Dahingegen bleibt der Gouverneur von Texas, Gregory Wayne Abbott, jedoch positiv gestimmt und sieht den Lone Star State als global bedeutendsten Standort für Bitcoin .

Die erfolgreiche Integration der Mining-Anlagen in das Stromnetz zur Netzstabilisierung sowie die ökonomischen und ökologischen Vorteile des Bitcoin-Minings gegenüber den Gaskraftwerken sind letztlich überzeugender als der Lobbyismus von Berkshire Hathaway. 

Da die Ablösung von Gas-Peaker-Kraftwerken ein wichtiger Schritt für eine erfolgreiche Energiewende ist, stellt sich die Frage, ob ein ähnliches Konzept auch in Deutschland umsetzbar wäre. Theoretisch könnte Bitcoin-Mining auch hierzulande zur Netzstabilisierung genutzt werden und Peaker-Anlagen ersetzen. Es gibt jedoch einige wesentliche Unterschiede zwischen dem deutschen und texanischen Energiemarkt sowie in der Bedeutung von Peaker-Anlagen, die eine direkte Übertragung des Modells erschweren.

In Deutschland spielen Gas-Peaker-Kraftwerke eine deutlich unbedeutendere Rolle als in Texas. Während die installierte Gesamtleistung aller Erdgaskraftwerke in Deutschland laut einer Studie des Deutschen Bundestages etwa 30,6 GW beträgt, sind nicht alle davon als flexible Spitzenlastkraftwerke konzipiert. Öffentliche Quellen liefern keine präzisen Angaben zur Kapazität der reinen Peaker-Kraftwerke, jedoch ist bekannt, dass ihr Anteil im Vergleich zu den USA sehr gering ist. Sie befinden sich vorrangig in industriellen Ballungszentren. Der Großteil der Lastspitzen wird hauptsächlich jedoch durch andere Mechanismen wie Pumpspeicherwerke oder Stromhandel mit Nachbarländern ausgeglichen.

In den USA hingegen existierten im Jahr 2019 etwa 1.150 Peaker-Kraftwerke mit einer Gesamtkapazität von über 300 GW . Laut dem US Government Accountability Office (GAO) waren 2021 noch rund 1000 Peaker-Anlagen in Betrieb, die hauptsächlich mit Erdgas betrieben wurden und rund 19 Prozent der gesamten installierten Kraftwerksleistung ausmachten.

Ein weiteres Hindernis für die Umsetzung des texanischen Modells in Deutschland ist die strengere Regulierung des Strommarktes. Hohe Netzentgelte und Steuern auf den Stromverbrauch machen Bitcoin-Mining hierzulande weit weniger profitabel als in Texas.

Da Deutschland stark auf erneuerbare Energien setzt und nur wenige Peaker-Kraftwerke betreibt, könnte Bitcoin-Mining jedoch zur effizienteren Nutzung von Wind- und Solarenergie beitragen. Überschüssiger Strom, der sonst ungenutzt bliebe oder zur Abregelung von Wind- und Solaranlagen führen würde, könnte monetarisiert werden und so indirekt zur Netzstabilisierung beitragen.

Derzeit wird genau das in einem Pilotprojekt der Deutschen Telekom getestet – Blocktrainer.de berichtete . Dennoch spielt Bitcoin-Mining in den aktuellen Plänen der Bundesregierung zur Energiewende bislang keine Rolle, wie eine offizielle Anfrage zeigte. Es bleibt abzuwarten, ob eine neue Regierung offener für diesen Ansatz ist und sich von internationalen Entwicklungen inspirieren lässt.