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Laut einer Analyse der Universität Cambridge verbraucht Bitcoin jährlich mehr Strom als ganz Argentinien.

“Mining” für die Kryptowährung ist leistungshungrig und erfordert umfangreiche Computerberechnungen zur Überprüfung von Transaktionen.

Cambridge-Forscher sagen, dass es ungefähr 121,36 Terawattstunden (TWh) pro Jahr verbraucht – und es ist unwahrscheinlich, dass es sinkt, wenn der Wert der Währung nicht sinkt.

Kritiker sagen, dass die Entscheidung des Elektroautoherstellers Tesla, stark in Bitcoin zu investieren, sein Umweltimage untergräbt.

Der Wert der Währung erreichte diese Woche einen Rekordwert von 48.000 USD (34.820 GBP). nach Teslas Ankündigung, Bitcoin im Wert von etwa 1,5 Mrd. USD gekauft zu haben und es in Zukunft als Zahlung zu akzeptieren.

Der steigende Preis bietet Bitcoin-Bergleuten jedoch noch mehr Anreize, immer mehr Maschinen zu betreiben.

Und mit steigendem Preis steigt auch der Energieverbrauch, so Michel Rauchs, ein Forscher am Cambridge Centre for Alternative Finance, der das Online-Tool mitentwickelt hat, mit dem diese Schätzungen erstellt werden.

“Es ist wirklich beabsichtigt, dass Bitcoin so viel Strom verbraucht”, sagte Rauchs gegenüber dem Tech Tent-Podcast der BBC. “Dies wird sich in Zukunft nicht ändern, es sei denn, der Bitcoin-Preis wird erheblich sinken.”

Das Online-Tool hat den Stromverbrauch von Bitcoin über Argentinien (121 TWh), den Niederlanden (108,8 TWh) und den Vereinigten Arabischen Emiraten (113,20 TWh) eingestuft – und es schleicht sich allmählich an Norwegen (122,20 TWh) an.
Die Energie, die es verbraucht, könnte alle in Großbritannien 27 Jahre lang verwendeten Wasserkocher antreiben, hieß es.
Es wird jedoch auch darauf hingewiesen, dass die Menge an Strom, die jedes Jahr von ständig eingeschalteten, aber inaktiven Heimgeräten allein in den USA verbraucht wird, das gesamte Bitcoin-Netzwerk ein Jahr lang mit Strom versorgen könnte.

Wie viel Energie es braucht, um ein Bitcoin zu erstellen

Bitcoin kann eine nützliche Methode zum Senden und Empfangen von Geld sein, aber Kryptowährung wird nicht kostenlos erstellt. Die Gemeinschaft der computergestützten Bergleute, die Bitcoins herstellen, verbraucht dabei enorme Mengen an elektrischer Energie. Der stromintensive Prozess hat einige Experten zu dem Schluss gebracht, dass Bitcoin kein umweltfreundliches Unterfangen ist.

Wie viel Strom braucht ein Bitcoin, um zu produzieren? In einem schriftlichen Zeugnis, das dem US-Senatsausschuss für Energie und natürliche Ressourcen im August 2018 vorgelegt wurde, wird behauptet, dass der Bitcoin-Abbau etwa 1% des weltweiten Energieverbrauchs ausmacht.

Bitcoins werden von Menschen auf der ganzen Welt abgebaut (erstellt), die versuchen, dasselbe mathematische Rätsel mithilfe von Computern zu lösen. Ungefähr alle 10 Minuten löst jemand ein Rätsel und wird mit einigen Bitcoins belohnt. Dann wird ein neues Puzzle generiert und der gesamte Prozess beginnt von vorne.

Angetrieben vom Volk

Je mehr Menschen über Bitcoin und Bergbau lernen – und je höher der Bitcoin-Preis – desto mehr von ihnen nutzen ihre Computer, um Bitcoins abzubauen. Wenn sich mehr Menschen dem Netzwerk anschließen und versuchen, diese mathematischen Rätsel zu lösen, können Sie davon ausgehen, dass jedes Rätsel früher gelöst wird, aber Bitcoin ist nicht so konzipiert.

Die Software, mit der Bitcoin abgebaut wird, ist so konzipiert, dass jeder im Netzwerk immer 10 Minuten benötigt, um das Rätsel zu lösen. Dies geschieht durch Skalieren der Schwierigkeit des Puzzles in Abhängigkeit davon, wie viele Personen versuchen, es zu lösen.

Unabhängig davon, wie viele Menschen aktiv Bergbau betreiben, dauert es immer 10 Minuten, um ein Rätsel zu lösen.

Mit anderen Worten, obwohl die für die Herstellung eines Bitcoin benötigte Zeit nicht variiert, ändert sich die für die Herstellung des Bitcoin verwendete Rechenleistung. Je mehr Menschen sich dem Bitcoin-Netzwerk anschließen und versuchen, Bitcoins abzubauen, desto schwieriger werden die Rätsel, und für jedes produzierte Bitcoin werden mehr Rechenleistung und Strom verbraucht. Mit der besten Bitcoin-Mining-Software können Sie nicht nur die Hardware bedienen, sondern auch Ausfallzeiten minimieren, sodass Sie effizienter abbauen können.

Kosten berechnen

Um zu verstehen, wie die elektrische Energie berechnet wird, die zur Stromversorgung des Bitcoin-Netzwerks verwendet wird, müssen Sie wissen, wie die Bitcoin-Erstellung funktioniert. Eine Möglichkeit, dies in Bezug auf den Stromverbrauch zu betrachten, besteht darin, zu berechnen, wie viele Summen pro Sekunde durchgeführt werden, um die mathematischen Rätsel von Bitcoin zu lösen, und dann herauszufinden, wie viel elektrische Energie für jede Summe benötigt wird.
Diese einzelnen Summen werden als Hashes bezeichnet, und es gibt eine große Anzahl von ihnen – so viele, dass man sie in Millionen von Hashes (bekannt als Megahashes) oder Milliarden von Hashes (Gigahashes) betrachten muss, um einen Sinn zu ergeben von ihnen. Anfang 2020 waren die Computer im Bitcoin-Netzwerk fast 120 Exahashes pro Sekunde.

Ein Terahash ist eine Billion Hashes pro Sekunde, ein Petahash ist eine Billiarde Hashes pro Sekunde und ein Exahash ist eine Billion Hashes pro Sekunde (eine Eins gefolgt von 18 Nullen).

Es gibt viele verschiedene Bitcoin-Mining-Computer, aber viele Unternehmen haben sich auf ASIC-Mining-Computer (Application Specific Integrated Circuit) konzentriert, die weniger Energie für ihre Berechnungen benötigen. Bergbauunternehmen, die viele ASIC-Bergleute als Unternehmen betreiben, geben an, nur ein Watt Strom für jeden Gigahash pro Sekunde Computer zu verbrauchen, der beim Bergbau nach Bitcoins ausgeführt wird.

Wenn diese Informationen korrekt sind, verbraucht das Bitcoin-Netzwerk im Jahr 2020 120 Gigawatt (GW) pro Sekunde. Dies entspricht ungefähr 63 Terawattstunden (TWh) pro Jahr.

Ein Gighash pro Sekunde = ein Watt
Ein Terahash pro Sekunde = ein Kilowatt
Ein Petahash pro Sekunde = ein Megawatt
Ein Exahash pro Sekunde = ein Gigawatt

Diese erstaunliche Energiemenge entspricht 156 Millionen Pferden (1,3 Millionen Pferde pro GW) oder 49.440 Windkraftanlagen (412 Turbinen pro GW), die bei Spitzenproduktion pro Sekunde Strom erzeugen.

Unabhängig von der Anzahl der Bergleute dauert es immer noch 10 Minuten, um eine Bitcoin abzubauen. Bei 600 Sekunden (10 Minuten) werden bei sonst gleichen Bedingungen 72.000 GW (oder 72 Terawatt) Leistung benötigt, um einen Bitcoin mit dem durchschnittlichen Stromverbrauch der ASIC-Miner abzubauen.

Ein Watt pro Gigahash pro Sekunde ist ziemlich effizient, daher ist dies wahrscheinlich eine konservative Schätzung, da eine große Anzahl von Bergarbeitern in Wohngebieten mehr Strom verbraucht. Medien und Blogger haben verschiedene Schätzungen des Stromverbrauchs im Bitcoin-Bergbau erstellt, sodass die Genauigkeit des gemeldeten Stromverbrauchs bestenfalls lückenhaft ist.

Die Kosten für den Bitcoin-Abbau variieren je nach Region

Um eine Kostenberechnung durchzuführen, um zu verstehen, wie viel Strom Sie für die Erstellung eines Bitcoin benötigen, müssen Sie zunächst die Stromkosten an Ihrem Wohnort und die Menge an Strom kennen, die Sie verbrauchen würden. Effizientere Bergbaumaschinen bedeuten weniger Stromverbrauch und weniger Stromverbrauch bedeutet geringere Stromkosten. Je niedriger der Strompreis ist, desto geringer sind die Kosten für die Bergleute. Dadurch steigt der Wert des Bitcoin für die Bergleute in Gebieten mit niedrigeren Kosten (nach Berücksichtigung aller mit der Einrichtung verbundenen Kosten).

Der Wechselkurs von Bitcoin schwankte im Laufe seiner Geschichte stark – aber solange der Preis über den Kosten für die Herstellung einer Münze liegt, ist es wichtig, die Arbeit in einem Bereich zu erledigen, in dem die Energiekosten sehr niedrig sind, damit sich die Praxis lohnt.

Die tatsächlichen Kosten für den Abbau von Bitcoin

Der Preis für Bitcoin in Bezug auf den Energieverbrauch und damit die Umweltauswirkungen hängt davon ab, wie nützlich es für die Gesellschaft sein wird. Das Problem bei der Schätzung des Energieverbrauchs von Bitcoin und seiner anschließenden Beurteilung besteht darin, dass er sich im Laufe der Zeit ändern wird.

Die Hash-Rate im Netzwerk, dh die Rechenleistung, die die Benutzer dafür ausgeben, ist im Laufe der Zeit drastisch gestiegen und schwankt tendenziell mit dem Bitcoin-Preis. Dies wirft dann die Frage auf: Wenn Bitcoin immer beliebter und teurer wird, wie viel mehr Strom wird verbraucht und ist es letztendlich die Umweltkosten wert?

Visualisierung des Stromverbrauchs von Bitcoin Mining

Kryptowährungen waren in den letzten Monaten einige der am meisten diskutierten Vermögenswerte, wobei die Bitcoin- und Etherpreise Rekordhöhen erreichten. Diese Gewinne waren auf eine Vielzahl von Ankündigungen zurückzuführen, einschließlich einer verstärkten Akzeptanz bei Unternehmen und Institutionen.

Weniger bekannt ist jedoch, wie viel Strom für die Stromversorgung des Bitcoin-Netzwerks benötigt wird. Um dies ins rechte Licht zu rücken, haben wir Daten aus dem Bitcoin Electricity Consumption Index (CBECI) der Universität Cambridge verwendet, um den Stromverbrauch von Bitcoin mit einer Vielzahl von Ländern und Unternehmen zu vergleichen.

Warum benötigt Bitcoin Mining so viel Strom?

Wenn Leute Bitcoins abbauen, aktualisieren sie wirklich das Hauptbuch der Bitcoin-Transaktionen, auch als Blockchain bekannt. Dies erfordert, dass sie numerische Rätsel lösen, die eine 64-stellige hexadezimale Lösung haben, die als Hash bekannt ist.

Bergleute können mit Bitcoins belohnt werden, aber nur, wenn sie vor anderen zur Lösung kommen. Aus diesem Grund sind weltweit Bitcoin-Bergbauanlagen – mit Computern gefüllte Lagerhäuser – aufgetaucht.

Diese Einrichtungen ermöglichen es Bergleuten, ihre Haschrate zu erhöhen, auch bekannt als die Anzahl der pro Sekunde produzierten Hashes. Eine höhere Hashrate erfordert mehr Strom und kann in einigen Fällen sogar die lokale Infrastruktur überlasten.

Den Stromverbrauch von Bitcoin in die richtige Perspektive rücken

Am 18. März 2021 wurde der jährliche Stromverbrauch des Bitcoin-Netzwerks auf 129 Terawattstunden (TWh) geschätzt. Hier erfahren Sie, wie diese Zahl mit einer Auswahl von Ländern, Unternehmen und mehr verglichen wird.

Wenn Bitcoin ein Land wäre, würde es den 29. Platz unter den theoretischen 196 erreichen und damit den norwegischen Verbrauch von 124 TWh knapp übertreffen. Im Vergleich zu größeren Ländern wie den USA (3.989 TWh) und China (6.543 TWh) ist der Energieverbrauch der Kryptowährung relativ gering.

Zum weiteren Vergleich: Das Bitcoin-Netzwerk verbraucht 1.708% mehr Strom als Google, aber 39% weniger als alle Rechenzentren der Welt. Zusammen repräsentieren diese mehr als 2 Billionen Gigabyte Speicher.

Woher kommt diese Energie?

In einem Bericht der University of Cambridge aus dem Jahr 2020 stellten Forscher fest, dass 76% der Kryptominierer auf einen gewissen Grad an erneuerbarer Energie angewiesen sind, um ihren Betrieb zu betreiben. Es gibt jedoch noch Verbesserungspotenzial, da erneuerbare Energien nur 39% des gesamten Energieverbrauchs von Cryptomining ausmachen.

So variiert der Anteil der Kryptominierer, die jeden Energietyp verwenden, in vier globalen Regionen.

Wasserkraft ist die weltweit häufigste Quelle und wird von mindestens 60% der Kryptominierer in allen vier Regionen genutzt. Andere Arten sauberer Energie wie Wind und Sonne scheinen weniger beliebt zu sein.

Kohleenergie spielt im asiatisch-pazifischen Raum eine bedeutende Rolle und war die einzige Quelle, die hinsichtlich der Nutzung der Wasserkraft entsprach. Dies ist vor allem auf China zurückzuführen, das derzeit der weltweit größte Kohleverbraucher ist.

Forscher der Universität Cambridge stellten fest, dass sie von diesen Ergebnissen nicht überrascht waren, da die Strategie der chinesischen Regierung zur Sicherstellung der Energieautarkie zu einem Überangebot an Wasserkraftwerken und Kohlekraftwerken geführt hat.

Auf dem Weg zu einer grüneren Krypto-Zukunft

Wenn sich Kryptowährungen weiter in den Mainstream hineinbewegen, ist es wahrscheinlich, dass Regierungen und andere Regulierungsbehörden ihre Aufmerksamkeit auf den CO2-Fußabdruck der Branche richten. Dies ist jedoch nicht unbedingt eine schlechte Sache.

Mike Colyer, CEO von Foundry, einem Blockchain-Finanzierungsanbieter, glaubt, dass Cryptomining den globalen Übergang zu erneuerbaren Energien unterstützen kann. Insbesondere glaubt er, dass die Bündelung von Kryptomining-Anlagen in der Nähe von Projekten für erneuerbare Energien ein häufiges Problem mindern kann: ein Überangebot an Elektrizität.

Diese Art des Denkens scheint sich auch in China durchzusetzen. Im April 2020 gab Ya’an, eine Stadt in der chinesischen Provinz Sichuan, eine öffentliche Anleitung heraus, in der Blockchain-Unternehmen aufgefordert wurden, die überschüssige Wasserkraft zu nutzen.

Wussten Sie, dass Bitcoin in einem energieintensiven Netzwerk ausgeführt wird?

Seit seiner Gründung wurde der vertrauensminimierende Konsens von Bitcoin durch seinen Proof-of-Work-Algorithmus ermöglicht. Die Maschinen, die die „Arbeit“ ausführen, verbrauchen dabei sehr viel Energie. Darüber hinaus wird der Energieverbrauch hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Der Bitcoin-Energieverbrauchsindex wurde erstellt, um einen Einblick in diese Beträge zu erhalten und das Bewusstsein für die Unhaltbarkeit des Proof-of-Work-Algorithmus zu schärfen.

Für Ethereum wurde ein separater Index erstellt, den Sie hier finden.

Welche Art von Arbeit leisten Bergleute?

Etwa alle 10 Minuten werden von sogenannten Minern neue Transaktionssätze (Blöcke) zur Bitcoin-Blockchain hinzugefügt. Während der Arbeit an der Blockchain müssen sich diese Bergleute nicht gegenseitig vertrauen. Das einzige, worauf Bergleute vertrauen müssen, ist der Code, mit dem Bitcoin ausgeführt wird.

Der Code enthält mehrere Regeln zum Validieren neuer Transaktionen. Beispielsweise kann eine Transaktion nur gültig sein, wenn der Absender tatsächlich den gesendeten Betrag besitzt. Jeder Bergmann bestätigt individuell, ob Transaktionen diesen Regeln entsprechen, sodass andere Bergleute nicht mehr vertrauen müssen.

Der Trick besteht darin, alle Bergleute dazu zu bringen, sich auf dieselbe Transaktionshistorie zu einigen. Jeder Miner im Netzwerk ist ständig damit beauftragt, den nächsten Transaktionsstapel für die Blockchain vorzubereiten. Nur einer dieser Blöcke wird zufällig ausgewählt, um der neueste Block in der Kette zu werden. Die zufällige Auswahl in einem verteilten Netzwerk ist nicht einfach. Hier kommt der Proof-of-Work ins Spiel.

Beim Proof-of-Work stammt der nächste Block vom ersten Miner, der einen gültigen erstellt. Dies ist leichter gesagt als getan, da das Bitcoin-Protokoll es Bergleuten sehr schwer macht, dies zu tun. Tatsächlich wird die Schwierigkeit regelmäßig durch das Protokoll angepasst, um sicherzustellen, dass alle Bergleute im Netzwerk durchschnittlich alle 10 Minuten nur einen gültigen Block produzieren. Sobald es einem der Bergleute endlich gelingt, einen gültigen Block zu erstellen, wird er den Rest des Netzwerks informieren.

Andere Bergleute akzeptieren diesen Block, sobald sie bestätigen, dass er allen Regeln entspricht, und verwerfen dann den Block, an dem sie selbst gearbeitet haben. Der glückliche Bergmann wird mit einem festen Betrag an Münzen belohnt, zusammen mit den Transaktionsgebühren, die zu den verarbeiteten Transaktionen im neuen Block gehören. Der Zyklus beginnt dann erneut.

Der Prozess der Erstellung eines gültigen Blocks basiert größtenteils auf Versuch und Irrtum, bei dem Bergleute jede Sekunde zahlreiche Versuche unternehmen, den richtigen Wert für eine Blockkomponente namens „Nonce“ zu finden, und hoffen, dass der resultierende fertige Block den Anforderungen entspricht ( da es keine Möglichkeit gibt, das Ergebnis vorherzusagen).

Aus diesem Grund wird Bergbau manchmal mit einer Lotterie verglichen, bei der Sie Ihre eigenen Zahlen auswählen können. Die Anzahl der Versuche (Hashes) pro Sekunde ergibt sich aus der Hashrate Ihrer Bergbaumaschinen. Dies wird normalerweise in Gigahash pro Sekunde ausgedrückt (1 Milliarde Hashes pro Sekunde).

Nachhaltigkeit

Der kontinuierliche Block-Mining-Zyklus bietet Menschen auf der ganzen Welt Anreize, Bitcoin abzubauen. Da der Bergbau eine solide Einnahmequelle darstellen kann, sind die Menschen sehr bereit, leistungshungrige Maschinen zu betreiben, um ein Stück davon zu erhalten. Im Laufe der Jahre hat dies dazu geführt, dass der Gesamtenergieverbrauch des Bitcoin-Netzwerks epische Ausmaße angenommen hat, da der Preis der Währung neue Höchststände erreicht hat. Das gesamte Bitcoin-Netzwerk verbraucht jetzt mehr Energie als eine Reihe von Ländern. Wenn Bitcoin ein Land wäre, würde es wie unten gezeigt rangieren.

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