Hoe ziet de rol van crypto en blockchain er in een duurzame toekomst uit?

De duurzaamheid en het energieverbruik van cryptocurrencies is de afgelopen jaren een belangrijk onderwerp van discussie geweest. Cryptocurrencies worden over het algemeen als energieslurpende digitale valuta’s gezien die niet bepaald duurzaam zijn. Deze gedachte komt voornamelijk voort uit de energieconsumptie van Bitcoin (BTC), die door zijn Proof-of-Work (PoW) algoritme veel energie verbruikt.

Toch gebruiken letterlijk alle andere cryptocurrencies en blockchains veel minder energie dan Bitcoin. Is het dan wel terecht om de hele cryptomarkt als ‘slecht voor het milieu’ af te schrijven?

Verschillende experts geven zelfs aan dat blockchains een oplossing kunnen bieden voor het klimaat- en milieuprobleem waar we ons nu in bevinden. Zij denken dus dat crypto en blockchain wel degelijk een rol in een duurzamere toekomst hebben. Om deze rol beter te begrijpen moeten we eerst naar het huidige energieverbruik van cryptocurrencies kijken.

Het huidige energieverbruik van crypto en blockchain

Veel mensen zien cryptocurrencies als milieuvervuilend. Dat komt vooral door Bitcoin, die het Proof-of-Work consensus mechanisme gebruikt. Dit mechanisme kost inderdaad veel meer stroom dan andere mechanismes. Het grootste probleem zit echter in het verlies van energie. Bij Proof-of-Work is er veel energie nodig dat uiteindelijk niet gebruikt wordt.

De energieslurpende werking van Proof-of-Work

Een blockchain dat Proof-of-Work gebruikt heeft een netwerk dat uit ‘miners’ bestaat. Dit zijn computers die transacties verifiëren om een beloning te ontvangen. Een miner ontvangt een beloning wanneer deze als eerste alle transacties van de afgelopen 10 minuten verwerkt en deze als blok (met alle samengevoegde transacties) aan de blockchain toevoegt.

In de blockchainnetwerk van Bitcoin zijn ongeveer één miljoen miners actief die allemaal proberen om de snelste te zijn. Uiteindelijk kan maar één miner daadwerkelijk de snelste zijn en een blok aan de blockchain toevoegen, terwijl alle andere 999.999 ook energie leveren om als snelste de transacties te verwerken. Er is dus veel energie nodig dat uiteindelijk verloren gaat. Daarom wordt Proof-of-Work als een niet-duurzaam mechanisme beschouwd.

Uit onderzoek van de Universiteit van Cambridge blijkt dat Bitcoin jaarlijks 130 TWh (Terrawatt uur) verbruikt, wat neerkomt op een continu verbruik van 15 gigawatt aan elektriciteit. Het netwerk van Tezos, dat Proof-of-Stake (PoS) als consensus mechanisme gebruikt, verbruikt jaarlijks slechts 0,00006 TWh met een continu elektriciteitsverbruik van 0,000006 GW. Het is dus zonder twijfel mogelijk om een cryptocurrency en blockchain te ontwikkelen die veel minder energie gebruikt.

Het is dus meer dan logisch dat er zorgen zijn over het elektriciteitsverbruik van bepaalde cryptocurrencies zoals Bitcoin. Echter, door Bitcoin, worden vrijwel alle cryptocurrencies als niet-duurzaam gezien. Dat is onterecht, want alle andere cryptocurrencies verbruiken veel minder elektriciteit dan Bitcoin.

Maar wat maakt een cryptocurrency duurzaam?

Een aantal factoren hebben invloed op de duurzaamheid en het elektriciteitsverbruik van een cryptocurrency. Het begint bij de blockchain waar de cryptocurrency op draait. Bitcoin was ’s werelds eerste cryptocurrency en ontwikkelaars hadden tijdens de ontwikkeling nooit gedacht dat Bitcoin zo groot zou worden. Ze hebben zich daarom ook niet met de duurzaamheid van het netwerk bezig gehouden.

Nieuwe cryptocurrencies hoeven de blockchain- en cryptotechnologie niet opnieuw uit te vinden en kunnen het elektriciteitsverbruik makkelijker optimaliseren. Dat kan door een duurzamer consensus mechanisme te kiezen, al zijn er ook veel andere manieren om een cryptocurrency en blockchain duurzamer te maken.

Transitie naar groenere consensus mechanismen

We hoeven niet meer uit te leggen dat het traditionele Proof-of-Work, met zijn hoge energieverbruik, vraagtekens zet bij de duurzaamheid van sommige blockchains. Toch is de crypto-gemeenschap niet blind voor dit probleem en wordt er actief aan innovatieve oplossingen gewerkt. Zo zijn er verschillende consensus mechanismen die een stuk energie-efficiënter werken, zoals Proof-of-Stake.

Bij Proof-of-Stake zorgen de zogenaamde ‘validators’ voor het valideren van transacties. Dat doen ze door een bepaalde hoeveelheid van hun eigen cryptocurrencies in te zetten om kans te maken op het valideren van transacties. De ingezette cryptocurrencies noemen we een ‘stake’ en zijn vergelijkbaar met een borg. Bij correcte validatie worden de validators beloond met nieuwe crypto, terwijl ze een deel of hun volledige stake verliezen na het goedkeuren van foutieve transacties. Het systeem is dus gebaseerd op vertrouwen.

Het grootste voordeel van Proof-of-Stake is dat het geen enorme hoeveelheden energie gebruikt zoals Proof-of-Work. Er zijn ondertussen veel bekende cryptocurrencies die Proof-of-Stake gebruiken, zoals Solana, Cardano en Ethereum. Dit jaar is Ethereum, de op een na grootste cryptocurrency qua market cap, overgegaan van Proof-of-Work naar Proof-of-Stake.

Ethereum’s groene transitie naar Proof-of-Stake

Ethereum’s overstap naar Proof-of-Stake heet The Merge en mogen we baanbrekend noemen. Binnen de cryptowereld was er nog nooit eerder zo’n grote blockchain die de overstap naar een ander consensus mechanisme heeft gemaakt. Met de implementatie van de Ethereum Merge is het energieverbruik met maar liefst 99,95% verminderd. Hierdoor is niet alleen de ecologische voetafdruk van Ethereum afgenomen, maar werd ook de schaalbaarheid en de veiligheid van het netwerk vergroot. De overgang wordt door veel mensen als een schitterend voorbeeld gezien voor andere cryptocurrencies om hun consensus mechanisme te herzien.

Naast Proof-of-Stake zijn er ook nog andere energie-efficiënte consensus mechanismen onderzocht en ontwikkeld. Op dit moment zijn er verschillende consensus mechanismen die een stuk energiezuiniger zijn dan Proof-of-Work, waaronder:

  • Proof-of-Authority (PoA), gebruikt door onder andere VeChain en Quorum.
  • Delegated Byzantine Fault Tolerance (DBFT), gebruikt door onder andere NEO en Binance Coin.
  • Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), gebruikt door onder andere Hyperledger Sawtooth.
  • Byzantine Fault Tolerance (BFT), gebruikt door onder andere Ripple.
  • Proof-of-Elapsed-Time (PoET), gebruikt door onder andere Hyperledger Sawtooth.
  • Federated Byzantine Agreement (FBA), gebruikt door onder andere Stellar.
  • Proof-of-Capacity (PoC), gebruikt door onder andere Burst, Storj en Chia.
  • Proof-of-Randomness (PoR), gebruikt door onder andere Gochain.
  • Delegated Proof-of-Stake (DPoS), gebruikt door onder andere EOS, TRON en Steem.

Ontwikkelaars zoeken continu naar de perfecte balans tussen veiligheid, decentralisatie en energie-efficiëntie. Bovenstaande lijst bevat nog niet eens alle consensus mechanismen die duurzamer zijn dan Proof-of-Work. Dit maakt dus meteen duidelijk dat er op dit moment al genoeg groene opties zijn waar blockchainontwikkelaars voor kunnen kiezen.

Blockchain voor duurzaamheidsoplossingen

De discussie rondom blockchain en het milieu richt zich met name op het energieverbruik van cryptocurrencies zoals Bitcoin. Het gebruik van Proof-of-Work als consensus mechanisme is inderdaad een proces dat erg veel energie kost en dus niet goed voor milieu en klimaat is. Echter, we moeten ook naar de positieve kant kijken. Blockchain kan niet alleen zelf duurzamer worden gemaakt, maar het kan ook dé oplossing zijn voor veel duurzaamheidsvraagstukken

Greenwashing aanpakken

De nadruk op duurzaamheid is de afgelopen jaren enorm toegenomen. Wereldwijd zetten bedrijven zich in om hun ecologische voetafdruk te verminderen. Helaas is er bij sommige van deze initiatieven gebrek aan transparantie, wat leidt tot ‘greenwashing’. Blockchain kan een oplossing voor dit probleem zijn.

Zoals we eerder al zeiden is het energieverbruik van Ethereum (ETH) met maar liefst 99,95% verminderd sinds de overgang naar Proof-of-Stake. Maar er is meer mogelijk. Dankzij de Ethereum Climate Platform (ECP), een samenwerking tussen grote bedrijven zoals Ethereum Enterprise Alliance, ConsenSys en Microsoft, wordt de milieu-impact van Ethereum’s eerdere koolstofverbruik aangepakt.

Een van de voordelen van dit project is het vermogen om emissies nauwkeurig te volgen en te verifiëren. Door de onveranderlijkheid en transparantie van de blockchain kan de uitstoot van bedrijven nauwkeurig bijgehouden worden, wat leidt tot echte verantwoordingsplicht voor hun duurzaamheidsbeweringen. 

Met van smart contracts op de blockchain van Ethereum kunnen bedrijven het volgen van hun koolstofuitstoot automatiseren. Omdat alle informatie op de blockchain publiekelijk toegankelijk is, maar ook vanwege de cryptografische beveiliging, kunnen de gegevens niet worden vervalst. Ook stelt de zero-knowledge technologie bedrijven in staat om bewijs te leveren van hun energieverbruik zonder daadwerkelijk gevoelige gegevens te onthullen.

Tokenization van milieuactiva

Een andere toepassing van de blockchaintechnologie is de tokenization van milieuactiva. De afgelopen jaren is de koolstofkredietmarkt in opgekomen, die door de Verenigde Naties ondersteund wordt, en een mooi voorbeeld is van hoe blockchain klimaatactie kan stimuleren. Dit soort kredieten kunnen eenvoudig als tokens op de blockchain opgeslagen en verplaatst worden. Door de hoge transparantie kan iedereen de markt en kredieten volgen, wat de koolstofkredietmarkt een stuk transparanter en eerlijker maakt.

Decentraal energienetwerk

Naast het verifiëren van milieuvriendelijke bedrijfsprocessen kan de blockchain ook worden gebruikt voor het creëren van een decentraal energienetwerk. Hier houdt Energy Web Chain zich mee bezig. Dit is een open-sourceplatform dat is ontworpen om de ontwikkeling van toepassingen in de energiesector te ondersteunen. Dat doet het door een traceerbaar, democratisch, decentraal en koolstofvrij energiesysteem op te bouwen.

Nog veel meer mogelijke duurzaamheidstoepassingen

Naast de koolstofkredieten en het decentraal energienetwerk zijn er nog veel meer andere mogelijke duurzaamheidstoepassingen voor de blockchaintechnologie. Dit jaar worden er nog systemen verwacht die gericht zijn op het volgen van watergebruik en de productie van plastic.

Door een beter afvalbeheer wordt het makkelijker om milieuvervuilers aan te pakken of mensen en bedrijven te stimuleren hun afval op de juiste manier in te leveren voor recycling. Zo kunnen bedrijven verantwoordelijk gehouden worden voor hun acties en is het voor consumenten makkelijker om bedrijven te selecteren op basis van hun duurzaamheid. Ook kan blockchain gemeenschappen die getroffen zijn door milieu- en natuurgeweld ondersteunen door eerlijkere handelspraktijken en inkomstenverdeling te bevorderen.

Al deze voorbeelden maken des te duidelijker dat de blockchain een potentieel instrument is om een duurzame toekomst te garanderen. Het gaat dus niet alleen om het verminderen van het energieverbruik van blockchains, maar ook om het benutten van de technologie om een transparanter, eerlijker en duurzamer ecosysteem te creëren.

Kritiek en uitdagingen

In het begin van deze column hadden we het al over de kritiek op blockchain. Cryptocurrencies en blockchains worden als vervuilend gezien, wat vooral komt door het hoge energieverbruik van Bitcoin’s Proof-of-Work mechanisme. Het is belangrijk dat experts en ontwikkelaars wat aan het energieverbruik van Bitcoin doen, want Bitcoin is inderdaad geen duurzame valuta. De cryptocurrency verbruikt ontzettend veel energie, terwijl het hoge energieverbruik helemaal niet nodig is voor een praktische werking van de blockchain.

Veel ontwikkelaars weerleggen dat Bitcoin, vergeleken met andere banksystemen, weinig energie verbruikt. Toch is het een feit dat er ontzettend veel ongebruikte energie verloren gaat. Ontwikkelaars kunnen zich dus veel beter richten op het oplossen van Bitcoin’s energieprobleem dan op het weerleggen van de kritiek.

Het is Ethereum gelukt om succesvol naar het energiezuinigere Proof-of-Stake over te gaan, wat laat zien dat het dus inderdaad mogelijk is. Ethereum’s Merge is een voorbeeld en inspiratie voor veel cryptocurrencies, zo hopelijk ook voor Bitcoin.

Er zijn daarnaast natuurlijk ook nog een hele hoop andere uitdagingen binnen de cryptosector. Blockchain kan voor een groot aantal duurzaamheidstoepassingen worden gebruikt, maar dat gebeurt op dit moment nog maar weinig. Ondanks dat dit aantal toeneemt, wordt blockchain op dit moment nog voor veel andere toepassingen gebruikt. Denk aan cryptocurrencies, games, metaverses en financiële toepassingen zoals DeFi. Dat is de reden dat veel mensen kritiek hebben op ontwikkelaars; ze zouden zich te veel bezig houden met praten en discussiëren over wat er mogelijk is, terwijl ze ook praktische veranderingen moeten uitvoeren. Alleen zo kan er daadwerkelijk iets aan het probleem gedaan worden.

Conclusie

Hoewel de blockchaintechnologie vaak onder het vergrootglas ligt vanwege zijn invloed op het milieu, dat vooral komt door het Proof-of-Work mechanisme, biedt het eveneens de kans om bepaalde duurzaamheidsuitdagingen aan te pakken. De technologie is veelzijdig en de mogelijkheden voor het verbeteren van transparantie, het garanderen van authenticiteit en het stimuleren van duurzame praktijken zijn bijna grenzeloos.

Van het verifiëren van milieuvriendelijke bedrijfsprocessen en het aanpakken van greenwashing tot het verbeteren van afvalbeheer en het ondersteunen van gemeenschappen die getroffen zijn door milieuschade: de blockchaintechnologie toont zijn potentie als een belangrijke speler in de wereld van duurzaamheid.

Terwijl we als samenleving blijven streven naar een duurzamere toekomst, moeten we de kracht van blockchain omarmen. We moeten het niet alleen als een financieel instrument gebruiken, maar als een essentieel hulpmiddel voor een groene vooruitgang zien. Het is tijd dat we voorbij de stereotypen kijken en de mogelijkheden van deze technologie herkennen in onze missie voor een groenere planeet.

Avatar foto
Mijn eerste ervaring met de cryptowereld heb ik tijdens de bull-run van 2017 opgedaan. Deze kennis werd nog eens versterkt toen ik besloot af te studeren bij een bedrijf dat hun eigen blockchain en cryptocurrency ontwikkelde. Dit heeft me veel fundamentele en technische kennis over blockchain en crypto opgeleverd die ik graag met jou deel!