CO2TOKEN als Erfolgskontrolle für die Erreichung einer klimaneutralen Cardano Blockchain

Die Cardano Blockchain verbraucht dank ihres Proof of Stake-(PoS) – Konzepts bereits sehr wenig Energie im Vergleich zu Bitcoin und anderen Kryptowährungen. Das PoS-Konzept von Cardano ist bis zu 4 Millionen Mal energieeffizienter als das Bitcoin-Protokoll. 

Dennoch verbraucht auch die Cardano Blockchain Energie. Aktuell sind neben der Infrastruktur des Unternehmens IOHK und der Cardano Foundation noch mehr als 2000 Stakepools zu berücksichtigen, die Relays und Block Producer für die dezentrale Cardano Blockchain bereitstellen. Dabei setzt ein Teil der Poolbetreiber bereits auf den Einsatz von erneuerbaren Energien. Der größere Teil verwendet aber einen konventionellen Strommix bzw. hat durch die virtualisierte Infrastruktur in Rechenzentren keinen Einfluss auf die Art der Energieerzeugung zum Betrieb ihres Pools. Im März haben wir hierzu erste Abschätzungen errechnet und kommen zum Ergebnis, dass für den Betrieb einer vollständig klimaneutralen Cardano-Blockchain aktuell rd. 2.320 t CO2 pro Jahr zu kompensieren sind. Diese Zahl ist erstaunlich niedrig. Es ist also ein realistisch erreichbares Ziel, die Cardano Blockchain als erste Blockchain-Technik der Welt vollständig klimaneutral zu gestalten.

Doch wie kann das geschehen ?

Die Cardano Blockchain bringt alle dafür notwendigen Voraussetzungen bereits mit, was einmal mehr zeigt, wie gut durchdacht dieses Projekt ist und welche zukunftsweisenden Möglichkeiten es beinhaltet.

  1. Die sinnvollste Maßnahme ist der Einsatz regenerativer Energiequellen zum Betrieb der Pools, denn Emissionen, die nicht entstehen, müssen nicht kompensiert werden.
  2. Dadurch, dass Relays und Nodes relativ geringe Rechenkapazität benötigen, ist der Betrieb auf energiesparsamer Infrastruktur möglich (einzelne Poolbetreiber lassen ihre Infrastruktur sogar auf Raspberry Pi oder anderen Kleincomputern bei geringen Stromverbräuchen laufen).
  3. Pool-Betreiber, die Blöcke produzieren (was bei einem active stake von >  1,3 M Ada regelmäßig gewährleistet sein sollte) erhalten Rewards, aus denen ein Teil für CO2-Kompensationsmaßnahmen gespendet werden kann. Zu diesem Zweck hat sich die Climate Neutral Blockchain Group gegründet (CNBG), in der sich Pool-Betreiber zu diesem gemeinsamen Zweck zusammengeschlossen haben. Die Aufnahme weiterer Pools in die Gruppe ist möglich und wird sehr begrüßt.
  4. Auch Poolbetreiber, die nicht der Gruppe angehören und sich nicht explizit als Klimaschutzpool begreifen, aber z.B. ökologische Projekte unterstützen, tragen ihren Teil bei, indem sie z.B. Bäume pflanzen, Moore schützen oder andere Maßnahmen unterstützen, die direkt oder indirekt CO2-Emissionen kompensieren.
  5. Delegatoren unterstützen die genannten Projekte, indem sie entweder passiv (durch Staken ihrer Ada in einen Pool, dem sie dadurch die Möglichkeit zur Erwirtschaftung von Rewards für Spenden ermöglichen), oder aktiv (durch eigene Baumspenden) tätig werden. 

Erfolgskontrolle durch CO2-Token

Um zu beurteilen, ob und in welchem Maße die o.g. Maßnahmen dazu beitragen, die Cardano Blockchain klimaneutral zu machen,  haben wir die CO2TOKEN als Native Token auf der Cardano Blockchain geschaffen.

Aus dem Kyoto Protokoll zum Klimaschutz ist der Emissionshandel mit CO2-Zertifikaten bekannt. Dies funktioniert so, dass jedes Unternehmen (z.B. ein Kraftwerk), das eine Tonne CO2 in die Atmosphäre entweichen lässt, dafür ein entsprechendes Nutzungsrecht einkaufen muss (Zertifikat). Weniger CO2-Erzeugung bedeuten also geringere Kosten, wodurch ein Anreiz geschaffen wird, auf CO2-arme Technologien zu setzen. Gleichzeitig besteht ein Steuerungsinstrument für die Gesamtemissionen, da die Anzahl der ausgegebenen Zertifikate von den Regierungen immer weiter reduziert werden kann.

Nun ist diese Art von Steuerungsinstrument zur Herstellung einer klimaneutralen Blockchain nicht geeignet, da die Blockchain-Technik dezentral organisiert ist und es – abgesehen vom technischen Protokoll für die Blockchain – keine übergeordneten Regelsysteme und Verpflichtungen gibt. Der Betrieb der Stakepools geschieht auf freiwilliger Basis, aus völlig unterschiedlichen Motiven und auf unterschiedlicher Infrastruktur.

Daher braucht es ein anderes Anreizsystem, damit die Minderung von Emissionen auf freiwilliger Basis erfolgt (siehe oben, Maßnahmen 1-5). Der vom CO2POOL entwickelte „CO2TOKEN“ ist so ein Anreizsystem, da er Delegatoren und Poolbetreibern eine anwendungsbezogene Nutzung eines Native Tokens auf der Cardano Blockchain ermöglicht. Durch die CO2TOKEN können teilnehmende Pools z.B. Incentives an ihre Delegatoren vergeben (vergleichbar Wertgutscheinen). Unsere Vision ist, dass – analog zum Einkauf mit Ada – die CO2TOKEN z.B. zum Erwerb von NFTs verwendet werden können, die beispielsweise durch Pools der CNBG bereitgestellt werden: als „Dankeschön“, dass Delegatoren einen Klimaschutzpool unterstützen. Damit besteht auch für Dritte die Möglichkeit, das Projekt (indirekt) zu unterstützen, wenn sie CO2TOKEN als Wertgutscheine akzeptieren. Zum Beispiel können Künstler das Projekt unterstützen, indem sie NFT’s spenden oder sie selbst den Einkauf einiger ihrer Werke mit CO2TOKEN ermöglichen.

Die Anzahl der CO2TOKEN ist limitiert. Wir haben errechnet, dass wir für die dauerhafte Kompensation der oben genannten 2.320 t CO2 pro Jahr a eine Gesamtzahl von 1.850.000 CO2TOKEN schaffen müssen. Dabei gehen wir davon aus, dass 1 Token für eine Kompensationsleistung von 1,25 kg CO2 pro Jahr steht. 10 Token entsprechen somit der CO2-Kompensation, die ein Baum durchschnittlich pro Jahr in seiner Lebenszeit erbringt. In Analogie zu dieser Berechnung ergeben sich folgende weitere Token-Werte:

 10 CO2TOKEN stehen für…

Pflanzung und Pflege eines Baums (nachhaltige Aufforstung mit Lebensdauer der Bäume > 80 Jahre), z.B. TreesForLife*
Klimaschutz-Kompensationszahlung in Höhe von 6 € (z.B. über Atmosfair)
Schaffung / Schutz von 10 m² Wald
0,175 m² Neuanlage von Moorlandschaften
Weitere äquivalente Maßnahmen (zu ergänzen)

*Bei der Pflanzung von Bäumen ist darauf zu achten, dass diese dauerhaft erhalten bleiben, da Bäume erst nach einigen Jahren ihre volle Kompensationsleistung erbringen. Das Pflanzen kleiner Setzlinge von Nutzpflanzen, die bereits nach kurzer Zeit geerntet werden, hat zwar ebenfalls eine Kompensationswirkung, diese ist aber geringer anzusetzen als z.B. ein Buchenwald mit einer Lebensdauer der Buchen von mind. 80 Jahren.

Der CO2POOL verwaltet als eine Art „Treasury“ (Zentralbank) die Gesamtzahl an CO2TOKEN, die einmalig erzeugt werden. Die Token werden an diejenigen ausgegeben, die nachvollziehbare Klimaschutzmaßnahmen durchgeführt haben. Das können Pool-Betreiber sein (z.B. wenn ein Pool aus seinen Rewards 500 Bäume pflanzt erhält er dafür 5.000 CO2TOKEN), oder Delegatoren, die z.B. separat Bäume pflanzen. Die CO2TOKEN werden bewusst nicht als poolbezogener Token ausgegeben, sondern als Token, der für alle Klimaschutzmaßnahmen in der Cardano-Blockchain Anwendung finden kann. Daher wird für den Token ein neutrales (poolunabhängiges) Logo verwendet und die enthaltene URL verweist auf eine Liste der teilnehmenden CNBG-Pools und den bisher erreichten Stand der Klimaneutralität (dies geschieht, sobald erweiterte Metadaten für Token im Mainnet registriert werden können).

Inwiefern die Pool-Betreiber die CO2TOKEN als Incentives an ihre Delegatoren weitergeben, bleibt ihnen überlassen. Beim CO2POOL erhält ein Delegator z.B. je 10.000 Ada Stake und Jahr 10 Token, da aus den Rewards, die der Pools aus dieser Delegation erhält, ein Baum in unserem Cardano-Hain gepflanzt werden kann. Perspektivisch wird man mit diesen Token dann NFTs oder andere Incentives bei uns oder anderen teilnehmenden Pools erwerben können.

Entscheidend ist, dass so viele Token wie möglich in Umlauf kommen, denn wenn 50 % in Umlauf sind heißt das, dass der vollständige Energiebedarf der Cardano Blockchain bereits zu 50 % klimaneutral gedeckt ist. Sind alle 1.850.000 Token im Umlauf, ist ein CO2-Ausgleich im Gegenwert von z.B.  185.000 Bäumen hergestellt und die Blockchain damit dauerhaft klimaneutral.

Eine weitere Schaffung von CO2TOKEN ist somit nicht erforderlich, solange nicht weitere Energieverbräuche hinzukommen. Das kann z.B. der Fall sein, wenn weitere Stakepools gegründet werden oder sich der Energiebedarf aufgrund steigender Transaktionen und zusätzlicher Anwendungen auf der Cardano-Blockchain erhöht. In diesem Fall werden neue Token geschaffen, die wiederum in Verkehr gebracht werden, bis alle CO2-Emissionen dauerhaft kompensiert sind. Umgekehrt können auch nicht ausgegebene  Token „verbrannt“ werden, wenn mehr Pools auf erneuerbare Energieträger umstellen und sich der Aufwand zur Erreichung der Klimaneutralität verringert. Token kann z.B. auch ein Pool erhalten, der nachweislich von konventioneller Energie auf erneuerbare Energie umstellt (das wären dann rd. 1.325 Token)

Auf unserer Webseite und bei CNBG werden wir regelmäßig über die Anzahl der ausgegebenen Token und den Fortschritt bei der Schaffung einer klimaneutralen Blockchain berichten (prozentuale Zielerreichung). Je mehr Pools auf erneuerbare Energien setzen und je mehr Delegatoren in Pools delegieren, die sich explizit dem Klimaschutz verpflichten und sich z.B. in der CNBG organisieren, umso eher werden wir dieses Ziel gemeinsam erreichen.

Stewfan Rehfus, CO2POOL; 15. April 2021

Quellen:

 

https://www.co2online.de/service/klima-orakel/beitrag/wie-viele-baeume-braucht-es-um-eine-tonne-co2-zu-binden-10658/
https://www.wald.de/waldwissen/wie-viel-kohlendioxid-co2-speichert-der-wald-bzw-ein-baum/
https://www.landwirtschaft.de/landwirtschaft-verstehen/haetten-sies-gewusst/pflanzenbau/wie-viel-co2-binden-waelder
https://www.jnf-kkl.de/co2-rechner-baeume-pflanzen/
https://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/klimawandel-und-anpassung/moorboeden

https://www.weizmann.ac.il/EPS/Yakir/sites/EPS.Yakir/files/publications/rafat_qubaja_phd_thesis_11_dec_2019.pdf

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