Umweltbewertung und regulatorische Herausforderungen von DLT-Lösungen : Schlussbericht / von Dr. Matthias Hafner, Beatrix Marosvölgyi, Dr. Nicolas Eschenbaum, Romain de Luze, Elena Zarković, Dr. Samuel Rutz (Swiss Economics SE AG, Zürich Schweiz), Prof. Dr. Tim Weingärtner (Departement für Informatik der Hochschule Luzern, Rotkreuz Schweiz), Johannes Erny (Freiburg Deutschland) ; im Auftrag des Umweltbundesamtes ; Redaktion: Fachgebiet Z 2.3 Digitale Transformation und Beratungsstelle Green IT - Anna Zagorski & Dirk Osiek
Download7.27 MB
Discovery
1968319263
URN
urn:nbn:de:gbv:3:2-123456789-1180285
DOI
ISBN
ISSN
Koordinaten
Skalierung
Beiträger
Körperschaft
Erschienen
Dessau-Roßlau : Umweltbundesamt, 2026
Umfang
1 Online-Ressource (263 Seiten, 7,27 MB) : Illustrationen, Diagramm
Ausgabevermerk
Sprache
ger
Anmerkungen
Abschlussdatum: November 2024
Quellenverzeichnis: Seite 210-224
Sprache der Zusammenfassung: Deutsch, Englisch
Inhaltliche Zusammenfassung
Distributed-Ledger-Technologie (DLT), insbesondere Blockchain, gilt als zukunftsweisend, ist jedoch je nach Implementierung mit erheblichem Energie- und Ressourcenverbrauch verbunden. Diese Studie untersucht die Umweltauswirkungen von Blockchain-Anwendungen, vergleicht sie mit alternativen Technologien und diskutiert regulatorische Rahmenbedingungen für nachhaltigere Lösungen. Vier Anwendungsfälle - Bitcoin, Ethereum, ein dezentraler Energiemarkt und der Handel mit Green Bonds - wurden mittels Ökobilanz (Life-Cycle Assessment) analysiert. Um die Umweltauswirkungen zu quantifizieren, wurde ein Bottom-up-Modell entwickelt, das den Ressourcen- und Energieverbrauch verschiedener Blockchain-Anwendungen in Bezug auf den abiotischen Rohstoffverbrauch (ADP), den Strom- sowie Energiebedarf (KSA bzw. KEA) sowie die Treibhausgasemissionen (GWP) abschätzt. Die Ergebnisse zeigen, dass Proof-of-Work (POW)-Systeme wie Bitcoin deutlich höhere Umweltbelastungen verursachen als Proof-of-Stake (POS)-Alternativen wie Ethereum. Zudem zeigt sich, dass Blockchain für reine Rechenoperationen ungeeignet ist, jedoch beim Austausch von Werten Effizienzgewinne ermöglichen kann, indem sie bestehende Intermediäre zumindest teilweise ersetzt. Rechtlich betrachtet sind Smart Contracts grundsätzlich für den Vertragsabschluss zulässig, Umweltaspekte wurden jedoch bislang unzureichend berücksichtigt. Bestehende regulatorische Rahmenwerke erfassen negative Externalitäten nicht vollständig, was zu "Carbon Leakage" führen kann. Als mögliche Maßnahmen wurden Umweltlabels, Nachhaltigkeitsberichte, Steuern und andere marktorientierte Massnahmen sowie Verbote diskutiert. Die Studie kommt zum Schluss, dass POW-Blockchains erhebliche Umweltkosten verursachen, die nicht vollständig internalisiert sind, sodass regulatorische Eingriffe in Erwägung gezogen werden sollten. Weder bestehende Regulierungen noch mögl. Maßnahmen bieten jedoch durchgehend überzeugende Lösungen. Für das weitere Vorgehen wird eine vertiefte Kosten-Nutzen-Analyse der identifizierten relevanten Maßnahmen empfohlen.
Distributed Ledger Technology (DLT), particularly blockchain, is considered innovative but, depending on its implementation, can be associated with significant energy and resource consumption. This study examines the environmental impact of blockchain applications, compares them with alternative technologies, and discusses regulatory frameworks for more sustainable solutions. Four use cases - Bitcoin, Ethereum, a decentralized energy market, and the trading of Green Bonds - were analyzed using a life cycle assessment (LCA). To quantify the environmental impact, a bottom-up model was developed to estimate the resource and energy consumption of various blockchain applications in terms of abiotic resource depletion (ADP), power and energy demand (KSA and KEA), and greenhouse gas emissions (GWP). The results show that Proof-of-Work (POW) systems like Bitcoin cause significantly higher environmental impacts than Proof-of-Stake (POS) alternatives such as Ethereum. Furthermore, blockchain technology is unsuitable for pure computational tasks but can improve efficiency in value exchange by at least partially replacing existing intermediaries. From a legal perspective, Smart Contracts are permissible under civil law; however, environmental aspects have so far been insufficiently addressed. Existing regulatory frameworks do not fully account for negative externalities, potentially leading to carbon leakage. Proposed measures include environmental labeling, sustainability reporting, taxes, other market-oriented measures, and outright bans. The study concludes that POW-based blockchains generate substantial environmental costs that are not completely internalized, suggesting that regulatory interventions should be considered. However, neither existing regulations nor the proposed measures provide fully convincing solutions. For future action, an in-depth cost-benefit analysis of the identified relevant measures is recommended.
Schriftenreihe
Texte. Umweltbundesamt ; 2026, 41 ppn:505871920
Ressortforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz
Ressortforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz