Bitcoin-Mining kann Windparks rentabler machen
Forscher der irischen Technological University of the Shannon (TUS) haben untersucht, wie sich Bitcoin-Mining als flexibler Stromverbraucher in Windparks einsetzen lässt. Anhand realer Daten des irischen Strommarkts simulieren sie einen 100-MW-Windpark mit unterschiedlich großen Mining-Anlagen.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich dadurch ein großer Teil der ansonsten abgeregelten Windenergie verwerten und unter bestimmten Bedingungen gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit des Windparks verbessern lässt.
Von Stefan
Immer mehr Windstrom wird abgeregelt
Die Studie „Bitcoin mining as supply-side flexibility in Irish wind energy integration“ stammt von Marcel Sarnecki und Niall Burke von der Technological University of the Shannon (TUS). Die Arbeit wurde im November 2025 eingereicht und erschien im August 2026 in der Fachzeitschrift Energy Economics.
Das Ausgangsproblem der Studie ist die zunehmende Abregelung („Dispatch-down“) von Windenergie in Irland. Das Land will bis zum Jahr 2030 seine Onshore- und Offshore-Windkraftkapazitäten auf 8 beziehungsweise 5 Gigawatt (GW) ausbauen.
Gleichzeitig halten die Übertragungsnetze mit dem Ausbau der Erzeugungskapazitäten nicht Schritt. Dadurch droht die Lücke zwischen verfügbarer Windenergie und der vom Stromsystem aufnehmbaren Leistung weiter zu wachsen, sodass Windkraftanlagen häufiger abgeregelt werden müssen.
Im Jahr 2014 verfügte Irland über eine installierte Windkraftleistung von rund 2,5 GW und konnte etwa 5 % der verfügbaren Windenergie nicht nutzen. Zehn Jahre später hatten sich beide Werte ungefähr verdoppelt: 2024 betrug die installierte Leistung rund 4,9 GW und 10,1 % beziehungsweise 1,3 TWh der verfügbaren Windenergie wurden abgeregelt.
Im Jahr 2025 stieg der abgeregelte Anteil weiter auf 11,4 %. Bis 2030 erwarten die Forscher einen weiteren Anstieg, wenn zusätzliche Erzeugungskapazitäten ohne entsprechende Erweiterungen der Netzinfrastruktur hinzukommen.
Bitcoin-Mining als flexibler Verbraucher
Die Forscher der TUS untersuchen deshalb Bitcoin-Mining als potenzielle Möglichkeit, die Abregelung von Windenergie zu reduzieren, ohne dafür zusätzliche Übertragungskapazitäten schaffen zu müssen. In der Studie simulieren sie einen Windpark in Irland mit einer Leistung von 100 Megawatt (MW), der direkt mit einer Bitcoin-Mining-Anlage kombiniert wird.
Mining-Anlagen sind weitgehend standortunabhängig und zeichnen sich durch ein für Stromnetze interessantes Verbrauchsprofil aus: Sie können ihre Leistungsaufnahme innerhalb kurzer Zeit anpassen und damit flexibel auf das verfügbare Stromangebot reagieren.
Bei einem Überschuss können die Miner zusätzliche Energie aufnehmen, während sie ihren Verbrauch bei Stromknappheit oder hohen Preisen reduzieren beziehungsweise einstellen können. Dadurch eignen sie sich insbesondere als flexible Last in Verbindung mit schwankenden erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarenergie.
Praktisch eingesetzt wird Bitcoin-Mining als flexibler Stromverbraucher beispielsweise bereits in Stromnetzen in den USA und Japan. Auch in Deutschland wurde bereits mit den netzstabilisierenden Eigenschaften der Mining-Technologie experimentiert.
Bitcoin-Mining als flexible Netzlast ist zudem bereits seit einigen Jahren Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen. Frühere Studien kamen beispielsweise bereits zu dem Ergebnis, dass die Kombination mit Windkraft bei hoher Abregelung rentabel sein kann und flexibel betriebene Mining-Hardware durch kurzfristige Lastreduktionen zur Stabilisierung von Stromnetzen und Strompreisen beitragen kann.
Andere Arbeiten weisen zudem darauf hin, dass die Klimabilanz stark vom Standort, Strommix und tatsächlichen Lastverhalten der Miner abhängt. Die neue Studie der TUS überträgt die bisherigen Ansätze nun auf den irischen Strommarkt und untersucht nach Angaben der Autoren erstmals Bitcoin-Mining in einem kleinen, stark von erneuerbarer Windkraft geprägten Inselsystem unter regulierten Marktbedingungen.
Methodik der Studie
Für die Betriebssimulation der Mining-Anlage im 100-MW-Windpark nutzten die Forscher öffentlich verfügbare Daten des Jahres 2024, unter anderem zu:
- Windgeschwindigkeit und der daraus abgeleiteten Stromerzeugung,
- Strompreisen im irischen Single Electricity Market,
- der Abregelung von Windenergie sowie
- Bitcoin-Preis und Netzwerk-Hashrate.
Auf Grundlage dieser Daten erstellten die Forscher ein Modell, das verschiedene Erlös- und Betriebsstrategien der Windpark-Mining-Kombination miteinander vergleicht. Für jede der 8.760 untersuchten Stunden wird dabei die Verwendung der verfügbaren Energie so optimiert, dass die Gesamteinnahmen des Systems maximiert werden.
Je nach Szenario kann die Mining-Anlage neben ansonsten abgeregeltem Windstrom auch regulär vermarktbaren Windstrom und/oder Strom aus dem Netz nutzen, sofern Mining damit wirtschaftlich attraktiver ist.
Die Forscher unterscheiden sechs Szenarien:
- S0 – Kein Mining-Betrieb: Der Windstrom wird, soweit möglich, ins Netz eingespeist und am Strommarkt verkauft oder, wenn nötig, abgeregelt.
- S1 – Nur Dispatch-down: Für das Mining wird ausschließlich Windenergie genutzt, die ansonsten abgeregelt würde.
- S2 – Dispatch-down + eigener Windstrom: Abgeregelter Strom für das Mining hat Priorität. Ist anschließend noch Mining-Kapazität frei, kann auch Windstrom verwendet werden, der ansonsten ins Netz eingespeist würde – allerdings nur, wenn der Mining-Erlös höher ausfällt als der mögliche Erlös aus dem Stromverkauf.
- S3 – Dispatch-down + Netzstrom: Nach der Nutzung abgeregelter Windenergie darf bei freier Mining-Kapazität zusätzlich Strom aus dem Netz bezogen werden, sofern der Mining-Erlös die Kosten des Strombezugs einschließlich der angesetzten Netzentgelte übersteigt.
- S4 – Dispatch-down + eigener Windstrom oder Netzstrom: Nach der Nutzung der abgeregelten Energie kann die Mining-Anlage entweder eigenen Windstrom oder importierten Netzstrom verwenden, jedoch nicht beide Quellen gleichzeitig innerhalb derselben Stunde. Da importierter Strom mit zusätzlichen Netzentgelten verbunden ist, bleibt eigener Windstrom die günstigere beziehungsweise wirtschaftlich attraktivere Variante und wird stets zuerst genutzt. Netzstrom kommt erst infrage, wenn der eigene Windstrom nicht ausreicht.
- S5 – Maximale Flexibilität: Zusätzlich zur abgeregelten Windenergie können eigener Windstrom und importierter Netzstrom zur gleichen Zeit für das Mining eingesetzt werden, sofern dies jeweils wirtschaftlich sinnvoll ist.
Die Mining-Leistung wird innerhalb dieser Szenarien jeweils von 5 bis 90 MW in 5-MW-Schritten variiert. Als Referenz dient der Windpark ohne Mining (S0). Die Autoren untersuchen damit sowohl den Einfluss unterschiedlicher Betriebsstrategien als auch die Frage, welche Größe der Mining-Anlage für einen 100-MW-Windpark sinnvoll sein könnte.
Zusätzlich vergleichen die Autoren die möglichen Erlöse mit einem theoretischen Hybridmodell, bei dem 80 MW des Windparks über das irische Förderprogramm für erneuerbare Energien (RESS) abgesichert sind, während die verbleibenden 20 MW frei am Markt vermarktet und mit Bitcoin-Mining kombiniert werden. Diese Variante wird jedoch nicht als eigenes Szenario simuliert, sondern dient lediglich als Vergleichsrechnung und kann für die weitere Betrachtung vernachlässigt werden.
Die Mining-Anlage selbst ist dabei nicht auf öffentliche Förderung ausgelegt. Vielmehr betrachten die Autoren das Mining als privat finanzierte und marktgetriebene Investition. Für die Wirtschaftlichkeitsanalyse berücksichtigen sie unter anderem die Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten der ASICs und der übrigen Mining-Infrastruktur und untersuchen unter anderem auch die Amortisationszeit und Rendite.
Bei der Mining-Hardware vergleichen die Forscher zwei Generationen: den älteren Antminer S9 mit einer Energieeffizienz von rund 98 J/TH und den moderneren S21 Hydro mit 16 J/TH. Für die eigentliche Analyse konzentrieren sie sich jedoch auf den S21 Hydro, da der deutlich ineffizientere S9 sich unter den modellierten Bedingungen als nicht wirtschaftlich erwies.
Weniger Abregelung erforderlich
Die Ergebnisse des Modells zeigen, wie viel des abgeregelten Stroms durch Bitcoin-Mining genutzt werden könnte, welche Betriebsmodelle wirtschaftlich sind und wie die verfügbare Energie über die untersuchten 8.760 Stunden des Jahres 2024 aufgeteilt würde, um die Gesamteinnahmen zu maximieren.
Die gesamte potenzielle Windproduktion des modellierten 100-MW-Windparks betrug im Jahr 2024 288.831 MWh. Davon mussten jedoch 33.808 MWh aufgrund unzureichender Netzinfrastruktur abgeregelt werden. In dem Modell wird der abgeregelte Strom in allen Mining-Szenarien priorisiert und immer genutzt, solange freie Kapazitäten vorhanden sind. Der Anteil der aufgenommenen Dispatch-down-Energie hängt somit von der Größe der Mining-Anlage und nicht vom jeweiligen Szenario ab.
Die Studie zeigt, dass für den 100-MW-Windpark insbesondere Mining-Kapazitäten im Bereich von 20 bis 30 MW einen großen Teil der abgeregelten Energie aufnehmen können.
Bereits eine 20-MW-Anlage könnte laut Modell in sämtlichen Mining-Szenarien 83,1 % des abgeregelten Stroms nutzen, bei 25 MW sind es etwa 90 % und bei 30 MW rund 93 %. Anschließend nimmt der zusätzliche Nutzen einer größeren Mining-Anlage zunehmend ab.
Ab etwa 60 MW Mining-Kapazität wird praktisch die gesamte abgeregelte Windenergie verwertet. Zusätzliche Mining-Leistung beziehungsweise weitere Investitionen können die Abregelung daher kaum noch weiter reduzieren.
Gleichzeitig steht der wachsenden Mining-Kapazität nur noch wenig zusätzliche Dispatch-down-Energie gegenüber. Insbesondere beim ausschließlichen Betrieb mit abgeregeltem Strom sinkt dadurch die Auslastung der Hardware erheblich, während die Investitionskosten für weitere ASICs und Infrastruktur steigen.
Wie häufig die Mining-Anlage darüber hinaus betrieben wird und ob sich die Investition rentiert, hängt dagegen stark vom jeweiligen Mining-Szenario (S1 bis S5) ab.
Zu geringe Auslastung ist nicht rentabel
Ohne Bitcoin-Mining hätte der Verkauf der einspeisbaren Windenergie am Strommarkt Einnahmen von 22,2 Millionen Euro erzielt, was einem Durchschnittserlös von 86,90 Euro je MWh entspricht. Das ist der Referenzwert (S0) für die fünf Mining-Szenarien.
Für den abgeregelten Strom selbst setzt die Studie keine Strom- beziehungsweise Opportunitätskosten an. Die Autoren behandeln ihn im Modell als Energie, die andernfalls abgeregelt und somit nicht verkauft würde.
Doch „kostenloser Strom“ bedeutet im Modell nicht „kostenloses Mining“. Die Ergebnisse zeigen, dass der praktisch kostenlose Dispatch-down-Strom allein nicht ausreicht, um eine neu errichtete Mining-Anlage ausreichend auszulasten und die dafür erforderlichen Investitionen wirtschaftlich zu rechtfertigen.
So könnte eine 20-MW-Mining-Anlage zwar 83 % der abgeregelten Energie aufnehmen, wäre dabei jedoch nur zu rund 16 % ausgelastet – zu wenig, um Investitionskosten von rund 34,7 Millionen Euro für ASICs (S21 Hydro) und Mining-Infrastruktur sowie fixe jährliche Betriebskosten von etwa 420.000 Euro innerhalb eines wirtschaftlich attraktiven Zeitraums zu amortisieren.
Mit wachsender Mining-Kapazität sinkt die Auslastung, was beim ausschließlich mit abgeregeltem Windstrom betriebenen Szenario S1 besonders gravierend ist: Während eine kleine 5-MW-Anlage noch zu rund 30 % ausgelastet ist, fällt der Wert bei einer 20-MW-Anlage bereits auf etwa 16 % und bei 90 MW auf weniger als 5 %.
Aus diesem Grund bezeichnen die Autoren Szenario S1 unter ihrer Modellannahme als „nicht finanziell tragfähig“. Bitcoin-Mining ausschließlich mit ansonsten abgeregeltem irischem Windstrom wäre bei einer neu errichteten kommerziellen Mining-Anlage demnach nicht wirtschaftlich. Entscheidend ist dabei nicht der Strompreis, sondern die zu geringe Auslastung im Verhältnis zu den hohen Investitionskosten.
Erst die flexibleren Betriebsmodelle S2 bis S5, bei denen zusätzliche Energiequellen genutzt werden können, erreichen eine wesentlich höhere Auslastung (31 bis 76 %) und ermöglichen unter den Modellbedingungen wirtschaftlich attraktivere Investitionen.
Mehr Einnahmen durch Mining
Die höhere Auslastung der Mining-Anlagen führt schließlich auch zu höheren Einnahmen. Die Autoren heben in der Studie vor allem das Szenario S2 hervor:
Wenn eine Mining-Anlage mit 20 MW Leistung unter den Bedingungen von 2024 neben abgeregeltem Strom bei entsprechender Wirtschaftlichkeit auch regulär vermarktbaren Windstrom nutzt, steigen die Gesamteinnahmen des Windpark-Mining-Systems um 32 % – von 22,2 Millionen auf 29,2 Millionen Euro. Der Durchschnittserlös erhöht sich dabei auf 103,10 Euro je MWh.
Bei einer 30-MW-Anlage steigen die Gesamteinnahmen gegenüber dem Referenzfall um 40 % auf 31,1 Millionen Euro und der durchschnittliche Systemerlös auf 108,60 Euro je MWh.
Die zusätzlichen Einnahmen entstehen somit nicht ausschließlich durch die Monetarisierung ansonsten abgeregelter Windenergie. S2 nutzt zusätzlich regulären Windstrom für das Mining, wenn damit höhere Erlöse erzielt werden können als durch dessen Verkauf am Strommarkt.
Die Ergebnisse von S2 liegen sehr nahe an denen von S4, da der Netzstrom in S4 erst zum Einsatz kommt, wenn der eigene (günstigere) Windstrom nicht ausreicht und der Strombezug aus dem Netz nach Berücksichtigung der zusätzlichen Kosten wirtschaftlich ist.
Szenario S5 bietet die größte Flexibilität, da die Mining-Anlage neben abgeregeltem und regulärem Windstrom gleichzeitig auch importierten Netzstrom nutzen kann, sofern dies jeweils wirtschaftlich ist. Dadurch erreicht S5 – abhängig von der Größe der Mining-Anlage – eine Auslastung von 56 und 76 %.
Entsprechend erzielt dieses Szenario für das simulierte Jahr auch die höchsten Bruttoeinnahmen. Diese liegen bei einer Mining-Kapazität von 20 MW bei knapp 30 Millionen Euro und steigen mit zunehmender Leistung auf bis zu rund 40 Millionen Euro. Einen Durchschnittserlös je MWh weisen die Autoren für S5 allerdings nicht gesondert aus.
Je höher die Auslastung in den flexibleren Szenarien ausfällt, desto höher sind zwar grundsätzlich die Bruttoeinnahmen, desto weniger beschränkt sich die Funktion der Mining-Anlage jedoch auf die Verwertung ansonsten abgeregelter Windenergie.
Stattdessen entwickelt sich das Modell zunehmend zu einer Arbitragestrategie, bei der Strom je nach Marktpreis entweder verkauft oder für das Mining eingesetzt beziehungsweise günstig aus dem Netz bezogen wird, wenn der damit erzielbare Mining-Ertrag die entsprechenden Strombezugskosten übersteigt.
Der höchste Umsatz ist jedoch nicht automatisch mit der wirtschaftlichsten Investition gleichzusetzen. Mit größeren Mining-Anlagen steigen die Kosten für den Strombezug, die Mining-Hardware und die Infrastruktur erheblich, während sich der zusätzliche wirtschaftliche Nutzen (Rendite) der weiteren Kapazität trotz höherer Gesamteinnahmen verringert.
Die günstigsten Amortisationszeiten ergeben sich deshalb bei kleineren Mining-Anlagen von 5 bis 20 MW in den Szenarien S2, S4 und S5. Unter den Bedingungen des Jahres 2024 liegen sie laut Studie bei etwa 2,2 bis 4,4 Jahren.
Hardware-Generation ist entscheidend
Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit ist zudem die eingesetzte Mining-Hardware.
Wie anfänglich bereits erwähnt, schließen die Forscher die älteren Antminer S9 mit 98 J/TH trotz ihrer im Vergleich zum S21 Hydro deutlich geringeren Anschaffungskosten von der Analyse aus. Sie erzeugen aus derselben Strommenge entsprechend weniger Bitcoin, erzielen somit deutlich geringere Einnahmen je MWh und sind folglich wirtschaftlich nicht konkurrenzfähig.
Die moderneren S21-Hydro-Miner mit einer Effizienz von 16 J/TH lassen sich unter den untersuchten Bedingungen hingegen wirtschaftlich betreiben. Dabei untersucht die Studie allerdings die Errichtung neuer kommerzieller Mining-Anlagen mit entsprechenden Investitionskosten für ASICs, Container, Kühlung und Infrastruktur.
Ob bereits vorhandene oder sehr günstig erworbene Altgeräte bei praktisch kostenlosem Dispatch-down-Strom dennoch wirtschaftlich eingesetzt werden könnten – beispielsweise in einem Betriebsmodell wie S1 –, wird in der Studie nicht gesondert untersucht.
Dass ein solcher Ansatz grundsätzlich verfolgt wird, zeigt beispielsweise das Mining-Unternehmen MARA, das einen Windpark unter anderem zur Nutzung überschüssiger Energie mit ausgemusterten Minern übernommen hat.
Bitcoin-Mining kann den notwendigen Ausbau von Stromnetzen mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien zwar nicht ersetzen, die Studie zeigt jedoch, dass flexibel betriebene Mining-Anlagen für Windparks mit hoher Abregelung eine zusätzliche Möglichkeit darstellen können, bislang ungenutzte Energie zu monetarisieren und gleichzeitig zusätzliche Einnahmen zu generieren. Diese könnten wiederum zusätzliche Investitionen in die benötigte Netzinfrastruktur erleichtern.
Ob sich ein solches Modell wirtschaftlich rechnet, hängt letztlich von der richtigen Dimensionierung der Mining-Anlage, der Effizienz der Hardware, dem regulatorischen Rahmen, den jeweiligen Standort- und Strommarktbedingungen sowie von der Entwicklung des Bitcoin-Preises und der Netzwerk-Hashrate ab.
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