Revolutioniert Blockchain den Stromhandel?

Künstliche Intelligenz (KI) ist nicht die einzige Technologieentwicklung, die die Energiebranche beeinflusst und verändert. Eine weitere ist die disruptive Blockchain-Technologie. Blockchain kann eingesetzt werden, um Transaktionen verschlüsselt zu speichern. Jede Transaktion kann zurückverfolgt werden, wodurch Transparenz, Sicherheit und Unveränderlichkeit gewährleistet sind. Im Zahlungsverkehr, bei Versicherungen, Wahlen oder zum Schutz des geistigen Eigentums kommt Blockchain bereits zum Einsatz. Auch die Energiemärkte werden sich mit dieser Technologie auseinandersetzen müssen.

Obwohl bereits in den 90er Jahren an der Technologie gearbeitet wurde, ist der Begriff Blockchain erst seit einigen wenigen Jahren in aller Munde. Das Konzept für die erste Blockchain geht auf 2008 zurück. Heute ist Blockchain nicht nur eine wichtige Technologieplattform für digitale Assets und Peer-to-Peer-Transaktionen, sondern auch die Basis für hunderte Kryptowährungen wie z.B. Bitcoin.

Dezentrale Datenspeicherung

Eine Blockchain ist eine erweiterbare Kette verschlüsselter Transaktionen, sogenannter «Blocks». Jeder dieser Blöcke beinhaltet sichere, unveränderbare, vertrauenswürdige und verschlüsselte Daten. Anstelle einer zentralen Verwaltung, eines Datacenters oder Webservers nutzt Blockchain die Distributed-Ledger- Technologie und dezentralisierte Strukturen, die in einem Peer-to-Peer-Netzwerk betrieben und gemanagt werden. Alle Teilnehmer nutzen ein konsensbasiertes Kommunikations-und Validierungsprotokoll. Bei einer Kryptowährung beispielsweise sind die nachverfolgbaren, nachvollziehbaren und korrekten Transaktionen über jeden Block einsehbar. Mit ihrer regelbasierten Interaktion und dem diskriminierungsfreien Datenzugang wird Blockchain den Energiehandel ebenso verändern, wie das Netzmanagement und den Netzbetrieb.

Vom Verbraucher zum Prosumer

Die Energiemärkte befinden sich in einem tiefgreifenden Wandel. Verbraucher wechseln zu Anbietern mit günstigeren Tarifen oder «grünen Produkten». Prosumer, die sowohl Energie erzeugen als auch konsumieren, werden in ihrer dezentralen Energieerzeugung unabhängiger, investieren in PV-, Windkraftanlagen, Speicher und die Nachfragesteuerung. Über Smart-Meter werden Energieverbrauch und -kosten nachverfolgt und optimiert. Elektrofahrzeuge und die entsprechende Ladeinfrastruktur können Engpässe im Netz verursachen oder abfedern. Diese Entwicklungen erfordern neue Möglichkeiten,um die Marktaktivitäten und den Energiehandel zu synchronisieren.

Blockchain im Energiemarkt

Es gibt einige Vorteile durch Blockchain-Anwendungen, beispielsweise:

  • keine zentrale Verwaltung oder Vermittlung
  • Verschlankung und Automatisierung von Prozessen
  • standardisierte Formate
  • weniger Aufwand für Administration und Prüfung
  • beschleunigte Zahlungen
  • reduzierte Transaktionskosten

Die tieferen Kosten erleichtern es neuen Teilnehmern, Energie auch in relativ kleinen Mengen zu produzieren und zu vertreiben. Blockchain-Transaktionen werden automatisch mit einem Zeit- und Ortsstempel versehen. Sie können zudem Ursprungszertifikate sowie Daten über die gesamte Produktkette enthalten und dem Endkunden somit Informationen zur Energiequelle liefern. In Microgrids auf Hochschulgeländen, in Wohnanlagen oder Gewerbegebieten setzt sich die Technologie langsam durch. «Smart Contracts»– sich autonom ausführende Transaktionsprotokolle – zwischen Verbrauchern und Erzeugern bewerten permanent die Energienachfrage und -erzeugung und führen dann automatisch Transaktionen zwischen den Käufern und Verkäufern durch, bzw. verifizieren diese. Durch solche Applikationen können Prosumer nicht selbst verbrauchte Energie an ihre Nachbarn liefern oder, je nach Anbindung, in das Netz einspeisen. Die Technologie hat riesiges Potenzial. Peer-to-Peer-, bzw. Machine-to-Machine-Geschäfte können die Transaktionseffizienz von virtuellen Kraftwerken maximieren sowie die Produktion und den Verbrauch von Strom optimieren.

Darum wollen alle die Blockchain

Der digital dokumentierte Handel ist äusserst sicher. Selbst wenn an einem Ende der digitalen Kette das millionste Kettenglied angefügt wird, ist das erste noch immer als Anfang der Kette identifizierbar, genauso erhalten, wie es angefertigt wurde. Die Kettenglieder, ihre Verbindungen und damit die gesamte Kette sind unzerstörbar.

Reine Fiktion?

Noch ist es nicht so weit, dass alle mit der Blockchain verbundenen technischen Herausforderungen gemeistert sind. Aber an der Lösung der offenen Fragen wird vielseitig unter Hochdruck gearbeitet. Denn die Eigenschaften, die sich mit dem Prinzip der Blockchain verbinden, versprechen für Unternehmen gewaltige Vorteile:

  • Die Blockchain ist unveränderlich. Mit einem Zeitstempel werden alle aufeinanderfolgenden Vorgänge eindeutig und nachprüfbar dokumentiert.
     
  • Die Daten der Blockchain sind bei allen Nodes identisch. Das sorgt für eine Integrität der gespeicherten Daten und macht Hackerangriffe auf das gesamte Netzwerk äusserst schwierig oder tatsächlich fast unmöglich.
     
  • Transfers finden nahezu in Echtzeit statt. Es gibt keine Möglichkeiten, Besitz zurückzuhalten oder ein zweites Mal zu verkaufen.
     
  • Jeder Wert lässt sich zweifelsfrei einem Teilnehmer zuordnen. Unklarheiten über Ansprüche an Werten sind ausgeschlossen.
     
  • Durch Kryptographie gewährleistet die Technologie je nach Bedarf Nachprüfbarkeit und Transparenz oder auch Vertraulichkeit und Anonymität.
     
  • Sämtliche Transaktionen zwischen den Teilnehmern erfolgen ohne vermittelnde Zwischeninstanzen wie Banken, Notare oder Staaten. Dieser Verzicht auf vertrauensbildende Intermediäre und das daraus resultierende Automatisieren von Geschäftsprozessen führt zu Zeit- und Kostenersparnissen. Solange das Netzwerk also stark und sicher genug ist, kann die Blockchain mit diesen Eigenschaften eine grosse Zahl an Vertrauensanforderungen lösen, die heute Geschäftsprozesse und Interaktionen belasten. Die Vorteile der Technologie lassen sich somit für viele finanzielle und nicht-finanzielle Anwendungsmöglichkeiten nutzen. Das Potenzial der Blockchain für Disruption und Kostensenkungen ist enorm.

 


So funktioniert die Blockchain
Rein technisch betrachtet, ist die Blockchain eine verteilte Transaktionsdatenbank. Das Besondere ist ihr Aufbau: Sie wächst, indem sich ein digitaler Block an den anderen hängt. Damit hat jeder Block genau einen chronologischen Vorgänger und einen chronologischen Nachfolger. Mehr Verbindungen zwischen den Blocks gibt es nicht. Die Verknüpfungen mit dem vorangegangenen und folgenden Block sind allerdings unlösbar. Aus dieser digitalen Verkettung entsteht eine Liste, die die Werte ihrer Benutzer sowie sämtliche abgespeicherten Datensätze zu jedem Zeitpunkt dokumentiert: ein globales Transaktionsregister.

Damit wird die Blockchain zu einem gewaltigen digitalen Datensatz, der chronologisch aktualisiert wird und Transferaktivitäten innerhalb eines Netzwerks von Teilnehmern – kryptographisch versiegelt – archiviert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Datenbanken befindet sich die Blockchain dabei nicht auf einem einzelnen Server, sondern liegt in riesiger Zahl identisch vor: Alle Teilnehmer des Netzwerks (sogenannte «Nodes») besitzen eine vollständige, zu 100 % identische Kopie der kompletten Blockchain in ihrem lokalen Speicher.


Die Hauptmerkmale der Technologie:
- Ein unveränderliches Transaktionsregister ist das zentrale Element jeder Blockchain.
- Alle Datensätze werden in einer dezentralen Datenbank gespeichert, die auf einer Anzahl
  von Rechnern (Nodes) im Netzwerk redundant gehalten wird.
- Das Transaktionsregister ist strikt additiv – nichts kann rückwirkend verändert oder entfernt
  werden. Das Register wächst also, während fortwährend neue Datensätze hinzugefügt
  werden.
- Bestimmte Verfahren stellen sicher, dass nur zulässige Datensätze akzeptiert werden und
  dass die gespeicherten Versionen der Datenbank auf allen Nodes identisch sind.
- Vollständig ausgereift, könnte die Blockchain mit diesen Eigenschaften in Hinblick auf
  Sicherheit, Authentizität, Privatsphäre und Zugänglichkeit einen revolutionären Fortschritt
  für viele Unternehmensbereiche und Branchen bedeuten.

 

Blockchain – Risiko oder Chance? (Artikel, bulletin.ch)

«Quartierstrom» – eine Schweizer Premiere (Artikel, bulletin.ch)

Digitale Plattformen für die urbane Energiewende, Bündelung und Auswertung von Informationen (Artikel, bulletin.ch)

Die Blockchain (R)evolution, Die Schweizer Perspektive (Deloitte, Web)

So funktioniert die Blockchain-Technologie (ARD-Filmbeitrag, YouTube)

Blockchain verstehen: die digitale Zukunft wird dezentral (SRF, Einstein)

Elektromobilität (e'mobile Website)

 

Quellen: Pathway, Landys&Gyr + Deloitte
Foto: pixabay, geralt

 

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