Blockchain im Energiesektor ist auf dem Vormarsch - Key Takeaways von der EventHorizon 2018

09. July 2018 von Dr. Marius Buchmann
Blockchain im Energiesektor ist auf dem Vormarsch - Key Takeaways von der EventHorizon 2018

Im Jahr 2016 waren die Investitionen in Blockchain-Startups im Energiebereich in den USA fünfmal so hoch wie in Europa. China ist nun der zweitgrößte Markt für Blockchain-Initiativen im Energiebereich. Im März 2018 begann Chiles Nationale Energiekommission, Ethereum-basierte Smart Contracts zu nutzen, um Daten zu Grenzkosten, Brennstoffpreisen, der Einhaltung des Gesetzes über erneuerbare Energien und durchschnittlichen Marktpreisen zu verifizieren. Die Energy Web Foundation (EWF) war zusammen mit Grid Singularity die beiden Hauptorganisatoren der EventHorizon 2018. Es gab viele interessante Vorträge und Diskussionen, die sehr detaillierte Einblicke in den aktuellen Stand der Blockchain-Anwendungen gaben. Dies ist nur eine Sammlung einiger relevanter Entwicklungen, die auf der EventHorizon 2018 vorgestellt wurden. In den nächsten Schritten wollen wir kurz zwei dApps vorstellen, die vom EWF-Konsortium entwickelt wurden und die das Potenzial der Energy Web Chain für den Energiesektor für das Potenzial derBlockchain für die Zukunft des Sektors verdeutlichen.


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Ein stillgelegtes Kraftwerk in Berlin strotzte endlich wieder vor Energie, als Experten aus der Energie- und Blockchain-Branche auf der Event Horizon 2018 die Bühne betraten. "Flip the switch" lautete das Motto der Konferenz, das die Stimmung auf der Veranstaltung sehr gut zusammenfasst: Es ist an der Zeit, vorwärts zu gehen: von Konzepten zur Anwendung und Demonstration.

Europa wird zum Hauptquartier der energiebezogenen Blockchain-Initiativen

Jules Besnaunou, der aktuelle Direktor der Cleantech Group, gab in seiner Keynote einige interessante Einblicke in die aktuellen Blockchain-bezogenen Themen, die die Energiebranche bewegen und die wir hier für Sie zusammenfassen:

Während 2016 energiebezogene Blockchain-Initiativen vor allem in den USA zu finden waren, ist 2017 Europa der mit Abstand wichtigste Player in diesem Bereich. Lassen Sie uns zunächst einen Blick zurück auf 2016 werfen. Abbildung 1 zeigt die Anzahl der Startups, die im Jahr 2016 an energiebezogenen Blockchain-Lösungen gearbeitet haben.

 

Abbildung 1: CleanTech Group - Investitionen in Blockchain-Startups weltweit 2016 (CleanTech Group 2017)

Im Jahr 2016 waren die Investitionen in Blockchain-Startups im Energiebereich in den USA fünfmal größer als in Europa, obwohl die Anzahl der Startups in den USA nur 50 % über der Gesamtzahl in Europa lag. Dies hat sich deutlich geändert, wie wir in Abbildung 2 sehen können.

 

 

Abbildung 2: CleanTech Group 2018 - Investitionen in Energie-Blockchain-Startups (Jules Besnaunou @EH18)

Heute sind die Investitionen in Europa mehr als fünfmal so hoch wie in den USA. Die Gesamtzahl der Blockchain-Startups, die sich auf den Energiesektor konzentrieren, ist von 15 im Jahr 2016 auf 70 bis Ende 2017 gestiegen. In den USA hingegen sind 2017 nur 16 neue Unternehmen in den Bereich der Energie-Blockchain eingestiegen. Daher ist China nun der zweitgrößte Markt für auf Energie fokussierte Blockchain-Initiativen.

Von ICOs zu klassischen Finanzierungsrunden und Venture Capital

Entsprechend dem allgemeinen Trend waren ICOs die Hauptfinanzierungsquelle für energiebezogene Blockchain-Startups im Jahr 2017. Laut Jules Besnaunou wird sich dies jedoch in der zweiten Hälfte des Jahres 2018 wahrscheinlich ändern. Von da an werden traditionelle Finanzierungsrunden das dominierende Instrument sein, um die bestehenden Initiativen zu unterstützen, und Venture Capital Investments werden häufiger auftreten.

Regulierung, dApps, die Energy Web Chain und staatliche Kanäle

Neben der Keynote von Jules Besnaunou gab es viele interessante Vorträge und Diskussionen, die sehr detaillierte Einblicke in den aktuellen Stand der Blockchain-Anwendungen im Energiesektor gaben. Im Folgenden fassen wir einige der interessantesten Einblicke aus den einzelnen Sessions zusammen. Beachten Sie, dass wir aufgrund der parallelen Struktur der Veranstaltung nicht alle Neuigkeiten und Einblicke von der Veranstaltung einfangen konnten. Daher ist dies nur eine Sammlung einiger relevanter Entwicklungen, die auf der EventHorizon 2018 vorgestellt wurden.

Die Energieregulierungsbehörde in Chile macht den ersten Schritt zur Nutzung von Smart Contracts

Während die meisten Regulierungsbehörden weltweit erst damit begonnen haben, die Implikationen der Blockchain-Technologie für den Energiesektor zu verstehen, verfolgen die Regulierungsbehörden in Chile einen progressiveren Ansatz. Im März 2018 hat die Nationale Energiekommission Chiles (CNE) begonnen, Ethereum-basierte Smart Contracts zu verwenden, um Daten zu Grenzkosten, Brennstoffpreisen, der Einhaltung des Gesetzes über erneuerbare Energien und durchschnittlichen Marktpreisen zu verifizieren. Die Daten werden über die Open Energy Platform der CNE verfügbar gemacht. Damit ist die CNE eine der ersten öffentlichen Einrichtungen weltweit, die Smart Contracts im Energiebereich implementiert.

Die Energy Web Foundation präsentierte die ersten beiden dApps, die auf der Energy Web Chain laufen

Die Energy Web Foundation (EWF) war zusammen mit Grid Singularity die beiden Hauptorganisatoren der EventHorizon 2018. Die EWF kündigte auf der Konferenz mehrere Schlüsselmerkmale der Energy Web Chain an, z.B. den Proof-of-Authority-Ansatz. Mehr Details zu den Ankündigungen der EWF finden Sie auf deren eigener SeiteBlog.

An dieser Stelle wollen wir kurz zwei dApps vorstellen, die vom EWF-Konsortium entwickelt wurden und die das Potenzial der Energy Web Chain für den Energiesektor verdeutlichen.

D3A - eine Basis für ein neues Marktdesign des Energiesektors nimmt Gestalt an

Der Decentralized Autonomous Area Agent (D3A) steht vorerst für ein Konzept zur Entwicklung eines Werkzeugkastens, der es erlaubt, das aktuelle Energiemarktdesign in die Energy Web Chain zu übersetzen. Derzeit besteht D3A aus einem agentenbasierten Modell, um zu simulieren, wie ein Blockchain-basiertes Marktdesign aussehen könnte. Im Moment hat D3A die Fähigkeit zu simulieren, wie dezentrale Mini-Netze auf Basis der Energy Web Chain betrieben werden könnten. Es bietet den Rahmen, um verschiedene Energy-Only-Märkte zu definieren, die den Austausch von Strom zwischen Erzeugern und Verbrauchern auf dezentraler Ebene optimieren. In den nächsten Schritten werden verschiedene Szenarien jenseits von Kleinstnetzen einschließlich ortsabhängiger Grenzkosten in die Simulation einbezogen. Nach erfolgreichen Simulationen wird das D3A-Framework in der Blockchain-Umgebung der Energy Web Foundation eingesetzt werden.

Abbildung 3: Die fraktale, rekursive D3A-Implementierung (EWF 2018)

Auch wenn es sich bei D3A derzeit "nur" um eine Simulation handelt, so lässt sich doch schon jetzt das große Potenzial des D3A-Marktmodells und der darauf basierenden dApps erahnen, die es noch zu entwickeln gilt. Insbesondere die Chance, ein Marktdesign zu entwickeln, das eine dezentrale Optimierung ermöglicht und gleichzeitig das Potential bietet, Locational-Marginal-Pricing einzuführen, erscheint sehr vielversprechend. Für weitere Details zu D3A können Sie das ausführlichere Papier des EWF lesenhier.

Origin dApp - Zertifizierung von erneuerbaren Energien auf der Energy Web Blockchain

Des Weiteren gab die EWF die Veröffentlichung der Origin dApp bekannt. Origin bietet eine auf der Energy-Web-Blockchain basierende Methode zur Zertifizierung und Nachverfolgung der Erzeugung von erneuerbarer Energie auf kWh-Ebene, einschließlich der marginalen CO2-Emissionen im Netz. Dabei bietet die Origin dApp die Grundlage, um Zertifikate für erneuerbare Energien über die Energy Web Blockchain zu handeln. Wichtig ist, dass die Origin dApp so entwickelt wurde, dass sie mit bestehenden Zertifizierungssystemen und Vorschriften kompatibel ist, um eine reibungslose Transformation von bestehenden Systemen hin zu einer Blockchain-basierten Lösung zu ermöglichen. Weitere Details zur Origin dApp finden Sie hieroderim untenstehenden Video.

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Durchsatz und Skalierbarkeit sind Herausforderungen, aber die Lösungen sind schon da

In der öffentlichen Diskussion gehören Durchsatz (Transaktionen pro Sekunde im Falle des Handels, Stuff-per-Second im Allgemeinen) und Skalierbarkeit zu den meist diskutierten Herausforderungen für die Verbreitung der Blockchain-Technologie. Während diese Bedenken berechtigt sind und viel Aufmerksamkeit benötigen, gibt es bereits mehrere Lösungen für dieses Problem. Eine davon wurde in einer Deep Dive Session mit Aeron Buchanan, Mitbegründer von Grid Singularity und Berater der Web 3 Foundation, diskutiert. Aeron wies auf eine spezifische Lösung hin, um den Durchsatz von öffentlichen Blockchains über State Channels zu erhöhen.

Hier ist die Idee von State Channels in allgemeiner Form für den Fall von wiederholten Transaktionen zwischen zwei Parteien: Anstatt die Blockchain zu nutzen, um jede Transaktion zwischen zwei Nutzern zu verarbeiten, die regelmäßig Werte untereinander übertragen, kann man einen Smart Contract einrichten, der es erlaubt, Transaktionen eines definierten Budgets bilateral auszuführen, ohne die Blockchain einzubeziehen. Stattdessen werden die Transaktionen off-chain zwischen den beiden beteiligten Parteien übertragen (über ein anderes Netzwerk als die Blockchain, auf der der Smart Contract läuft, z. B. über das Internet). Wichtig ist, dass jede beteiligte Partei die zwischen ihr getätigten Transaktionen im Auge behält und jeder von ihnen zustimmt. Wenn das definierte Budget des Smart Contracts erreicht ist (oder auch schon vorher, wenn die Parteien dies wünschen), stellen sie dem Smart Contract den Endzustand der Transaktionen zur Verfügung. Erst dann interagiert der Smart Contract mit dem gesamten Blockchain-Netzwerk, um das endgültige Ergebnis der Transaktionen zwischen den beiden beteiligten Parteien zu kommunizieren (z. B. über eine Liste der getätigten Transaktionen). Dabei werden die meisten Transaktionen außerhalb der Blockchain durchgeführt, und nur der Anfangs- und Endzustand der Transaktionen wird über die Blockchain abgewickelt. Eine detailliertere (und wahrscheinlich genauere) Beschreibung der State Channels findet sich bei Josh Stark hieraufMedium.

Für BitCoin wurde das Lightning-Netzwerk erst vor wenigen Wochen veröffentlicht und eine ähnliche Lösung für die Ethereum-Blockchain, das Raiden-Netzwerk, sollte bald fertig sein. Mit diesen Lösungen ist ein erster Schritt zur Erhöhung des Durchsatzes in öffentlichen und erlaubnisfreien Blockchains getan. Dies bringt uns einen Schritt näher an eine Blockchain-Lösung auch für den Energiesektor.

Von Konzepten zur ersten Anwendung im Energiesektor

Die EventHorizon 2018 war eine spektakuläre Show, aber gleichzeitig auch eine lohnende Informationsveranstaltung zum Status quo von Blockchain-Anwendungen für den Energiesektor. Obwohl es noch keine marktreifen Lösungen gibt, haben die verschiedenen Initiativen erste entscheidende Schritte unternommen, um echten Anwendungen näher zu kommen. Insbesondere die Pitches von über 40 Startups lieferten einige schöne Beispiele dafür, was mit der Energy Web Chain möglich werden könnte. Das EWF selbst lieferte erste Beispiele für dApps für den Energiesektor. Während die Origin dApp einen spezifischen Use-Case adressiert, hat das D3A-Konzept das Potenzial, mehrere Use-Cases im Kontext des P2P-Handels im Energiemarkt zu erschließen, und auch Locational Marginal Pricing auf Verteilnetzebene könnte realisierbar werden. Der Fortschritt, den die Energiewirtschaft in den letzten 12 Monaten gemacht hat, ist bemerkenswert und macht uns zuversichtlich, dass wir auf der nächsten EventHorizon 2019 mehr Anwendungen als Konzepte sehen werden!

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