Blockchain en el sector energético: ¿Disrupción institucional?

03 July 2017 por Dr. Marius Buchmann
Blockchain en el sector energético: ¿Disrupción institucional?

La tecnología Blockchain aún tiene que demostrar que puede cumplir las (altísimas) expectativas. Se trata de un registro digital distribuido entre pares, que almacena cada transacción entre dos agentes conectados en un libro de contabilidad. Para crear suficiente seguridad en un bloque de transacciones de Bitcoin, se necesitan aproximadamente 10 minutos para completar una transacción. En un ataque del 51%, una sola entidad tendría el control total de la mayor parte del hash-rate de minería de la red y podría manipular el Blockchain. La API de Bitcoin para desarrollar servicios es difícil de utilizar. Una cadena pequeña que consiste en un pequeño número de nodos tiene una mayor posibilidad de un

potencial de un ataque del 51%. Otro problema surge cuando las cadenas se dividen por motivos administrativos o de versiones. En el futuro, estos costes podrían reducirse en un 80% con un tamaño de bloque mayor (4 MB por bloque, con una latencia de 10 minutos. Así que en este punto, podemos concluir que el blockchain es una tecnología prometedora es muy interesante.


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Blockchain y energía: El debate se calienta

Este post trata sobre uno de los temas más candentes en el negocio de la energía, el

blockchain. Si bien ya hay muchos debates sobre la

dimensión tecnológica y los casos de negocio basados en la nueva tecnología,

nosotros -como es habitual- nos centraremos de nuevo en el aspecto institucional. Y lo que es más importante,

pretendemos esbozar una primera imagen general de las posibles

de las posibles implicaciones institucionales de la tecnología blockchain en el

de la tecnología blockchain en el sector de la energía, teniendo en cuenta que todo el potencial, la aplicabilidad y el éxito de esta nueva tecnología aún no se han alcanzado.

y el éxito de esta nueva tecnología son todavía inciertos.

El 14 de febrero de 2017, expertos en energía y blockchain se reunieron en Viena en el evento Horizonte 2017 para

discutir el potencial de la tecnología blockchain para el sector energético

para el sector energético. La idea general detrás de este tipo de eventos como el de Viena parece

ser muy convincente: ¿Podemos aplicar una tecnología de libro mayor descentralizada

como el blockchain a un sistema que actualmente evoluciona hacia una

estructura cada vez más descentralizada (debido a la difusión de la oferta de

renovables y las nuevas aplicaciones del lado de la demanda, como los

los vehículos eléctricos), como el sistema eléctrico? En la actualidad, blockchain es un

tema de nicho en el negocio de la energía, con menos del 2% de todas las startups

que se centran en la tecnología blockchain se dirigen específicamente al sector energético.

sector energético. Sin embargo, el negocio energético tradicional es consciente de que

blockchain es un tema importante con un enorme potencial.

Ahora bien, si

Si echamos un vistazo al debate en Event Horizon, vemos a gente muy apasionada

personas de diferentes startups y mucho entusiasmo. Esto se debe a que

el blockchain se basa en una idea de venta muy buena: A bajo coste, utiliza

utiliza un sistema distribuido transparente que se basa en procesos

democráticos y sustituye a los servicios intermedios menos transparentes. Estos

tres componentes (ahorro de costes, transparencia y toma de decisiones

toma de decisiones) son muy convincentes y son, al menos desde nuestro punto de vista

la razón principal por la que blockchain gana mucha audiencia en este momento.

Aun así, blockchain está en sus inicios, con muchos obstáculos que superar

Especialmente en el aspecto técnico, la tecnología blockchain todavía tiene que demostrar que puede cumplir las (muy altas) expectativas. Yli-Huumo et al. (2016) ofrecen un buen resumen de los retos actuales de la tecnología blockchain:

 

  • Rendimiento: La red Bitcoin está actualmente maximizada a 7tps (transacciones por segundo). VISA (2.000 hasta 48.000 tps) y Twitter (5.000tps)
  • Latencia: Para crear suficiente seguridad en un bloque de transacciones de Bitcoin, actualmente se tarda aproximadamente 10 minutos en completar una transacción.
  • Tamaño y ancho de banda: el tamaño de una Blockchain de BitCoin supera los 50.000MB (febrero de 2016). Cuando el rendimiento aumente hasta los niveles de VISA, Blockchain podría crecer 214PB cada año.
  • Seguridad: El Blockchain actual tiene la posibilidad de un ataque del 51%. En un ataque del 51% una sola entidad tendría el control total de la mayoría del hash-rate de minería de la red y podría manipular Blockchain.
  • Desperdicio de recursos: La minería de Bitcoin gasta enormes cantidades de energía (15 millones de dólares/día).
  • Usabilidad: La API de Bitcoin para desarrollar servicios es difícil de usar. Es necesario desarrollar una API más fácil de usar para los desarrolladores de Blockchain.
  • Versionado, hard forks, cadenas múltiples: Una cadena pequeña que consiste en un pequeño número de nodos tiene una mayor posibilidad de un ataque del 51%. Otro problema surge cuando las cadenas se dividen con fines administrativos o de creación de versiones.

 

Desde nuestra perspectiva, especialmente la intensidad energética es muy interesante. Croman et al. (2016) calcularon

para BitCoin que los costes de energía relacionados con cada transacción suman

6,2 $, dado el diseño actual de BitCoin (1 MB por bloque, latencia de

10 minutos). Para el futuro, Croman et al. (2016) proyectan que estos

costes podrían reducirse en un 80% con un tamaño de bloque mayor (4 MB) y una mayor

latencia (12 segundos).

Así que en este punto, podemos concluir que la blockchain es una tecnología prometedora, pero que está lejos de estar lista para el mercado masivo.

La cadena de bloques: Una breve introducción

En pocas palabras, la cadena de bloques es un registro digital distribuido entre pares

que almacena todas las transacciones entre dos agentes conectados en

un libro de contabilidad. Este libro de contabilidad se distribuye globalmente en todos los nodos conectados.

Este conjunto de datos distribuidos consiste en una colección de datos históricos

sobre todas las transacciones realizadas. Cada transacción se añade al conjunto de datos como

un nuevo bloque (en orden lineal y cronológico), lo que resulta en un

registro completo de todas las transacciones realizadas entre dos partes. Como cada

Como cada billete conectado lleva el mismo conjunto de datos, se pueden utilizar algoritmos en cada

ordenador para verificar las transacciones. Si quiere saber más sobre los

detalles técnicos puedes hacer una inmersión profunda aquí.

Actualmente, surgen muchas cadenas de bloques diferentes. Básicamente, podemos diferenciar estas cadenas utilizando dos criterios:

 

  1. La supervisión y el control: ¿Existe una institución que controle la cadena de bloques (por ejemplo, que decida quién se une a una cadena de bloques, que pueda eliminar o alterar los datos establecidos en el libro mayor)?
  2. Visibilidad: Una cadena de bloques puede ser pública y, por tanto, visible para todo el mundo, o privada y, por tanto, sólo visible para los miembros de la cadena de bloques.

 

En la actualidad, la mayoría de las cadenas de bloques son libros de contabilidad públicos sin permisos, es decir, no existe una supervisión central del libro de contabilidad y la responsabilidad de su gestión es de los miembros de la cadena de bloques.

central del libro de contabilidad y la responsabilidad de gestionar el sistema recae en sus

usuarios. Con las cadenas de bloques sin permisos, todo el mundo puede conectarse a la cadena de bloques y utilizarla para realizar transacciones.

blockchain y utilizarla para realizar transacciones.

Figura 1: Diferencia entre blockchain privada y pública

 

 

La cadena de bloques pública utiliza un libro de contabilidad público y distribuido para verificar

las transacciones. Si es necesario adaptar la cadena de bloques pública

blockchain, esto requiere en la mayoría de los casos el consenso (o al menos la mayoría)

de todos los usuarios. Por otro lado, una institución o un grupo

de instituciones supervisa una blockchain privada y encargada. El acceso

a la blockchain privada está restringido, la verificación se basa en la

la verificación se basa en la cadena de bloques privada y la institución anfitriona es responsable de la gestión del libro mayor de la cadena de bloques.

gestión del libro mayor de la cadena de bloques. La figura 2 ofrece una primera visión general de

ejemplos destacados de cadenas de bloques públicas y privadas con y sin permiso.

privadas con y sin permiso. Obviamente, una cadena de bloques privada sin permiso es una

construcción teórica. Hasta ahora, este enfoque no se ha utilizado en el

mundo real.

Figura 2: Algunos ejemplos de cadenas de bloques públicas y privadas con y sin permiso

 

 

La cadena de bloques podría cambiar o incluso perturbar muchos sectores, ya que pone en tela de juicio el negocio de los intermediarios. Merz (2016)

se refiere aquí a la "desintermediación". Hasta ahora, muchos modelos de negocio se

se basan en el hecho de que dos partes que quieren realizar una transacción

no tienen suficiente información sobre la otra para procesar la

transacción.

En diferentes mercados, la desintermediación ha sido un

problema para los minoristas debido a los nuevos proveedores de plataformas digitales, por ejemplo, amazon,

Uber y AirBnB (Merz 2016).

Ahora, la tecnología blockchain ofrece el potencial de sustituir

servicio de intermediarios en algo más que el negocio minorista.

Qué hay para el sector energético

Las expectativas son que tanto las blockchains privadas como las públicas pueden alterar significativamente

el sector de la electricidad si la tecnología blockchain subyacente resulta

éxito. En Burger et al. (2016)

los expertos del negocio energético tradicional identifican el mayor

potencial de la blockchain en el negocio minorista. Especialmente el comercio Peer-2-Peer

ofrece un potencial interesante para el sector eléctrico.

 

El proyecto Brooklyn MicroGrid de LO3 Inc. así como las actividades de Power Ledger

en Australia ilustran muy bien el potencial de la cadena de bloques para el comercio local p2p

para el comercio local p2p basado en la tecnología blockchain. En estos

En estos proyectos, los proveedores de energía descentralizados (hogares con PV) venden

electricidad producida localmente a sus vecinos a través de la cadena de bloques. El

procesamiento combinado de transacciones de energía física y recursos

parece ser una aplicación muy prometedora para la tecnología blockchain

de la cadena de bloques. Sin embargo, estos proyectos van más allá del comercio minorista. Nos muestran el

potencial de la tecnología blockchain para operar la red basada en una

tecnología de libro mayor descentralizado. Si imaginamos que la mayoría de los dispositivos que

conectados a la red eléctrica tienen acceso a la misma

blockchain, parece posible que estos dispositivos se coordinen de forma autónoma

(por ejemplo, mediante contratos inteligentes) su producción o consumo de electricidad

no solo según las señales del mercado, sino para estabilizar la red de distribución

de distribución. IBM (2015) utiliza el término "democracia de dispositivos" para describir la coordinación autónoma entre dispositivos a través de la blockchain.

Dada la suposición de que la coordinación autónoma entre los dispositivos eléctricos

dispositivos funciona realmente (lo que significa que son posibles suficientes transacciones por segundo

por segundo, etc.), podemos imaginar que la cadena de bloques reduce la

complejidad relacionada con el funcionamiento de la red. Por ejemplo, el DSO podría

operar una cadena de bloques (privada) con permisos y todos los dispositivos

conectados a las redes eléctricas de los DSOs tienen que usar esta blockchain para

para hacer un seguimiento de las transacciones. Esto daría al DSO el poder no sólo de

supervisar, sino de intervenir en los procesos de la cadena de bloques en caso de

de emergencias. Si la estabilidad de la red está en peligro (incluso si los

los contratos inteligentes funcionan), el DSO podría utilizar procesos automatizados

procesos para asegurar la estabilidad de la red (lo que puede hacer en cualquier blockchain

privada o pública), o bien medidas más contundentes (reseteos, detención de transacciones

o "hard fork", es decir, eliminar todas las transacciones durante un periodo determinado).

Las implicaciones institucionales de la aplicación de blockchain en el sector energético

Si la cadena de bloques resulta ser aplicable en el sector de la energía, podemos

esperar que esto tenga efectos significativos. Obviamente, el grado en que

el blockchain puede o no cambiar el sector energético depende en gran medida de las aplicaciones específicas del blockchain.

depende de las aplicaciones específicas de la cadena de bloques, el marco normativo

marco regulatorio y muchos otros aspectos. Debido a la fase inicial de desarrollo de la

desarrollo de la tecnología blockchain, no es posible (al menos para

nosotros), prever si esta tecnología cambiará el negocio de la energía y cómo lo hará.

negocio de la energía. Sin embargo, algunos cambios importantes parecen previsibles.

Blockchain puede alterar el modelo de rol en el sector energético

Identificamos un importante potencial de blockchain para cambiar el concepto de rol en el sector eléctrico.

Por ello, hablamos de disrupción institucional en el título.

Algunos de los roles existentes en la cadena de suministro de electricidad podrían quedar obsoletos.

de suministro de electricidad podrían quedar obsoletos (¿seguimos necesitando a los minoristas si todos los

si todos los datos se intercambian directamente entre el productor de electricidad y el

consumidor?), podrían surgir nuevas funciones y tareas y algunos casos de negocio y

de negocio y algunas funciones podrían no verse afectadas por las aplicaciones de la cadena de bloques (¿Cambia la cadena de bloques el negocio de la generación de electricidad?

Blockchain cambia el caso de negocio de la generación de electricidad?).

Cómo la cadena de bloques podría alterar el papel de los minoristas

Lo más destacado es que la tecnología blockchain tiene el potencial de influir

el negocio minorista. El grado en que la cadena de bloques podría alterar el

puede variar significativamente. En primer lugar, los minoristas podrían utilizar

de la tecnología blockchain para aumentar la eficiencia de su

negocio reduciendo los costes. Esta aplicación de la cadena de bloques sería

comparable a los desarrollos actuales en el sector financiero, donde las

instituciones financieras aplican la tecnología blockchain a sus productos

sus productos establecidos para reducir costes. Aunque esto podría ofrecer nuevas

oportunidades de negocio en el sector minorista, desde una perspectiva institucional

Desde el punto de vista institucional, la tecnología blockchain no cambiaría mucho. Más bien, podríamos

de la tecnología blockchain no cambiaría mucho.

autónomo que se vende junto con activos de generación (como la fotovoltaica), almacenamientos o

dispositivos de consumo. Como consecuencia, el negocio minorista sería

sustituido por contratos inteligentes autónomos que se proporcionan junto

con los dispositivos de generación o consumo.

Cómo blockchain podría alterar el papel de los operadores de la red (de distribución)

Supongamos que el funcionamiento de la red se basa en contratos inteligentes u otros

procesos autónomos que garanticen el control de la frecuencia y la tensión, así

así como el equilibrio. Estos procesos autónomos podrían desencadenar un debate

sobre las responsabilidades: Cuanto mayor sea el grado de automatización y el

mayor sea el número de dispositivos autónomos (generación y consumo)

que pueden prestar servicios de red, menor es la necesidad de

supervisión. Esto podría llevar a preguntarse cuántos operadores de red

de red y si la responsabilidad de la estabilidad de la red podría

centralizada o incluso completamente descentralizada. Esta evolución

de la red con una concentración muy alta (con un solo operador de red) o una

una concentración muy alta (con un solo operador de red) o una estructura

estructura muy fragmentada con operadores de red muy descentralizados

(potencialmente a nivel del consumidor).

Esto, a su vez, podría requerir una adaptación del diseño institucional también, por ejemplo, la forma de regular a los operadores de red.

Cómo la cadena de bloques podría alterar la regulación de los operadores de redes

En cuanto a la regulación, el blockchain podría ofrecer el potencial de simplificar el proceso de regulación y aumentar la eficiencia. Giancarlo (2016) habla

de la oportunidad que tienen los reguladores de acceder al

el(los) libro(s) de contabilidad en tiempo real de todos los participantes regulados (si las

las entidades reguladas hacen uso de las blockchains y el regulador tiene acceso a

a ellas). Así, el regulador podrá analizar y comprender

todos los procesos en los que participan las entidades reguladas.

Aplicar la idea del "registro dorado" al sector energético podría alterar

la regulación, por ejemplo de los operadores de la red de distribución, en una

medida significativa. Como se ha descrito anteriormente, los operadores de la red podrían utilizar

(privados o públicos encargados) blockchains para operar su red.

Para todas aquellas transacciones que se ejecuten a través de la blockchain, el

regulador podría obtener total transparencia al conectarse a la blockchain.

Además, la blockchain podría simplificar la interacción entre el regulador y

las entidades reguladas. Por ejemplo, una mayor transparencia para el

regulador a través de la blockchain sobre las actividades de los DSO podría cambiar la

manera en que los operadores de redes pueden gestionar sus redes. En este sentido, los debates actuales

en Europa se centran en la cuestión de si el DSO podría utilizar, y cómo, la flexibilidad

flexibilidad proporcionada por las partes del mercado para aumentar la alimentación de las FER.

Desde la perspectiva del regulador, la interacción del operador de la red

con las partes del mercado aumenta el riesgo de distorsiones del mercado, al menos

mientras los operadores de red no estén totalmente desvinculados de las

negocios competitivos de generación y venta al por menor (CEER 2015).

Estas reservas del regulador se deben principalmente a la falta de

transparencia de los procesos internos de las empresas, así como del mercado. La tecnología

tecnología blockchain podría proporcionar la transparencia necesaria al

regulador, lo que podría llevar al regulador a permitir que el DSO interactúe

con el mercado (por ejemplo, basado en contratos inteligentes) en la cadena de bloques. Entonces

el DSO podría ser capaz de integrar las FER de forma más eficiente, es decir, con menores

costes que en la actualidad. Además, una menor asimetría de la información podría reducir

la necesidad de una mayor desagregación de los gestores de redes de distribución si quieren interactuar más

interactuar más estrechamente con las partes del mercado.

Conclusiones

Como ya se ha dicho, la introducción de las cadenas de bloques podría desencadenar algunos

cambios institucionales en el sector eléctrico. Estos cambios institucionales

institucionales podrían afectar tanto al sector minorista como al de redes. Podríamos

avanzar hacia un mundo en el que los generadores vendan directamente la electricidad a los

clientes, lo que se traduce en una mayor integración de la generación y el

de la generación y el comercio minorista. Potencialmente, la venta al por menor no seguirá siendo una parte independiente de la cadena de suministro, sino un proceso automatizado y autónomo.

de la cadena de suministro, sino un proceso automatizado y autónomo dirigido por

los generadores y los propios consumidores. Además, la idea del "disco de oro

registro" de Giancarlo (2016a)

proporciona una base para reducir la asimetría de información entre el regulador

y los operadores de la red, lo que podría conducir a una mayor desagregación de la que

es el statu quo.

 

Publicado originalmente aquí