Die Blockchain-Technologie als vielseitiges Helferlein in der Energiewirtschaft

Die Blockchain-Technologie als Helferlein in der Energiewirtschaft? Ist das überhaupt möglich? Während manch eine oder manch einer in der Blockchain ein Umweltproblem sieht, sehen andere die Chancen. Die Blockchain-Technologie hat das Potenzial, die Energiewirtschaft bei der Energiewende zu unterstützen. Dieser Beitrag stellt nun drei Einsatzpotenziale der Blockchain-Technologie in der Energiewirtschaft vor.

1. Blockchain-Technologie trifft auf smarte Netze

Die zunehmende Eigenerzeugung von Energie und auch der Selbstverbrauch des erzeugten Stroms sind zwar ein wertvoller Beitrag zu den Umwelt- und Klimazielen, allerdings müssen auch diese Erzeugungsinseln gesteuert und geregelt werden. Das ist deshalb besonders wichtig, weil Energie aus erneuerbaren Quellen wie Photovoltaik oder Windkraft nicht immer in gleich hohem Maße verfügbar ist. Die Schwankungen in der Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen stellen eine Bedrohung für die Netzstabilität dar. (Sauer & Weckmann, 2017, S. 209-210)

Netzengpassmanagement mittels Blockchain-Technologie

Bei Erzeugungsmethoden wie Kohle- und Atomkraftwerken ist es möglich die produzierte Menge konstant zu halten. Das ist bei erneuerbarer Energie wesentlich schwieriger. Ein erhöhter Anteil an erneuerbarer Energie aus Quellen wie Photovoltaik-Anlagen oder Windkraftanlagen führt zu Schwankungen in der Produktion, weil Sonne und Wind nicht immer gleich stark sind. Das führt zu Schwankungen, die sich dann auch auf die Netze auswirken und diese an Kapazitätsgrenzen führen. Unregelmäßige Stromflüsse stellen also eine Gefahr für die Versorgungssicherheit dar. Aus diese Grund ist es so wichtig die Spannung im Netz konstant zu halten. Aufgabe des Netzengpassmanagements ist es, Schwankungen auszugleichen. Das ist mit intelligenten Stromnetzen möglich. Diese heißen im Fachjargon Smart Grids. (Goudz et al., 2020, S. 12; Christiner et al., 2020, S. 360; Merz, 2019, S. 173; Nicklaß et al., 2017, S. 227)

Hier eine besonders zutreffende Erklärung von smarten Netzen von Sauer & Weckmann:

„Energienetze werden zu smarten Netzen, wenn sie durch Kommunikations-, Mess-, Regel- und Automatisierungstechnik sowie Automatisierungskomponenten aufgerüstet werden und somit in der Lage sind, Netzzustände in Echtzeit zu erfassen, zu steuern und zu regeln“.

(Sauer & Weckmann, 2017, S. 215)

Smarte Netze für mehr Balance im Netz

Mittels Blockchain-Technologie könnte man eine Vielzahl von Anlagen und deren Energieproduktion in einem System zusammenführen und hätte so mehr Überblick und Planungssicherheit für Engpässe oder Überschüsse. Stromeinspeisung und Stromverbrauch lassen sich durch die Verbindung von Smart Meter und Smart Grid besser ausbalancieren. (Goudz et al., 2020, S. 39)

Ein ständiger Abgleich zwischen Ist-Stand und Planung würde durch die Kombination von Smart-Metern und Blockchain-Technologie vereinfacht. Durch die Optimierung der Energiebereitstellung, ergibt sich auch ein Potenzial zur Kostenersparnis in der Energiewirtschaft. Die Last intelligent zu beeinflussen und richtig zu verteilen wäre laut Experten kostengünstiger als neue Kraftwerke und Energiespeicher zu bauen. (Sauer & Weckmann, 2017, S. 210-212)

Mit der Blockchain zu noch smarteren Lösungen

Die Digitalisierung im Allgemeinen und die Blockchain-Technologie im Besonderen werden wesentlich zur Integration der neuen Energiewelt in die Netzinfrastruktur beitragen. Die Probleme einer unbeständigen Erzeugung aus Sonne und Wind sind nach Meinung von Experten nur durch smarte Lösungen und weitreichende Vernetzung aller Teilnehmer zu lösen. (Zinnöcker, 2017, S. 204)

Bis man hier allerdings so weit ist, werden noch einige Jahre vergehen. Bereits heute finden sich aber Pilotprojekte mit mehreren beteiligten Unternehmen.

2. E-Auto tanken mit Blockchain-Technologie

Damit die Zukunft E-mobil wird, muss eine gute Infrastruktur bei den Ladestationen gegeben sein. Zwar gibt es inzwischen viele Ladepunkte, aber durch die vielen verschiedenen Anbieter wird es für Nutzende immer schwieriger sich mit unterschiedlichen Tarifstrukturen zurechtzufinden.

Smart Meter und Ethereum das Dreamteam

Ein Blockchain basierter Abrechnungsprozess wäre bei einem Peer-to-Peer Netzwerk sinnvoll. Die privaten Stromerzeugenden, die eine eigene Photovoltaik-Anlage besitzen, sind bereit ihren Überschuss an andere zu verkaufen, nämlich an ihrer eigenen Ladesäule. Eine digitale Messanlage ist nötig um zu sehen wie viel Strom jemand tatsächlich tankt. Hier kommt der zuvor bereits erwähnte Smart Meter zum Einsatz. Durch Übertagung jeder einzelne erzeugte Kilowattstunden Strom in die Blockchain, hat man eine lückenlose Erfassung der Erzeugungsmenge und zugleich einen Herkunftsnachweis für den erzeugten Strom. Als Transaktionsplattform bietet sich die Ethereum Blockchain an. Prozesse wie das Laden und Abrechnen an Ladestationen sind damit völlig automatisiert möglich. Die Verbindung von Smart Meter und Ethereum für die Abrechnung könnte ein Meilenstein im Peer-to-Peer Bereich sein. (Goudz et al., 2020, S. 19)

Öffentliche Blockchain-Netzwerke arbeiten gerne mit dem Proof-of-Work Konsens. Dieser kann allerdings sehr zeit- und energieaufwändig sein. Es stellt sich die Frage, ob hier ein Proof-of-Authority Konsens nicht sinnvoller wäre, allerdings widerspricht das auch ein wenig dem dezentralen Grundgedanken der Blockchain und dem Anspruch ohne Autoritäten auszukommen. In jedem Fall hätte die Blockchain den Vorteil, dass sie das Problem der verschiedenen Ladetarife und Anbieter auflöst. Alle Anbieter wären miteinander in einem Bezahlsystem vernetzt. (Goudz et al., 2020, S. 24–26)

Die gesetzliche Lage ist noch unklar

Eine Herausforderung ist die gesetzliche Lage. Die Energielieferantin oder der Energielieferant wäre als Energieversorger einzustufen. Als solcher müsste sie oder er seine Leistungen bei einer Regulierungsbehörde melden. Im Vertrag (im Smart Contract) müssten außerdem Vertragsdauer, Kündigungsfrist, etc. festgehalten werden. Das alles mitzubedenken macht das Anbieten von überschüssigem Strom für die Einzelne oder den Einzelnen schon wieder schwierig.
Zusätzlich stellt sich für die Ladesäulenbesitzerin oder den Ladesäulenbesitzer auch die Frage nach steuerlichen Abgaben. (Goudz et al., 2020, S. 27)

3. Die Blockchain im Emissionshandel

Die Blockchain-Technologie gilt gemeinhin als transparent und manipulationssicher. Das macht sie zum idealen Tool für die Zertifizierung von Energieprodukten. (Goudz et al., 2020, S. 28)

CO₂ Zertifikate spielen eine Rolle bei der Reduktion von klimaschädlichen Gasen. Unternehmen bekommen ein CO₂ Zertifikat ausgestellt, welches sie berechtigt eine gewisse Menge an CO₂ auszustoßen. Wenn Unternehmen die ihnen erlaubte Menge unterschreiten, können sie ihre Zertifikate an andere Unternehmen verkaufen, denen die Reduktion nicht gelungen ist. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Emissionsrechten. Mithilfe der Blockchain-Technologie könnte der Emissionshandel global erfolgen. Länder, deren Emissionen gering sind, hätten so eine zusätzliche Einnahmequelle. (Goudz et al., 2020, S. 28-29)

Es sei angemerkt, dass der Emissionshandel ein kritisches Thema ist. Man ist sich hier nicht einig, ob es dadurch einfacher ist weiterhin zu viel CO₂ auszustoßen und somit eine Gesamtreduktion unmöglich wird.