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Blockchain – digitale Vernetzung für den Energiebereich und darüber hinaus

Blockchain bringt Menschen und Informationen in Form von Daten direkt zusammen. Vorgänge werden nicht über eine zentrale Plattform abgewickelt, sondern im Verbund aller Computer, die am System teilnehmen. Die Rechner dienen als vernetztes, dezentrales Register, das sich nicht manipulieren lässt. So viel zu unserem Verständnis von Blockchain.

Kirsten Hasberg ist Referentin und Beraterin zur Digitalisierung der Energiewende für den BlockchainHub Berlin. 2016 initiierte sie die erste Veranstaltung in Deutschland zur Anwendbarkeit von Blockchain auf den Energiebereich und hat den deutschen Blockchain-Stromanbieter StromDAO mitgegründet. Sie hat einen Master in Volkswirtschaft von der Universität Kopenhagen und 10 Jahre Erfahrung in der dänischen und deutschen Energiewirtschaft, mit besonderem Schwerpunkt auf Strukturen im Energiemarkt, die Systeme mit 100% erneuerbaren Energien fördern.

Wir sprachen mit Kirsten Hasberg, um mehr über Blockchain zu erfahren.

Breitbandbüro des Bundes: Sie erklären, dass mit Blockchain digital ein Handel ohne Mittelsmann möglich ist. Für Laien: Was können wir uns unter Blockchain konkret vorstellen?
Kirsten Hasberg: Die Plattformtechnologie ist eine komplette Neugestaltung des Umgangs mit Daten. Als Kontrast kann man an das Client-Server-Prinzip denken, so wie wir heute das Internet nutzen – indem wir einen zentralen Server aufrufen und unsere Daten dort abrufen.

Glossar:
Ein Client bezeichnet ein Computerprogramm, das auf dem Endgerät eines Netzwerks ausgeführt wird und mit einem Server (Zentralrechner) kommuniziert. Man nennt auch ein Endgerät selbst, das Dienste von einem Server abruft, Client.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Client)

Im Gegensatz zu diesem eher zentralistischen Prinzip funktioniert Blockchain dezentral. Das heißt, dass die Transaktionsdaten auf viele Knotenpunkte verteilt sind. Durch die enorme Redundanz besteht Sicherheit. Es kann ein Datenpunkt, es können viele Knotenpunkte ausfallen, ohne dass es den Datensatz berührt. Wie reden jetzt nicht über „Big Data“, die jede Sekunde gemeldet werden sollen, sondern Transaktionsdaten.
Stellen Sie sich das vor wie die Datenzeilen, die auf Ihrem Bankkonto stehen: Jedes Mal, wenn etwas passiert, gibt es eine Information und wenn nichts passiert, gibt es keine Information. Deswegen ist bei Blockchain der Datensatz nicht sehr groß. Sie könnten also den Transaktionsdatensatz auf Ihrem Rechner speichern und so zum Netzwerk beitragen.

Breitbandbüro des Bundes: Wer sind die Eltern der Idee „Blockchain“?
Hasberg: Die Entwicklung fing ursprünglich mit Bitcoin an.

Glossar:
Bitcoin ist ein weltweit verwendbares dezentrales Zahlungssystem und der Name einer digitalen Geldeinheit. Überweisungen werden von einem Zusammenschluss von Rechnern über das Internet mithilfe einer speziellen Peer-to-Peer-Anwendung abgewickelt, sodass anders als im herkömmlichen Bankverkehr keine zentrale Abwicklungsstelle benötigt wird.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Bitcoin)

Wir wissen weiterhin nicht genau, wer Satoshi Nakamoto war. Unter diesem Pseudonym wurde 2008 im Zuge der Finanzkrise das Bitcoin-Whitepaper veröffentlicht. Darin ging es um die Blockchain-Technologie, die man für finanzielle Transaktionen nutzen kann. Das Stichwort ist „Banking ohne Banken“ – das Ziel von Bitcoin. In der Bitcoin-Community entwickelte sich dann die Idee, dass man mit der Blockchain-Technologie doch mehr machen sollte, nämlich diverse Anwendungen, zum Beispiel Marktplätze, auf der Blockchain aufzubauen. Das ist auf der Bitcoin-Blockchain so nicht möglich. Das führte zu einer Neuentwicklung, nämlich zur Ethereum-Blockchain, entwickelt von Vitalik Buterin, der 2012 ein Whitepaper geschrieben hat.

Glossar:
Ethereum basiert auf der Blockchain-Technologie und ist ein verteiltes System, bei dem Teilnehmer zum Datenaustausch ein spezifisches, zentralserver-loses Netzwerk nutzen.
Dieses Netzwerk heißt „Ethereum-Peer-to-Peer-Netzwerk“. Alle Teilnehmer nutzen einen Ethereum-Client, der die Verbindung zum Netzwerk herstellt.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Ethereum#The_DAO)

Peer-to-Peer (P2P) ist eine Bezeichnung für eine Kommunikation unter Gleichen. In einem Peer-to-Peer-Rechnernetz sind alle Computer gleichberechtigt und können sowohl Dienste in Anspruch nehmen, als auch zur Verfügung stellen.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Peer-to-Peer)

Die Ethereum-Blockchain ist heute die zweitgrößte Blockchain nach der Bitcoin-Blockchain und die Technologie, die wir bei der StromDAO auch benutzen. Sie ist wesentlich flexibler als Bitcoin. Man kann sie als Grundlage benutzen, um diverse Anwendungen zu bauen. Das Stromkonto der StromDAO ist eine Anwendung, die auf Ethereum-Blockchain aufbaut.

Glossar:
Eine sog. DAO (Decentralized Autonomous Organization) ist eine Organisation, dessen Managementstruktur und -regeln digital und unveränderbar durch einen Smart Contract festgeschrieben werden, diese dezentral (zum Beispiel durch das Ethereum-Netzwerk) ausgeführt werden und daher ohne konventionelle Entscheidungsgremien wie einem Vorstand auskommt.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Ethereum#The_DAO)

Smart Contracts sind Computerprotokolle, die Verträge abbilden oder überprüfen oder die Verhandlung oder Abwicklung eines Vertrags technisch unterstützen. Eine schriftliche Fixierung des Vertrages wird damit unter Umständen überflüssig.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Smart_Contract)

Breitbandbüro des Bundes: In Ihren Augen wird beispielsweise ein direkter Stromhandel zwischen Erzeuger, etwa einem Hausbesitzer mit Solaranlage, und Verbraucher funktionieren. Wie haben wir uns eine Energieversorgung mit Blockchain konkret vorzustellen?
Hasberg: Im ersten Schritt macht die StromDAO nichts anderes als den letzten Schritt zwischen Stromanbieter und Endkunden zu automatisieren, indem wir ihn auf die Blockchain bringen. Wir als StromDAO sind schon heute ein Stromanbieter. Das ist möglich, weil wir mit dem Stadtwerke-Energieverbund eine Kooperation haben, durch die wir die energiewirtschaftliche Tiefe wie Bilanzkreisabrechnung von Netzentgelten haben. In diesem ersten Schritt automatisieren wir die Wertschöpfungskette der Energieversorgung, die eigentlich wenig Mehrwert bringt. Diesen Prozess kann man automatisieren und auf die Blockchain bringen. Das haben wir getan, das funktioniert heute schon. Sie können schon zur StromDAO wechseln und die StromDAO als Stromanbieter wählen.
Die Idee der Blockchain ist ja eine digitale Genossenschaft, in der auch Mitbestimmung eine große Rolle spielt. DAO bedeutet also für uns, dass wir Mitbestimmung durch die Kunden ermöglichen. Man kann Stimmrechte erwerben, man kann bei der Produktentwicklung mitentscheiden. So sind wir auch jetzt dabei, den nächsten Produktschritt zu machen: Hybridstrom.

Glossar:
Auf dem Hybridstrommarkt wird zunächst der erzeugte Strom aus gemieteten oder eigenen Anlagen abgezogen. Erst wenn zusätzlich Strom aus weiteren Quellen benötigt wird, wird dieser nach der Entnahme aus dem Netz abgerechnet.
(Quelle: http://hybridstrommarkt.de)

Das ist von einem unserer Kunden angestoßen worden, der eine Fotovoltaikanlage besitzt, und diesen Strom gerne an andere StromDAO-Kunden verkaufen möchte. Das Hybridstromkonzept beruht auf dem Buch [„Der Kunde im Strommarkt 2.0“] von Thorsten Zoerner. Zoerner hat sich mit dem Thema „Wie sollte ein Strommarkt der Zukunft aussehen?“ auseinandergesetzt, bevor wir überhaupt über Blockchain-Technologie nachgedacht haben. Daher kommt der Begriff „Hybridstrommarkt“. Es geht dabei um virtuelle Eigenversorgung. Es bewegt sich in die Richtung, was man plakativ als „Peer-to-Peer“-Strom bezeichnet.

Breitbandbüro des Bundes: Muss bei einem Nutzer immer ein Computer laufen?
Hasberg: Nein. Es gibt zwei getrennte Prozesse: Ich bin jetzt StromDAO-Kunde, mein Rechner hilft allerdings nicht, das Ethereum-Netzwerk zu unterstützen. Ich bin also nicht einer von den mehreren tausend Knotenpunkten, die es im Ethereum-Netzwerk gibt. Weil wir auf eine Blockchain aufbauen, die für viele eine Anwendungsgrundlage ist, bedeutet das nicht, das jeder Anwender von unserer StromDAO-Anwendung die Blockchain mit erhalten muss. Das könnte man, das ist allerdings nicht zwingend notwendig. Für eine Community, die dezentralen Stromhandel durchführen möchte, ist es nicht notwendig, dass die Blockchain an sich von den Leuten betrieben und erhalten wird, die den Strom miteinander austauschen. Diese Dateninfrastruktur ist größer als das.

Breitbandbüro des Bundes: Wo genau liegen die Chancen durch diese Form der digitalisierten Energieversorgung in Deutschland?
Hasberg: Es könnte einen Schub für die dezentrale Energieversorgung geben. Wir sehen im Moment die Problematik „Wie verdient eine Energie-Anlage (Kraftwerk) ihr Geld?“. Für alle diese Fälle sind die Betreiber auf der Suche nach Finanzierungsmodellen beziehungsweise nach Einkommensströmen. Für die ist es unglaublich interessant, ihren Strom direkt zu verkaufen.

Glossar:
Genussrechte sind einer Mischform aus Eigen- und Fremdkapital. Beteiligte sind der Kapitalgeber (Genussrechteinhaber) und das emittierende Unternehmen als Kapitalnehmer. Als Anlageform sind Genussrechte eine Mischform aus Aktie und Schuldverschreibung.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Genussrecht)

Man kann sich auch vorstellen, dass man das in Form von Genussrechten tut. Eine Anlage gehört dann vielen, die daraus ihren Strom beziehen. Sie haben im Endeffekt Strom über ein Genussrecht im Voraus bezahlt und werden dann über die Lebenszeit der Anlage beliefert. Deswegen glaube ich, dass der dezentrale Handel, dass die Blockchain-Technologie diese Dezentralität noch einmal befeuern kann. Uns fehlte bisher dieser Schritt: Wir haben die dezentrale Erzeugung; die Abrechnung ist aber weiterhin nicht darauf ausgerichtet, aus einem Bereich eines Verteilnetzes dorthin, wo der Widerstand am niedrigsten ist, Strom zu verteilen. Diese Flüsse konnten wir bislang nicht abrechnen. Diese Möglichkeit bietet sich allerdings durch Blockchain verstärkt.

Breitbandbüro des Bundes: Verstehen wir das richtig: Es geht im Kern darum, dass eine Energieversorgung mit der Blockchain komplett dezentral bei Energieerzeugung, der Energieverteilung über das Netz und der Energieabrechnung funktionieren soll, ganz ohne ein Monopol in dieser Kette?
Hasberg: Das physische Stromnetz an sich ist weiterhin ein natürliches Monopol. Die Erzeugung ist heute schon durch erneuerbare Energien dezentralisiert worden. Jetzt geht es darum, die Abrechnung und den Handel durch Blockchain zu dezentralisieren.

Breitbandbüro des Bundes: Wie optimistisch sind Sie bei dem Blick auf die Chancen, die Sie gerade beschrieben haben?
Hasberg: Zwei Entwicklungspunkte sind jetzt wesentlich: Die Weiterentwicklung der Ethereum-Blockchain und anderer Blockchains, mit dem Ziel, dass sie schneller, kostengünstiger und weniger energieintensiv werden. Hier bin ich relativ überzeugt, dass die Ethereum Foundation diese Blockchain weiterentwickelt und an Lösungen arbeitet, die innerhalb eines Jahres zu wesentlichen Fortschritten führen.

Glossar:
Im Juli 2015 wurde der Betrieb von Ethereum gestartet. Am 12. März 2016 hatte die in Ethereum verwendete Kryptowährung Ether eine Marktkapitalisierung von über einer Milliarde Dollar. Die Entwicklung wird von der Ethereum Foundation geleitet, einer schweizerischen Non-profit-Stiftung.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Ethereum)

Die Kostensenkung bei erneuerbaren Energien spielt weiterhin eine wesentliche Rolle. Eine wirtschaftliche Darstellung von einem lokalen Handel hängt davon ab, wie hoch die Erzeugungskosten inklusive aller Abgaben sind. Wenn man jetzt regulatorischer Pessimist ist und sagt, dass die Abgaben wie Netzentgelte, EEG-Umlage, Stromsteuer usw. so bleiben, dann sind wir heute noch nicht ganz, aber fast an dem Punkt, wo man einen dezentralen Stromhandel auch schon wirtschaftlich möglich machen kann, obwohl die ganzen Abgaben noch dazukommen.
Wenn jetzt die Kostendegression bei den erneuerbaren Energien und bei der Speichertechnologie weitergeht, könnte man das selbst im aktuellen regulatorischen Rahmen (d. h. bei Netzentgelten etc.) wirtschaftlich darstellen.

Glossar:
Die Netznutzungsentgelte [„Netzentgelte“] sind im liberalisierten Energiemarkt Entgelte, die Strom- und Gasnetzbetreiber für die Netznutzung zur Netzdurchleitung von den Netznutzern erheben. Die Berechnung der Netzentgelte erfolgt durch Festsetzung einer Erlösobergrenze für die betroffenen Netzbetreiber, welche die gesamten zulässigen Netzkosten und sonstigen Erlöse decken darf. Die Erlösobergrenze wird bei den Unternehmen durch eine Kostenprüfung ermittelt.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Netznutzungsentgelt)

Breitbandbüro des Bundes: Welche Schritte sind in Ihren Augen noch zu gehen, bis der Handel per Blockchain bei den Bürgerinnen und Bürgern und auch im Mittelstand ankommt?
Hasberg: Die StromDAO ist schon heute ein Stromanbieter, zu dem man wechseln kann. Wir arbeiten an dem Hybridstrom-Produkt, mit dem wir den direkten Strombezug von einer Anlage in der Nähe möglich machen wollen, indem Genussrechte an der Anlage erworben werden.
Im Gegenzug wird der Kunde beliefert. Er kann dies alles in seinem Stromkonto verfolgen. Ich glaube nicht, dass das technisch gesehen weit weg ist. Eine flächendeckende Nutzung der Technologie ist mit einer großen Kommunikationsaufgabe verbunden: „Warum funktioniert das jetzt wesentlich anders?“ Da sind nicht nur wir im Energiebereich gefragt. Generell geht es darum, die Blockchain-Technologie verständlich zu erklären. Manche vergleichen sie mit den frühen Tagen des Internets. Das Verständnis für die Technologie stand auch damals vor einer großen Barriere. Die Einfachheit sollte bleiben. Die Art und Weise der Organisation ist wesentlich anders.

 


Foto: Kirsten Hasberg.
Fotocredit: Silke Reents /neue energie.

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