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Die Echtzeit-Energiewirtschaft

Die Blockchain-Technologie taugt nicht nur als Hype, das zeigt die steigende Anzahl an Anwendungen auch im Energiebereich. Doch ihr Potenzial wirft die Frage auf: Werden die heutigen Energieunternehmen auch übermorgen noch Glieder der Kette sein?

Wer sich an die Anfänge des Internets erinnert, kann ins Staunen darüber geraten, was wir dem Web inzwischen alles anvertrauen. Fast jeder zweite Deutsche regelte 2017 Bankgeschäfte im Netz, so eine GfK-Umfrage im Auftrag des Bundesverbandes deutscher Banken. Der Glaube an die Sicherheit ist mit der Zeit gewachsen: 2007 vertrauten nur 36 Prozent der Bundesbürger dem Onlinebanking, zehn Jahre später bereits die Hälfte. Und das, obwohl die genauen Prozesse hinter einer Online-Überweisung auch heute wenigen bekannt sind. Immerhin jedoch steht die Bank dabei noch als Mittler zwischen Geldsender und -empfänger – analog und physisch.

Einen entscheidenden Schritt in Richtung einer Digitalisierung ohne Vermittler und Medienbrüche ist die Netzwelt erst in jüngerer Zeit mit der Einführung von Kryptowährungen wie Bitcoin gegangen. Die Blockchain-Technologie, auf der diese aufbauen, macht vertrauenswürdige Intermediäre wie Zahlungsdienstleister überflüssig.

Das unerwünschte Kopieren digitaler Daten kann erstmals seit Entstehung des Internets direkt verhindert werden. Zum einen, weil die Daten auf vielen Rechnern verteilt lagern. Zum anderen, weil alle Transaktionen zu Blöcken gebündelt werden, die über ihre Bezeichnungen mit bereits zuvor generierten Datenblöcken zu einer Kette verbunden werden – der Blockchain.

Mit der Blockchain in eine effizientere Energiewelt

Auch zu einer neuen Energiewelt kann die Blockchain beitragen. Denn ähnlich wie Banken den Zahlungsverkehr regeln, so regeln auch Energieunternehmen Transaktionen: etwa als Versorger und Dienstleister oder als Betreiber von Netzen und Speichern. Wenn Haushalte – zum Beispiel mit Photovoltaikanlagen – zu Prosumern werden und selbst Erneuerbare Energien in niedere Spannungsebenen einspeisen, schnellt die Anzahl der am Markt teilnehmenden Stromproduzenten in die Höhe. Für eine effiziente Koordination dieser zunehmenden Zahl an Akteuren ist es hilfreich, wenn in Echtzeit Informationen über das Ein- und Ausspeisen ausgetauscht werden. Von Hand ist das zeitlich und finanziell nicht machbar, vielmehr braucht es automatisierte Lösungen wie Smart Contracts, die einfache Wenn-dann-Funktionen sicher und nachvollziehbar ausführen.

Nicht nur die alltägliche Mittlerfunktion, auch die zugrundeliegende Regulierung wird mit steigendem Vernetzungsgrad der Energiewelt schwieriger. Dazu sagt der Gründer des Start-ups STROMDAO, Stefan Thon: „Im bisherigen Energiemarkt mit seinen rund 1.000 Teilnehmern musste der Gesetzgeber den Konsensrahmen setzen.“ Das aber ändere sich mit zunehmender Dezentralisierung, durch die private Haushalte zu Stromproduzenten werden: „Bei 1,5 Millionen möglichen Marktteilnehmern muss ein neuer Konsensraum geschaffen werden. Die ganzen Anwendungsbeispiele kann der Gesetzgeber gar nicht abdecken. Da ist die Blockchain zwangsläufig.“ Mitgründer Thorsten Zoerner fügt hinzu: „Wenn jeder Marktakteur, angefangen beim kleinen PV-Anlagenbetreiber, die Regulierung umsetzen soll, bleibt ihm heute nichts anderes übrig, als diese Aufgabe an die Energieversorger zu delegieren. Damit diese sich weiter auf ihre Kernaufgabe – den Dispatch zwischen Erzeugung und Verbrauch – konzentrieren können, muss die Technologie übernehmen.“

Aber nimmt die Blockchain Energieversorgern nicht Aufgaben weg? „Streng genommen machen wir nichts anderes, als an der Disruption unseres eigenen Geschäfts zu arbeiten“, so ließ sich E.ON-Sprecher Alexander Ihl vergangenen Sommer zitieren. Das Unternehmen beteiligt sich am Energiegroßhandel auf der Plattform „Enerchain“, die vom IT-Spezialisten Ponton entwickelt wurde. Dabei seien zudem, so Gründer Tilo Zimmermann, 40 weitere tonangebende europäische Unternehmen wie RWE, Uniper, Vattenfall und EnBW. In dieser Blockchain lassen sich zugangsbeschränkt Handelsdaten – Angebot und Nachfrage, Preis, Mengen, Bezug – festhalten. Einsehbar sind sie für jeden zugelassenen Teilnehmer. Die Übermittlung der Informationen erfolgt deutlich effizienter als über Intermediäre: Nicht nur Energie- und Kosteneinsatz sind geringer, auch die Geschwindigkeit der Prüfung steigt und aufwendige Dokumentationsprozesse werden unnötig.

Zusammenhänge neu denken

Neben Effizienzgewinnen verspricht die Technologie auch Unterstützung bei neuen Geschäftsprozessen wie dem Peer-to-Peer-Stromhandel. Wie das funktioniert, testet das Allgäuer Überlandwerk (AÜW) im gemeinsamen Projekt „AllgäuMicrogrid“ mit dem New Yorker Start-up LO3 Energy. Der „Paradigmenwechsel im Energiemarkt“, so die Kemptener, liegt darin, dass die Nutzer Strom unbekannter Herkunft nicht mehr von nur einem Stromversorger beziehen, sondern aus einer Vielzahl verschiedener Lieferanten flexibel selbst auswählen. Via App können sie sich den Mix ihres Stromes aus lokalen Erzeugungsanlagen zusammensetzen. Auf Erzeugerseite soll etwa ein Landwirt aus Niedersonthofen mit einer PV-Anlage überschüssigen Ökostrom nicht mehr nur über die EEG-Vergütung ins Netz einspeisen, sondern direkt an den lokal nächsten Abnehmer, etwa einen Mieter in Kempten, verkaufen können. Damit bekommen Nutzer die Möglichkeit, die regionale Ökostromproduktion gezielt zu unterstützen. Fünf Haushalte werden als Pilotkunden mit einem Smart Meter ausgestattet, der Teil der Blockchain ist.

Das „AllgäuMicrogrid“ ist ein Vorreiter des dreijährigen Versuchsprojektes „pebbles“, welches im März startete. Attraktiv für den Test innovativer Energiekonzepte werde das Allgäu durch seine hohe Konzentration von erneuerbarer Energieerzeugung, Batteriespeichersystemen und moderner Netzinfrastruktur, sagt LO3-Energy-CEO Lawrence Orsini und fügt hinzu: „Die Plattform bietet den Besitzern von Photovoltaikanlagen eine alternative Vermarktungsmöglichkeit, wenn die EEG-Vergütung in den nächsten Jahren für die ersten Anlagen ausläuft: Sie können ihren Ökostrom auf dieser Plattform anbieten, während konsumbewusste Verbraucher ihren Strom direkt aus ihrer Nachbarschaft beziehungsweise Region beziehen können.“

Dossier Digitalisierung Echtzeit-Energiewirtschaft (Magazin 2/2018)

Auch die niedersächsische EWE AG geht mit der Blockchain ein noch junges Problem an. Stromengpässe im Niederspannungsnetz könnten die Folge unkontrollierten Ladens von E-Mobilen sein. Weil Netzausbau in der Bevölkerung nicht gut ankommt und ebenso wenig vorübergehende Ladestopps, fragte sich das Team um EWE-IT-Innovationsmanager Dr. Matthias Postina: Wie lässt sich eine Lastverschiebung in andere Zeiträume anreizen? In Zusammenarbeit mit dem Oldenburger Institut für Informatik OFFIS erprobte man eine Kombination aus einem Agentensystem und einer Private-Ethereum-basierten Blockchain. Über seinen Agenten kann jeder Haushalt anmelden, welcher Strombedarf etwa mit Blick auf den Folgetag vorliegt – sei es die E-Auto-Ladung, die Wärmepumpe oder das abendliche TV-Programm. Stellt der Netzbetreiber aufgrund dieser Prognosen zu einem bestimmten Zeitpunkt Flexibilitätsbedarf fest, schreibt er diesen in die Blockchain. Die Agenten in den Haushalten verhandeln daraufhin untereinander und passen ihre Fahrpläne im Haus an, sodass die Überlast für den Netzbetreiber entschärft wird. So kann ein E-Auto-Besitzer, der morgens um acht mit ausreichender Ladung losfahren möchte, in der Nacht laden, wenn der Netzengpass vorüber ist. Agent und Blockchain kommunizieren vollautomatisiert, denn die Bewohner sollen möglichst wenig mitbekommen. „Damit das Handy nicht mitten in der Nacht meldet: ‚Jetzt bitte Wäsche waschen!‘“, so Postina.

In der Schaufensterregion enera startete im Mai der Feldtest. Bis 2019 soll die Technologie in der Realität zeigen, ob sie ihr Versprechen hält. Dann, so Postina, wollen er und seine Kollegen sie auf die Straße bringen. Für den Versuch konnten die Projektverantwortlichen namhafte Partner gewinnen: Bosch etwa kann sich vorstellen, mit eigenen kommunikationsfähigen Systemen Haushalte „fahrplanfähig“, ihre Nachfrage also planbar zu machen. „Wo die Probleme entstehen, nämlich im Niederspannungsnetz, kann man sie auch gleich beheben und muss sie nicht erst an eine Zentralstelle melden. In autonomen Bereichen reguliert sich das Netz so ein Stück weit selbst“, sagt Postina.

Währung der organisierten Kriminalität, Klimakiller

Ein öffentliches Projekt wie dieses lobt Blockchain-Experte Thorsten Zoerner. „Aber es gibt bestimmt zehnmal so viele nichtöffentliche Projekte, in denen Blockchain drinsteckt.“ Das liegt am Imageproblem der Technologie: So meldete eine Forschergruppe im März, die Bitcoin-Blockchain enthalte Kinderpornografie. Dazu hieß es: „(…) Gesetzestexte aus Ländern wie Deutschland, Großbritannien und den USA legen nahe, dass illegaler Inhalt wie Kinderpornografie den Besitz der Blockchain für alle Nutzer illegal machen könnte.“ Hier zeigt sich ein Dilemma der öffentlichen Blockchain: Das Fehlen einer zentralen Kontrollinstanz ist gewollt und verspricht neue Geschäftsmodelle, die bislang nicht möglich waren. Gleichzeitig stellen sich in diesen rechtlich unsicheren Räumen neue Fragen: Wer haftet, wenn Transaktionen nicht wie vereinbart ausgeführt werden? Noch dazu steht die Blockchain in der Kritik, massiv Strom zu verbrauchen. Für Energieversorger macht das den Einsatz der Technologie erklärungsbedürftig.

Energiesektor: ein vielversprechendes Anwendungsgebiet

Finanzierungsinstrument im Darknet oder überhöhte Allzweckwaffe: „Die komplexe Blockchain-Technologie ist seit fast zehn Jahren immer häufiger Gesprächsthema, wird aber nach wie vor nur von wenigen wirklich verstanden“, so Prof. Dr. Christoph Meinel, der Direktor des Hasso-Plattner-Instituts (HPI), das kürzlich den Report „Blockchain – Hype oder Innovation?“ veröffentlichte. „Wenn wir mit den klassischen Energieversorgern sprechen, haben zwar alle von der Blockchain gehört“, so Metin Fidan, der bei der Unternehmensberatung EY das Marktsegment Energy verantwortet. „Aber welche Teile der Wertschöpfungsstufe die Technologie verändern kann, ist noch wenig bekannt, ebenso die Anwendungen.“ Zunehmend würden bei der Unternehmensberatung Workshops für Mitarbeiter unterschiedlicher Bereiche angefragt. Fest steht für Fidan: „Energieversorger und Stadtwerke müssen neue Anwendungsbereiche identifizieren, um das Potenzial der Blockchain auszuschöpfen.“ Die Strategie müsse für Versorger jeder Größe darin bestehen, Kooperationen zu definieren, damit sie selbst sich auf das Kerngeschäft fokussieren könnten und dabei nicht abgehängt würden.

Im Energiesektor sieht HPI-Direktor Meinel ein vielversprechendes Anwendungsgebiet der Blockchain-Technologie. Denn ein Blockchain-Wert kann mit einer Energieeinheit gekoppelt werden. Doch der endgültige Durchbruch der Technologie steht aus, sind sich Experten einig. Zuvor gilt es, technische und rechtliche Rahmenbedingungen zu klären. Energieversorger, so eine Studie von BDEW und Prof. Dr. Jens Strüker von der Hochschule Fresenius, könnten als First Mover dabei sein – oder abwarten, bis Ideen marktreif sind. Die Autoren empfehlen, die Entwicklung von Anwendungen und Standards sowie regulatorische Rahmenbedingungen mitzugestalten. Trotz aller Komplexität. Denn für die Blockchain-Technologie gilt wie für das Onlinebanking: Man muss die Technologie nicht bis ins letzte Detail kennen, um ihre Vorzüge zu nutzen.

Deutschland als hotspot

Insgesamt elf Energieversorger und 21 Start-ups arbeiten in Deutschland an Blockchain-Lösungen für die Energiewelt, so das Blockchain-Radar von PwC und BDEW im Februar 2018. Was die Potenziale der Technologie für die Ener¬giewirtschaft betrifft, liegt der globale Mittelpunkt in Berlin: Die Entwickler-Community für die Blockchain Ethereum ist hier so groß wie nirgends sonst. Zudem sitzt mit dem Bundesverband Blockchain seit Sommer 2017 die Interessenvertretung der deutschen Blockchain-Szene in der Hauptstadt. Der Verband beteiligt sich an der öffentlichen Debatte, wie Deutschland ein globaler Player im weltweiten Blockchain-Ökosystem werden kann.

Text: Leonore Falk

Studie: "Blockchain in der Energiewirtschaft - Potenziale für Energieversorger"

Wie funktioniert die Blockchain? Welche Möglichkeiten bietet sie der Energiewirtschaft? Bereitet sie den Weg für neue Geschäftsmodelle und erhöhte Effizienz? Der BDEW  hat sich – in enger Kooperation mit dem Blockchain-Experten Prof. Dr. Jens Strüker – in einer Studie dieser Thematik angenommen.




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