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Mit Blockchain die Energiewende vorantreiben

© geralt/Pixabay
© geralt/Pixabay

| Kira Crome |

Die Bundesregierung hat im September ihre Strategie zur Förderung der Blockchain-Technologie vorgelegt. Sie will damit die Digitalisierung der Energiewende vorantreiben. Erste Anwendungen in der Energiewirtschaft zeigen: Wirtschaftliche, technologische und regulatorische Mehrwerte müssen separat bewertet und gegeneinander abgewogen werden. Das ergibt eine Analyse von elf Blockchain-basierten Projekten aus fünf verschiedenen energiewirtschaftlichen Bereichen der Deutschen Energieagentur.

Jens Strüker wirft einen Blick in die Glaskugel. „Mein Zukunftsbild ist eine Echtzeit-Energiewirtschaft, in der alle Akteure teilnehmen“, sagt der Leiter des Instituts für Energiewirtschaft (INEWI) an der Hochschule Fresenius. Alle Energieerzeuger – ob großes Kraftwerk, kleine PV-Anlage oder Wärmepumpe im Gebäudekeller –, aber auch jeder Verbraucher und jedes kleine Gerät mit Internet-Anschluss werden dann miteinander vernetzt sein. Transaktions- und Managementprozesse würden automatisiert und intelligent gesteuert, erklärt der Professor für digitales Energiemanagement. Allein die schiere Menge an einzelnen Erzeugungs- und Verbrauchseinheiten und deren Abgleich sowie die zunehmende Anzahl von Prosumern, die selbstbestimmt im Energiesystem interagieren, erfordern dann ein digitales Management.

Technisch werde das durch das „Internet of Things“ möglich, das alle physischen und virtuellen Infrastrukturen miteinander kommunizieren lässt. Die Koordination zwischen den einzelnen Einheiten könnte die Blockchain-Technologie übernehmen. „Sie ist in der Lage, kleinste Energieflüsse und Steuerungssignale zu sehr geringen Transaktionskosten sicher und nachweisbar zu organisieren – und gleichzeitig die steigende Komplexität in unserem dezentralen Energiesystem zu bewältigen“, erklärt Strüker. Er ist einer der Fachgutachter der Studie „Blockchain in der integrierten Energiewende“ der Deutschen Energieagentur (dena). Die Multi-Stakeholder-Analyse zeigt, wo im heutigen Energiesystem die Blockchain-Technologie bereits erfolgreich angewendet wird und wie diese Lösungen die Energiewende voranbringen können.

Blockchain-Anwendungen stehen am Anfang ihrer Lernkurve
„Die technologische Entwicklung der Blockchain ist unglaublich rasant. Und dennoch ist sie immer noch eine sehr junge Technologie: Ihre aktuelle Reife kann mit dem Internet vor dem Aufkommen des Webbrowsers verglichen werden“, sagt Strüker. Als Grundlagentechnologie für digitale Transaktionen könne sie dennoch heute schon dazu geeignet sein, völlig neue Geschäftsmodelle entstehen zu lassen, wie die dena-Studie zeige. 28 Prozent von rund 300 im Rahmen der Studie befragten Energieunternehmen aus Deutschland, Österreich und der Schweiz testen zurzeit aktiv ihren Einsatz. Vor allem kleinere Unternehmen setzen rund dreimal häufiger auf Blockchain-basierte Lösungen, experimentieren damit oder wenden sie bereits an.

Anwendungsgebiete sind vor allem der Peer-to-Peer-Handel, also die direkte Interaktion der Marktteilnehmer ohne Hinzuziehung von Energieversorgern, Börse oder Brokern. In diesem Bereich sind zurzeit 60 Prozent der befragten Unternehmen aktiv. Dahinter folgen der E-Mobilität-Bereich (34 Prozent) sowie Zertifizierung und Asset-Management mit 31 Prozent. Weitere Bereiche sind Stromgroßhandel, Marktkommunikation und Finanzierung.

Was ist heute technisch möglich, ökonomisch sinnvoll und regulatorisch umsetzbar?
Obgleich Blockchain-Anwendungen dem ausschließlichen Interesse im Finanzsektor als digitale Kryptowährung längst entwachsen sind und in die Energiewirtschaft Einzug nehmen, gibt es noch eine ganze Reihe ungelöster Fragen. Antworten will die Studie anhand elf konkreter Anwendungsfälle aus fünf übergreifenden Energiewirtschaftsbereichen geben. Dazu gehört zum Beispiel das Engpassmanagement in Elektrizitätsverteilernetzen, in denen elektrische Autos geladen werden oder die Anmeldung von Anlagen im Marktstammdatenregister, die Zertifizierung von Herkunftsnachweisen oder die Abwicklung von Mieterstrommodellen.

Jedes Fallbeispiel wurde hinsichtlich seiner technologischen Reife, der Wettbewerbssituation mit anderen Digitaltechnologien, seines betriebs- und volkswirtschaftlichen Nutzens, des strategischen Mehrwerts und dem regulatorischen Umfeld beleuchtet und bewertet. Die Analyse und Einschätzung der Fachgutachter sind auf einem gesonderten Auszug der Studie übersichtlich dargestellt.

„Unsere Studie zeigt, dass die Blockchain besonders dann nützlich werden kann, wenn sie existierende Protokolle zum digitalen Informationsaustausch ergänzt. Sie verdeutlicht aber auch, dass für jede Anwendung eine Einzelfallanalyse erforderlich ist“, sagt Andreas Kuhlmann, Vorsitzender der dena-Geschäftsführung, zu den Ergebnissen. Wirtschaftliche, technologische und regulatorische Mehrwerte müssten immer separat bewertet und gegeneinander abgewogen werden. Denn auch wenn die technische Reife einen speziellen Anwendungsfall besonders interessant macht, können energie- oder datenrechtliche Hürden den betriebswirtschaftlichen Nutzen verringern.

Automatisierungseffekte und Prozessoptimierungen senken Kosten
Blockchain-basierte Anwendungen dominieren aktuell bei Energiedienstleistungen für Gebäude und Industrieprozesse, im Peer-to-Peer-Handel und im Mieterstrom. Noch sind nicht alle technischen Voraussetzungen für eine flächendeckende Anwendung geschaffen. „Auf diesem Segment spielen die Kriterien Geschwindigkeit, Energieverbrauch, die Interoperabilität zwischen unterschiedlichen Systemen, IT-Sicherheit und Zuverlässigkeit eine große Rolle“, erklärt Strüker. Es werde aber mit Hochdruck an der Verbesserung der Schnittstellen und der Entwicklung erster Standards gearbeitet, was die Skalierungsfähigkeit positiv beeinflussen wird.

Ökonomische Vorteile ergeben sich aus Automatisierungseffekten und Prozessoptimierungen. Blockchain-basierte Lösungen trügen so zur Senkung von Betriebskosten bei und könnten auf Basis eines gesteuerten Informationsmanagements weiteren Zusatznutzen schaffen. Vor allem in Bereichen wie der Zertifizierung von Herkunftsnachweisen, der Anmeldung von Anlagen im Marktstammregister und bei Energiedienstleistungen für Gebäude und Industrieprozesse schreiben die Studienautoren und Fachgutachter der Blockchain-Technologie einen besonders hohen ökonomischen Nutzen zu. Ein weiterer Effekt: Die Blockchain-Erprobung schaffe Synergien für die inhouse-Entwicklung anderer innovativer Digitalprodukte und -dienstleistungen.

Pioniergeist gefragt
Noch braucht es Pioniergeist und Technologiekompetenz für innovative digitale Themen, um Geschäftsmodelle auf Blockchain-Basis in der Energiewirtschaft voranzutreiben. Insgesamt setzen Energieunternehmen mit ausgeprägtem Wissensmanagement die Blockchain-Technologie viermal häufiger ein als Unternehmen ohne ausgeprägtes Wissensmanagement, lautet ein Fazit der Studie. Dennoch sei aus rechtlicher Sicht eine Einzelfallbewertung zwingend erforderlich, vor allem in Sachen Datenschutz- und Datensicherheitsrecht. Gerade bei der Zertifizierung von Herkunftsnachweisen und der Anmeldung von Anlagen im Marktstammdatenregister sind die regulatorischen Herausforderungen vergleichsweise hoch.

Die Bundesregierung hat im September ihre Blockchain-Strategie verabschiedet, um für innovative Anwendungen den notwendigen Rahmen zu schaffen. Die Strategie, die im Frühjahr im Konsultationsverfahren diskutiert wurde, soll Stabilität sichern und neue potentielle Risiken reduzieren und weitere Chancen für Blockchain-basierte Lösungen ermöglichen. Ein Fokus liegt dabei im Energiebereich: Geplant ist beispielsweise ein Pilotprojekt einer Blockchain-basierten Energieanlagenanbindung an eine öffentliche Datenbank und die Erprobung konkreter Anwendungen unter realen Bedingungen. Gemeinsam mit Akteuren der Energiewirtschaft, Gesellschaft und Behörden sollen – anhand ausgewählter Anwendungsfälle – systemische Effizienzgewinne untersucht und Technikfolgeabschätzungen vorgenommen werden.

Weiterführende Information:
Deutsche Energieagentur (2019): Blockchain in der integrierten Energiewende. Langfassung: Teil A Studienergebnisse (dena), Teil B.1 Technisches und ökonomisches Gutachten (INEWI), Teil B.2 Regulatorisches Gutachten (Deloitte)

Deutsche Energieagentur (2019): Blockchain in der integrierten Energiewende. Kurzfassung: Executive Summary