Dezentrale Energie mit Blockchain im Trend

Die Blockchain-Technologie bietet erfolgversprechende Alternativen und Lösungen in der weltweiten Energieversorgung

Nachdem die virtuelle Kryptowährung Bitcoin immer wieder von sich reden macht, ist nun auch die Technologie dahinter in den Vordergrund gerückt und hat einen wahren Hype in der Businesswelt losgetreten. Die Rede ist von der Blockchain, oft verglichen mit der „nächsten Stufe des Internets“. Neben dem Finanzsektor, Logistik, Rechten des geistigen Eigentums, öffentlichen Dienstleistungen sowie dem Gesundheits- und Versicherungswesen ist auch der Energiesektor beachtlich davon betroffen. Energieerzeuger und -verbraucher können unter anderem dank der Blockchain den Besitz von Energie direkt untereinander austauschen, ganz ohne Intermediäre.

Strom gehört zu den fundamentalsten Dingen im Leben. Zumindest in den Industriestaaten ist Elektrizität fest im Alltag verankert: 24 Stunden am Tag per Schalter oder Knopfdruck abrufbar. Wie sehr Wirtschaft und Haushalte auf Strom angewiesen sind, verdeutlicht schlagartig ein Stromausfall. Ist dieser großflächig, spricht man gar von einem Blackout. Dauert dieser länger als 48 Stunden wird es kritisch. In Mitleidenschaft gezogen werden etwa Lebensmittel, Wasser, Heizung, Telefon/Handy oder der Verkehr.

Stromausfälle durch Unwetter
Oft werden Stromausfälle von Unwettern verursacht. Immer wahrscheinlicher werden auch gezielte Cyberangriffe auf Versorger. Dazu kommt, dass die Nachfrage bald das Angebot übertreffen wird. Mit der fortschreitenden Digitalisierung, der explodierenden Nachfrage und der Zunahme von Unwettern infolge des Klimawandels, steigt das Risiko von Stromausfällen oder gar flächendeckenden Blackouts immens. Das erklärt, weshalb Stromnetze als sensible Infrastrukturen bezeichnet werden.

Ein anschauliches Beispiel ist die Karibikinsel Puerto Rico. Am 20. September 2017 verwüstete Hurrikan „Maria“ mit Windgeschwindigkeiten bis zu 250 Stundenkilometern einen Großteil der Insel. Neben gefluteten Straßen und Häusern ohne Dächer waren auch plötzlich über drei Millionen Menschen ohne Strom. Im Februar 2018 twittert Bruce Fenton, CEO von Chainstone Labs und Vorstandsmitglied von Medici Ventures: „Puerto Rico, Tag 136: Über eine Million Menschen sind noch immer ohne Strom (30 Prozent der Insel). 100.000 Menschen sind immer noch ohne sauberes Trinkwasser. Weiterhin ein humanitärer Notfall. Puerto Rico ist seit viereinhalb Monaten ohne Strom. Die Hurrikansaison beginnt in weniger als vier Monaten.“

Jetzt setzt die Insel auf die Blockchain-Technologie. Denn diese vereinfacht eine dezentrale Energieversorgung in Verbindung mit Solaranlagen. Vor dem Hurrikan war Puerto Rico noch ausschließlich in der Hand eines einzigen staatlichen Energieversorgers. Das scheint aber nicht mehr zu funktionieren. „Es kommt immer wieder zu Stromausfällen“, beschreibt Enrique Martínez, der in Puerto Rico geborene Gründer und CEO von Blocksis Corp. und Webcapitalists, im Gespräch mit der CBN die aktuelle Lage. „Ohne Strom kann auch kein Wasser abgekocht werden, und das ist zur Zeit nicht von bester Qualität. Krankenhäuser müssen mit Notstrom zurechtkommen.“

Die Insel ist bankrott. „Mittlerweile ist jeder willkommen, der dabei hilft, die Stromversorgung auf der Insel schnellstmöglich wiederherzustellen, damit auch die Wirtschaft wieder auf die Beine kommt“, so Martínez. Er beschäftigt sich schon seit einigen Jahren mit der Kryptowährung Bitcoin und der Blockchain. Zusammen mit Einheimischen hat er begonnen, eine Häusergemeinschaft in der Nähe eines betroffenen Krankenhauses zu bilden. Jede Hauseinheit der Gemeinschaft inklusive das Krankenhaus werden mit Sonnenkollektoren versehen und durch ein Microgrid (lokale Verknüpfung von Energieproduzenten und -verbrauchern) miteinander verbunden.

Unterstützende Worte erfährt Martínez unter anderem von Dr. Jemma Green, Co-Founder und Vorsitzende von PowerLedger, einer australischen Blockchain-basierten Peer-to-Peer Energie-Handelsplattform. „Stellen Sie sich vor, Sie wären die Regierung einer Hurrikan-Insel wie Puerto Rico. Sie müssen entweder ein Anleihenangebot für eine Milliarde Dollar machen und die gesamte Infrastruktur reparieren oder Sie verabschieden einfach ein Gesetz, in welchem Sie erlauben, dass jedermann Sonnenkollektoren für sein Haus kaufen und selbst Strom erzeugen und verkaufen darf. Wie schwer ist diese Entscheidung?“

Ein dezentrales Stromnetz mit Energieunternehmen sowie „Prosumern“ (Menschen die Ökostrom verbrauchen aber auch selber produzieren) ist weniger anfällig als ein zentrales. Es wird im nächsten Hurrikan widerstandsfähiger sein. Aber das nicht allein. „Überschüssiger Strom kann verkauft werden. Das würde eine zusätzliche Einnahmequelle schaffen“, erläutert Martínez. „Und die Umwelt profitiert doppelt. Zum einen hätten wir grüne Energie aus Sonne, Wind und Wasser. Davon hat Puerto Rico jede Menge. Und zum anderen hätten die Menschen einen Anreiz, sparsamer mit ihrem Strom umzugehen, um Überschusse zu speichern oder veräußern zu können.“ Martínez’ Projekt wird von der zertifizierten Solarfirma New Energy Puerto Rico unterstützt, die Photovoltaik-Anlagen zusammen mit Teslas Powerwall-Stromspeichern anbietet.

Welche Rolle aber kommt der Blockchain dabei zu? Erst einmal muss man diese verstehen. Als Blockchain wird eine Art fortlaufende digitale und durch Kryptographie abgesicherte Datenbank bezeichnet. Transaktionen werden nicht über eine zentrale Stelle, sondern durch verschiedene Teilnehmer eines Netzwerks verifiziert und unveränderbar gespeichert. Diese werden zu Blöcken zusammengefasst, überprüft und mittels eines bestimmten Konsens-Verfahrens dem jeweiligen Vorgänger-Block zugefügt. Eine Blockkette – auf Englisch Blockchain – entsteht. Die Rolle ist die der Tokenisierung. Jede Form von Wert, ob Eigentumsrecht, Stimmrecht, Geld oder in diesem Fall Energie, der auf einem Namen registriert ist, wird digitalisiert, dezentralisiert und „tokenisiert“, übertragbar und handelbar auf instantaner und kryptographisch gesicherter Peer-to-Peer-Basis. Das sorgt für hohe Transparenz, Manipulationssicherheit, Beschleunigung und Kostenersparnis bei Transaktionen.

Neben der Bitcoin-Blockchain gibt es noch andere Blockchain-Varianten. Eine der beliebtesten ist Ethereum, weil diese die Einbindung von Smart Contracts (intelligenten Verträge) ermöglicht. Wichtig zu verstehen ist, dass mit „Transaktion“ nicht nur der Austausch von Finanzwerten gemeint ist, sondern auch der von Werten wie Urkunden, Krankenakten oder Verträgen zwischen Teilnehmern eines Netzwerkes. Mit dem Aufkommen der Blockchain lohnt sich plötzlich ein Handel mit Kleinstmengen. Das kommt der Energiewende zugute: ein dezentraler und kleinteiliger Markt. Weg von großen zentralen Kraftwerken hin zu vielen kleinen Produzenten. Damit die Blockchain aber auf dem Energiemarkt ihr gesamtes Potenzial entfalten kann, bedarf es dem Einsatz von Smart Metern, intelligenten Stromzählern. Über das Internet direkt mit einer Blockchain verbunden, können sie Leistung und Verbrauch erfassen und die Datenbasis für automatisierte Transaktionen liefern. Bedingungen und der Ablauf solcher Transaktionen wären in einem Smart Contract festgehalten.
Desweiteren hätten Verbraucher die Möglichkeit auszusuchen, aus welchen Quellen sie ihre Energie beziehen möchten. Es wäre nachvollziehbar, wie der Strom im Haushalt genutzt wird und wo Einsparungen möglich sind. Ist der Strom zu einem bestimmten Zeitpunkt am Tag teuer, fährt die Klimaanlage herunter, um wieder hochzufahren, wenn der Höchststand vorbei ist. Bis zum Jahr 2020 soll der Anteil von Smart Metern in Spanien 100 Prozent betragen.

Strom in Spanien
Letztes Jahr bestand der Strom in Spanien überwiegend aus Kernkraftenergie (22,6 Prozent), Windenergie (19,2 Prozent) und Kohle (17,4 Prozent). Strom aus erneuerbaren Energien sank auf 33,7 Prozent. Im Vorjahr betrug der Anteil noch 40,8 Prozent. „Schuld ist die Trockenheit. Die Stauseen liegen bei gerade einmal 38 Prozent ihrer Gesamtkapazitäten und Wind hatte wir ebenfalls kaum“, heißt es von offizieller Seite. Folglich musste wieder verstärkt auf Kohle und Gas zurückgegriffen werden.

Das wiederum soll den Strompreis in die Höhe getrieben haben. 2017 zahlte der Durchschnittsverbraucher 10,8 Prozent mehr für seine Stromrechnung als noch im Vorjahr. Laut der EU-Agentur für Statistik zählt der Strom in Spanien, nach Abzug von Steuern und Abgaben, zu den drei teuersten in Europa. 2018 sind die Aussichten nicht vielversprechender.
Die Verbraucherschutzorganisation Facua kritisiert die Passivität seitens der spanischen Regierung und deren skandalöse Komplizenschaft mit den Energiekonzernen Endesa, Iberdrola, Gas Natural Fenosa, EDP und Viesgo. Madrid würde den Konzernen zu Milliardengewinnen verhelfen – auf Kosten der Bürger. Ein Desaster, wenn man bedenkt, dass die Löhne seit der Krise 2007 gesunken, die Stromkosten aber gestiegen sind. „Die Energiemärkte in Spanien sind wenig transparent und werden von nur ein paar Konzernen kontrolliert. Dieser Mangel an Wettbewerb trägt zur Erhöhung der Preise bei“, erklärt Javier García Breva, ehemaliger Direktor des Instituts für Energiediversifizierung und -einsparung (IDAE).

Aber nicht nur die Haushaltskasse und verarmte Menschen müssen leiden, sondern auch Umwelt und Gesundheit. Kohlekraftwerke stoßen nicht nur das klimaschädliche CO2 aus, sondern auch Stickstoffoxide (NOX), Schwefeldioxid (SO2) sowie Feinstaub und Quecksilber, die gesundheitsschädlich sind und die Atemwege angreifen können. Laut Meldungen der Nachrichtenagentur dpa soll eine Analyse des Europäischen Umweltbüros, der Health & Environment Alliance (HEAL), Climate Action Network (CAN Europe), Sandbag und des WWF von 2016 zu dem Ergebnis gekommen sein, dass Kohlekraftwerke in Europa jährlich etwa 23.000 vorzeitige Todesfälle verursachen.

Kosten für Gesundheitssysteme
„Sie entlarvt auch den Mythos, dass Kohle eine günstige Energiequelle ist“, so Anne Stauffer, stellvertretende Direktorin von der Health and Environment Alliance. Den europäischen Gesundheitssystemen entstanden durch die Todesfälle sowie Herz- und Lungenkrankheiten als Folgen der Luftverschmutzung Kosten von bis zu 62,3 Milliarden Euro. Lungenspezialist Prof. Christian Witt von der Berliner Charité sieht in den politisch angestrebten Grenzwerten nur eine „Krücke“. Am besten wäre es, so gut wie gar nichts zu emittieren. Durch den Klimawandel werde die Gefährdung noch verschärft. „Wir werden, weil die Luft trockener wird, ein größeres Schadstoffproblem kriegen“, so Witt.

Ein innovatives Start-Up-Unternehmen, das sich für „grüne Energie“ stark machen und auf dem europäischen Markt mitmischen möchte, ist WePower. WePower beschreibt sich selbst als eine Blockchain-basierte Handelsplattform für grüne Energie. Das Unternehmen setzt auf eine Kombination aus Blockchain, Smart Contracts (intelligente Verträge), Datenanalyse und Maschinelles Lernen. Eines der Hauptziele ist, es Ökostromerzeugern zu ermöglichen, durch die Ausgabe handelbarer Energie-Token Kapital zu beschaffen.

Wie kann man sich das vorstellen? Auf der einen Seite sind die Ökostromerzeuger (Solar-, Wind- und Wasserkraftwerke). Um die Anschaffungskosten der Anlagen stemmen zu können, haben sie die Möglichkeit über die WePower-Plattform tokenisierte Energie unter dem Marktpreis vorab zu verkaufen. Die Lieferung selbst findet aber zu einem späteren Zeitpunkt statt. Auf der anderen Seite sind die Investoren oder Verbraucher, die im Voraus für das Recht bezahlen, Strom aus diesen „grünen Anlagen“ verbrauchen oder gegebenenfalls wieder verkaufen zu können. Der ganze Ablauf gleicht somit einem Terminkontrakt. „Wir verändern die Art und Weise wie erneuerbare Energieanlagen finanziert werden“, so Co-Founder Arturas Asakavicius in einem Interview. „Wenn Sie derzeit eine Reihe von Anlagen für erneuerbare Energien finanzieren wollen, müssen Sie entweder zu einer Bank gehen und Schulden aufnehmen, oder Sie gehen zu einem Investor und geben Wertpapiere aus.“ Aufgrund des Rückgangs von Subventionen und erneuerbare Energien, die zum Marktpreis konkurrieren, verlangen Banken mittlerweile für einen Kredit mehr Eigenkapital, um die Verschuldungsquote zu reduzieren.

WePower basiert auf der Ethereum-Blockchain und arbeitet mit einem Zwei-Token-System: einem internen Energie-Token, der jeweils eine Kilowattstunde (1 kWh) einlösbarer grüner Energie repräsentiert und auf der WePower-Plattform handelbar ist sowie den WePower-Token (WPR). Jeder Energie-Token ist nichts anderes als ein „Smart Contract“. Dieser enthält: Energietyp (Sonne, Wind, Wasser), Herkunftsland, Zeitpunkt der Energieproduktion sowie Lieferung und Preis. Ein Smart Contract ist, wie der Name es schon sagt, ein „intelligenter Vertrag“. Vereinfacht gesagt, ein Computerprogramm, das automatisch und permanent die Bedingungen eines Vertrags kontrolliert und Vertragsgegenstände automatisiert ausführen kann nach dem Prinzip „Wenn..., dann...“. Dank der Blockchain läuft das Ganze unabhängig von dritten Parteien ab und gewährleistet dennoch Rechtssicherheit aufgrund der Integrität und Verlässlichkeit der Daten.

Der zweite Token ist der WePower-Token, kurz WPR, den es an Kryptobörsen zu kaufen gibt. Dieser hat zwei Funktionen:

1. Vorzug bei Auktionen. Der Verkauf von Energie-Token seitens der Erzeuger findet mittels einer Auktion auf der WePower-Plattform statt. Während der ersten 48 Stunden können nur WPR-Token-Besitzer an der Auktion teilnehmen und emittierte Energie-Token zum besten festgelegten Anfangspreis kaufen. Nach 48 Stunden kann jeder an der Auktion teilnehmen.
2. Ausschüttung von 0,9 Prozent Energie Token aus dem Energie-Gesamtpool pro Monat als eine Art Dividende.

Während einer Initial Coin Offering (kurz ICO), ähnlich einem Crowdfunding, konnte das Start-Up 40 Millionen US-Dollar für sein Projekt einnehmen. Für den Launch ist Spanien als erstes europäisches Land vorgesehen. Die spanischen Partner sind derzeit Conquista Solar S.L.U. mit Sitz in Valencia, spezialisiert auf Photovoltaikanlagen und Civitas Project S.L. aus Sevilla, eine Beratungsstelle für Unternehmen und Entwickler im Bereich Erneuerbarer Energien wie Photovoltaik, Biomasse, Thermosolar, Hydraulik, Wind und Geothermie. Gegenwärtig wird das Projekt aber erst einmal auf „Herz und Nieren“ getestet. Das Pilotprojekt findet in Estland zusammen mit dem dortigen Stromnetzbetreiber Elering statt. Dabei wird die WePower-Plattform in das estnische Grid-Netz integriert und ausprobiert. „Bislang läuft alles wie geplant, und wir müssten in der Lage sein, mit unseren spanischen Partnern in den nächsten paar Monaten durchstarten zu können“, so die Aussage von Aukse Siaudzionyte, Content & Social Media Managerin bei WePower zur CBN.

WePower wird als unabhängiger Energieversorger auf den Markt kommen. Das gibt dem Unternehmen das Recht, sich mit dem Stromnetz eines Landes zu verbinden. Zu Beginn wird WePower hauptsächlich mit größeren Energieproduzenten zusammenarbeiten. „Langfristig will es aber eine echte Peer-to-Peer-Energieplattform werden, auf der jeder erneuerbare Energien verkaufen und auch Energie aus dem Stromnetz zurückbekommen kann“, so Co-Founder Nick Martyniuk.
Die Blockchain elektrisiert nicht nur den Energiesektor. Auch die Europäische Kommission hat bekanntgegeben, bis 2020 Projekte, die Blockchain-Technologie nutzen, mit bis zu 340 Millionen Euro zu fördern.