Blockchain in der Energiewende
Was ist das und was kann sie?
Der Begriff „Blockchain“ ist ein weibliches Substantiv und wird in der EDV eingesetzt. Im Alltag taucht der Begriff vor allem im Zusammenhang mit digitaler Währung auf, wird aber auch im Umfeld von erneuerbaren Energien, Energieversorgung und Energiewende genutzt. Im Bereich Energie garantiert Blockchain-Technologie die sichere Verknüpfung von Informationen aus Erzeugerangebot und Verbraucherdaten. Damit lässt sich zum Beispiel eine intelligente, sichere Stromversorgung aus unterschiedlichen, dezentralen regenerativen Energiequellen aufbauen, bei der Verbraucher und Erzeuger miteinander kommunizieren. Erzeugung und Bedarf können so aufeinander abgestimmt werden.
Was ist Blockchain Technik?
Eine Blockchain ist im einfachsten Sinne eine mit einem Zeitstempel
versehene Reihe unveränderlicher Datensätze. Diese werden nicht auf
einem zentralen Server, sondern von einem Verbund von Computern
verwaltet, die keinem einzelnen Unternehmen, Organisation oder Person
gehören. Jeder Datensatz, auch Datenblock genannt, wird unter Verwendung
kryptografischer Prinzipien gesichert. Dann werden die gesicherten
Datenblöcke miteinander verbunden und es entsteht eine Datensatz-Kette,
also eine „Blockchain“.
Was zeichnet die Blockchain aus?
Drei wesentliche Eigenschaften zeichnen Blockchain-Technologie für den
Einsatz im Umgang mit sensiblen Informationen bei der zuverlässigen
Energieversorgung aus:
- Ein Blockchain-Netzwerk hat keine zentrale Autorität. Daten werden auf vielen Computern parallel vorgehalten. Man könnte sagen, es ist per Definition ein demokratisiertes Daten-System, das durch seine Struktur sehr gut gegen Angriffe von außen geschützt ist.
- Da es sich um gesicherte, unveränderliche Daten handelt, können die darin enthaltenen Informationen auf breiter Ebene genutzt werden, zum Beispiel, um in einer dezentral organisierten Energieversorgung Informationen zwischen Erzeugern und Verbrauchern auszutauschen, oder ein öffentlich zugängliches, ständig aktualisiertes Abbild von zum Beispiel Grünstromerzeugung in einer Region zur Verfügung zu stellen.
- Eine Blockchain verursacht keine Transaktionskosten. Kosten werden durch die Infrastruktur und die Energie für ihren Betrieb verursacht.
Wie funktioniert eine Blockchain?
Ein Teilnehmer startet eine Transaktion und leitet den Prozess ein,
indem er einen ersten Datensatz, den „Block“, erstellt. Dieser „Block“,
wird von Tausenden, vielleicht Millionen von Computern überprüft, die
im Internet verteilt sind. Der so verifizierte „Block“ wird zu einer
bestehenden Datenkette hinzugefügt, die über das Netz von allen
beteiligten Computern gespeichert wird. So entsteht nicht nur ein
eindeutiger Datensatz, sondern ein eindeutiger Datensatz mit einer
eindeutigen Geschichte an vielen parallelen Speicherorten. Dadurch sind
Daten, die in einer Blockchain gespeichert sind, sehr sicher. Das
Fälschen eines einzelnen Datensatzes würde das Fälschen der gesamten
Kette in Millionen von Fällen bedeuten. Das ist so gut wie unmöglich.
Informationen, die in einer Blockchain gespeichert sind, existieren also
als gemeinsam genutzter und ständig abgeglichener Datenpool an
mehreren Speicherorten parallel. Dadurch können die enthaltenen
Aufzeichnungen öffentlich zugänglich sein und sind leicht zu
überprüfen. Es gibt keine zentralisierte Version einer Information.
Blockchain im Ökosystem der Stromtarife
Grünstromanbieter, wie die Heidelberger STROMDAO GmbH, setzen Blockchain
zum Abgleich von Erzeuger-, Wetter- und Verbraucherdaten ein. Daraus
entsteht eine Darstellung des aktuellen Grünstromangebotes in einem
Postleitzahlgebiet, der sogenannte GrünstromIndex. Die Blockchain wird
genutzt, um unveränderbare Daten zu Stromerzeugung von allen
erneuerbaren Energiequellen bundesweit zu sammeln und Verbrauchern in
einer Region anonymisiert zur Verfügung zu stellen. Verbraucher können
mit diesen Informationen ihren Verbrauch auf das Grünstromangebot in
ihrer Region abstimmen und zwar 24 Stunden im Voraus.

Blockchain informiert und visualisiert, wo der Grünstrom in einer Region erzeugt wird. Hier südwestlich von München.
Auf Verbraucherseite wird die Blockchain für Bonuszuweisung für intelligente Grünstromnutzung aus der Region und die generelle Abrechnung eingesetzt. STROMDAO-Gründer Thorsten Zoerner erklärt zum Einsatz der Blockchain bei Corrently: „Eine praktische Umsetzung von Treueprogrammen kann sehr riskant werden, da quasi eine Währung geschaffen wird. Eine solche Währung muss genauso vor Fälschung geschützt werden, wie der Euro. Der Aufbau einer sicheren und kostengünstigen Währung ist mit der Blockchain-Technologie gut möglich. Das Treueprogramm hinter dem GrünstromBonus von Corrently setzt sich aus zwei Währungen zusammen, die strikt voneinander getrennt sind. Die erste Währung ist der GrünstromBonus. Die zweite Währung sind Anteile an Erzeugungsanlagen der STROMDAO GmbH. Realisiert wurden beide Blockchain-Währungen auf Basis von sogenannten „ERC-20 Tokens“, einer besonderen digitalen Wertmarke, aufgesetzt auf der Software-Plattform „Etherum“. Diese Kombi bietet viel Sicherheit und reduziert Umsetzungsfehler auf ein Minimum.
GrünstromIndex – der Initiator aller Transaktionen

GrünstromIndex zeigt Verbrauchern die zu erwartende Grünstromproduktion in der Region für die kommenden 24 Stunden.
Der GrünstromIndex kontrolliert im Corrently Ökosystem die Schaffung der Währung „GrünstromBonus“ und schreibt die Verteilung innerhalb der Blockchain durch eine Transaktion fest. Seine Aufgaben sind
- Ermitteln des Stromverbrauchs innerhalb einer Stunde
- Anteil des Grünstroms ermitteln auf Basis des GrünstromIndex
- Per Transaktion (Überweisung) auf das Boni-Konto des Kunden den Bonus transferieren.
GrünstromBonus – die erste Währung
Über den GrünstromBonus werden die Grünstromverbrauchsanteile von
Corrently Kunden gezählt, die aus regionalen Stromerzeugungsanlagen
verbraucht werden. Abhängig von der Menge des aus regionalen Anlagen
verbrauchten Grünstroms werden Kunden die GrünstromBonus Token
gutgeschrieben. Je mehr regionaler Grünstrom genutzt wird, desto mehr
Bonuspunkte. Die Informationen werden in Blöcken gespeichert und einer
Blockchain zugefügt.
Anteile an Erzeugungsanlagen – die zweite Währung
Die zweite Währung sind Anteile an Erzeugungsanlagen. Kunden können
ihren GrünstromBonus in Anteile an Photovoltaikanlagen tauschen. Der
Ablauf:
- Kunde tauscht GrünstromBonus gegen Anteile an Erzeugungsanlagen
- Per Transaktion über die Blockchain wird der GrünstromBonus zuerst an die STROMDAO GmbH übertragen.
- Dann überträgt die Stromdao GmbH Anlagenanteile per Blockchain-Transaktion an den Stromkunden.
Blockchain reduziert Stromverbrauch
Spannend wird es für Corrently Kunden, sobald die eigenen Anlagenanteile
Strom in das öffentliche Netz einspeisen. Dann reduziert sich der
eigene Verbrauch entsprechend den eigenen Anteilen und die Stromrechnung
wird mit der Zeit immer kleiner. Technisch funktioniert das so, dass
eine Software in der Blockchain prüft, wer im Besitz bestimmter Anteile
ist und reduziert dann den Verbrauch des Kunden um die von den
Kundenanteilen produzierte Grünstrommenge. Corrently Erfinder Thorsten
Zoerner sagt dazu: „Ohne Blockchain wäre die Abbildung der einzelnen
Prozessschritte technisch zwar möglich, aber ungleich aufwändiger. Mit
der Blockchain können wir automatisiert und vor allem sicher komplexe
Transaktionen durchführen. Im Ergebnis haben wir informierte Kunden, die
24 Stunden im Voraus wissen, wie in ihrer Region die
Grünstromproduktion aussehen wird. Das garantiert kurze Transportwege
für Energie, damit weniger Verluste und einen besseren CO2-Fußabdruck,
den wir bei uns ohnehin ausgleichen. Unsere Kunden erhalten
zuverlässig ihren Grünstrombonus, den sie in Anlagenanteile wandeln und
damit ihren eigenen Verbrauch reduzieren können. Die
Blockchain-Technologie ist damit aber noch nicht an ihren Grenzen. Sie
kann mehr!

Der Grünstromzähler zeigt den eigenen Stromverbrauch, rote Linie, im Vergleich zur Grünstromangebot im eigenen Postleitzahlgebiet, grüne Linie. Daraus wird per Blockchain jedem Kunden der individuelle Grünstrombonus gutgeschrieben.
Mehr Regionalität, Klimaschutz und Soziales durch erneuerbare Energien und Blockchain
Aufgrund anstehender Marktveränderungen durch erste auslaufende EEG-Förderungen für Erneuerbare Energieanlagen ab 2021 hat die STROMDAO GmbH 2019 weitere „Währungen“ geschaffen. Innerhalb der Projekte bei Regionalversorgern sind unterschiedliche Ideen entstanden, die vor allem lokale Wertschöpfung und Klimaschutz fördern, die so eben nur mit Blockchain-Technologie schnell, einfach und individuell zu realisieren sind. Zu nennen sind Baum-Patenschaften, lokaler Ehrenamt-Taler und CO2-Kompensation. Die Blockchain ordnet dabei Elementen einen unveränderlichen, gesicherten Wert zu. Bei der Baumpatenschaft existiert zum Beispiel ein digitaler Währungsanteil je Baum. Wird ein Baum neu gepflanzt, erhöht sich der Baumbestand – die „Baumwährung“ – des Stromkunden um die Stückzahl eins. Hinter jedem Baum steht eine reale CO2-Einsparung von durchschnittlich 10 Kilogramm CO2 pro Jahr. So schaffen sich Stromkunden durch ihren Stromverbrauch quasi nebenbei ein CO2 Kompensationskonto.
Energie und Blockchain – Fazit

Grünstrombonus und Bestand an Anteilen mit der Erzeugung von eigenem Grünstrom eines Kunden sind die zweite Währung, realisiert mit Blockchain.
Blockchain ermöglicht schnellen sicheren Informationsaustausch durch unveränderliche, gesicherte Datenblöcke. Mit Blockchain-Technologie wird eine dezentrale, erneuerbare Energieversorgung intelligent, regional, transparent und zuverlässig. Durch paralleles Hosting auf vielen Computern werden einerseits Hackerangriffe extrem erschwert, andererseits wird der Zugriff auf Daten beschleunigt. Für eine dezentrale Energieversorgung aus 100 Prozent erneuerbaren Energien ist es dank Blockchain auch möglich, dass lokale Grünstromerzeuger Stromkunden in ihrer Region direkt beliefern und direkt mit ihnen abrechnen. Regionale Versorgung senkt Transportverluste und entlastet Stromnetze. Technisch ist das heute bereits möglich, allerdings verhindert die aktuelle Gesetzeslage in Deutschland einen wirtschaftlichen regionalen Grünstromhandel. Was die Blockchain heute schon kann, versuchen Politikerinnen und Politiker in Berlin gerade zu verstehen. Unternehmen wie STROMDAO gehen inzwischen weiter beim Klimaschutz. Sie bringen regional mehr Erneuerbare Energie ins Netz, liefern aktive Netzentlastung, ermöglichen CO2-Kompensation und versetzen Stromkunden mit Blockchain in die Lage, ihren Stromverbrauch zu verstehen, ihn aktiv zu gestalten und so ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren.