Blockchain-Technologien könnten Hausbesitzern helfen, ihren Nachbarn ihren Ökostrom zu verkaufen.
Stellen Sie sich vor, Sie kaufen ein Solarmodul in einem Baumarkt, montieren es auf Ihrem Dach und verkaufen dann den von Ihnen erzeugten grünen Strom zu einem von Ihnen festgelegten Preis.
Ist das überhaupt möglich? Einige Unternehmen glauben dies sicherlich. Diese Startups nutzen die Kraft von Blockchains zur Demokratisierung von Ökostrom.
Bevor Sie verstehen können, wie Blockchains Teil der Lösung sind, müssen Sie zunächst ein paar Dinge über den Ökostrommarkt kennen.
Heute bewerten unabhängige Prüfer die Erzeuger erneuerbarer Energien und zertifizieren ihren Strom als „umweltfreundlich“. Diese Erzeuger können dann Erneuerbare-Energie-Zertifikate (RECs) an Verbraucher verkaufen, die grüne Energie kaufen möchten.
So machen Unternehmen wie Apple und Google kann sagen, dass sie sind 100 Prozent grün. Sie erzeugen keinen eigenen Ökostrom, sondern erwerben Zertifikate von Ökostromproduzenten.
Natürlich ist die tatsächliche Energie, die sie verwenden, nicht immer grün. Solange jede verbrauchte Energieeinheit mit einem gekauften REC übereinstimmt, grüne energie verdrängt kohlenstoffintensive energie. Ein Markt für RECs ist ein starkes Signal für Investitionen in die Erzeugung von Ökostrom.
Einige Unternehmen betreiben einige oder alle ihrer Vorgänge über Power Purchase Agreements (PPAs). Dies verpflichtet sie dazu, eine bestimmte Menge Energie zu einem bestimmten Preis von Erzeugern aus erneuerbaren Energien im Zeitraum von etwa 20 Jahren zu beziehen. PPAs reduzieren das Risiko für Erzeuger, indem sie die Kapitalrendite garantieren. Dies schafft eine starke Motivation für langfristige Investitionen in die umweltfreundliche Erzeugung.
Beide Ansätze diskriminieren jedoch kleine Erzeuger von Ökostrom.
Es ist nicht leicht, Grün zu erzeugen
Der Zertifizierungsprozess für RECs ist mit physischen Audits mühsam und kostspielig, weshalb er für grüne Mom-and-Pop-Generatoren nicht sinnvoll ist. In ähnlicher Weise können PPA nur von großen grünen Erzeugern ausgehandelt werden.
Aus diesen beiden Gründen müssen sich kleine, grüne Erzeuger mit dem Preis auseinandersetzen, den ihr örtlicher Versorger bezahlt. Dieser Preis kann aufgrund der Einmischung des Gesetzgebers sowie der Versorger selbst schwanken. Daher sind kleine Erzeuger einem höheren Risiko ausgesetzt als größere Spieler.
Was wäre, wenn wir die Zertifizierungskosten senken, aufwändige Prüfungen vermeiden und Preiskontrollen außerhalb des Marktes vermeiden könnten, sodass selbst ein kleiner, grüner Generator die Investitionen gefährden könnte?
Dies ist, was Unternehmen wie PowerLedger in Australien und LO3 Energie in Brooklyn bieten. Sie benutzen blockketten lagern Generierungszertifikate die durch manipulationssichere Messgeräte erzeugt werden, die an Sonnenkollektoren angebracht sind.
Diese Blockchains speichern auch Transaktionsdatensätze, wenn die Zertifikate gehandelt werden, so dass die gleiche Erzeugungseinheit nicht erneut verkauft werden kann. Durch den Wegfall von Prüfern, Transaktionskosten und Preisregulierung werden Investitionen in erneuerbare Energien auch für kleine Unternehmen attraktiv.
Ein Problem bei der Skalierung
Leider hat dieser Ansatz ein Skalierungsproblem.
Heutige Blockchains können nicht das Hinzufügen von mehr als ein paar hundert Zertifikaten oder Trades (wir nennen sie beide Transaktionen) pro Sekunde unterstützen. Dies liegt daran, dass sich Blockchain-Server trotz Server- und Kommunikationsfehler und dem Vorhandensein böswilliger Server auf den Inhalt jedes Blocks einigen müssen. Dies ist das bekannte und schwierige "Konsensproblem". Aufgrund dieses Problems ist die zur Unterstützung von Hunderten von Millionen von Sonnenkollektoren erforderliche Skalierung außerhalb der Reichweite der derzeitigen Blockchain-Technologie.
Zum Beispiel unterstützt BitCoin, die bekannteste Blockchain, nur ungefähr 10-Transaktionen pro Sekunde und HyperLedger, Die konkurrierende Lösung von IBM, bei 1,000-Transaktionen pro Sekunde. Ein demokratisches REC-System würde Transaktionen Hunderte Male schneller durchführen.
Meine Kollegen an der University of Waterloo haben kürzlich eine neue Lösung für das genannte Konsensproblem gefunden Canopus.
Canopus berücksichtigt den Standort eines Servers in der Internet-Cloud und minimiert die Kommunikation zwischen geografisch entfernten Servern. Da die meisten Kommunikationen lokal und schnell bleiben, können Blockchain-Server pro Sekunde weit mehr Transaktionsdatensätze verarbeiten als ein herkömmliches Konsensusprotokoll, das den Standort nicht berücksichtigt. Diese Verbesserung der Skalierung ermöglicht es auch grünen Generatoren, die Zertifikate zu erhalten und an Energietransaktionen teilzunehmen.
Eine Million Transaktionen pro Sekunde
Derzeit bauen wir mit Canopus eine Prototyp-Blockchain, von der wir hoffen, dass sie mehr als eine Million Transaktionen pro Sekunde abwickelt. In unserer Lösung senden intelligente Zähler, die an Sonnenkollektoren angebracht sind, RECs an Makler. Verbraucher können diese RECs über ihre eigenen Broker erwerben.
Bei Erfolg werden Hausbesitzer und kleine Unternehmen dazu angehalten, in Technologien für erneuerbare Energien zu investieren, um umweltfreundliche Erzeuger zu werden. Es würde auch die Stromverbraucher in Ontario dazu anregen, 100 Prozent grün zu werden, genau wie Apple und Google.
Da Blockchain keine Grenzen kennt, könnte unser System es grünen Generatoren in sonnenverwöhnten Entwicklungsländern ermöglichen, ihre Investitionen in die umweltfreundliche Erzeugung durch den Verkauf von RECs an Verbraucher auf der ganzen Welt wieder herzustellen. Dies erfordert natürlich die Platzierung von Blockchain-Servern in allen Regionen der Welt. Dies kann jedoch problemlos mit der vorhandenen Infrastruktur des Rechenzentrums durchgeführt werden.
Dies würde den globalen CO2-Fußabdruck reduzieren und wäre effizienter - und somit kostengünstiger als der Einsatz von Solarzellen in sonnenarmen nördlichen Ländern.
Blockchains sind auch für EVs
Die Entwicklung einer skalierbaren, manipulationssicheren und weltweit zugänglichen Energieblockkette würde andere Energietransaktionen ermöglichen.
Emissionsfreie Elektrofahrzeuge (EV) ermöglichen es den Verbrauchern, anstelle von Benzin Strom zu verwenden, um ihren Transportbedarf zu decken. Während Verbraucher Anreize zum Kauf von Elektrofahrzeugen erhalten, erhalten sie keine, um sie zu betreiben.
Blockchain ermöglicht es, EV-Besitzer für zu belohnen ihre Elektrofahrzeuge betreiben oder Hilfsdiensten für Versorgungsunternehmen zur Verfügung stellenwas die Fahrzeuge erschwinglicher macht. Besitzer von Elektrofahrzeugen könnten weiter belohnt werden, wenn sie ihre Autos mit Ökostrom aufladen.
Nah an der Realität?
Obwohl die Technologie zum Aufbau skalierbarer Blockchains bald vorhanden sein wird, besteht ein Problem darin, dass einige Gerichtsbarkeiten, einschließlich Ontario, lokale Vertriebsgesellschaften anbieten strenge Kontrolle bei der Integration der grünen Erzeugung um die Netzstabilität zu gewährleisten.
Zwar ist dies sicherlich notwendig, aber es besteht kein grundsätzlicher Bedarf, grüne Erzeuger an einen von der Provinz vorgeschriebenen Preisplan wie den microFIT planen. Die Provinz sollte es Generatoren ermöglichen, ihren Strom an den Höchstbietenden zu verkaufen, genau wie jeder andere Erzeuger.
Wir müssen auch kleine Prototypen von auf Blockketten basierenden Systemen mit transaktiver Energie entwickeln, einsetzen und kritisch bewerten, damit wir dies lernen können.
Da die Solar- und Windkosten weiter sinken und die Energiespeichertechnologien zur Reife gelangen, wird es möglich, sich von der kohlenstoffintensiven Stromerzeugung und von Benzinfahrzeugen abzuwenden.
Die Demokratisierung des Einsatzes dieser Technologien mithilfe skalierbarer Energieblockketten wird, wie wir hoffen, diese wichtige gesellschaftliche Transformation beschleunigen.
Über den Autor
Srinivasan Keshav, Professor, Schule für Informatik, University of Waterloo
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.
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