Blockchain-Technologie in der Energiewirtschaft

Blockchain als Treiber der Energiewende

verfasst von: Bartek Mika, Dr. Alexander Goudz

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Der Ausbau von erneuerbaren Energien nimmt im Zuge der Energiewende rasch zu. Die Struktur der Energieversorgungssysteme wird daher zunehmend dezentral organisiert und neue Akteure wie Prosumer, die ihren Strom selbst erzeugen und verbrauchen, können sich zukünftig auf dem Strommarkt etablieren. Hierdurch rücken Themenfelder wie die zunehmende Steuerungskomplexität, die Belastung der Netzinfrastruktur sowie hohe Anforderungen an die Datensicherheit in den Fokus. Die Blockchain-Technologie kann maßgeblich zur Lösung einiger der auftretenden Fragen und Probleme beitragen.

Das vorliegende Buch beschäftigt sich mit der Frage, ob die Blockchain-Technologie als Treiber der Energiewende wirken kann und mit welchen neuen digitalen Geschäftsmodellen sie zur Transformation des Energiesystems beiträgt. Hierzu wird ein blockchainbasiertes Geschäftsmodell für den dezentralen Peer-to-Peer Stromhandel entwickelt und vorgestellt sowie die zu bewältigenden Herausforderungen am Markt diskutiert.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Zusammenfassung

Wir leben in einer Zeit, in der die Energiesysteme großen Veränderungen unterzogen werden. Im Rahmen der „Energiewende“ hat die Bundesregierung umfassende, politisch motivierte Zielvorgaben für die Entwicklung der Struktur der deutschen Energieversorgung formuliert. Die wichtigsten wirtschafts- und umweltpolitischen Aufgaben sind neben dem Atomausstieg und dem Ausbau der erneuerbaren Energien (EE) auch die Steigerung der Energieeffizienz.

Bartek Mika, Alexander Goudz

Kapitel 2. Energiewende in Deutschland

Zusammenfassung

Die „Energiewende“ ist die wichtigste wirtschafts- und umweltpolitische Aufgabe in Deutschland und basiert neben dem Atomausstieg und dem Ausbau der EE – insbesondere Windkraft und Solarenergie – auf der Steigerung der Energieeffizienz.

Bartek Mika, Alexander Goudz

Kapitel 3. Dezentrale Energieversorgung

Zusammenfassung

Die zunehmende Dezentralisierung im Zuge der Energiewende äußert sich nicht nur im Aufkommen neuer Marktakteure und -rollen, sondern auch durch weitreichende Veränderungen in den Erzeugungs- und Netzinfrastrukturen. Vielfältige Herausforderungen, aber auch Chancen für die Energiewende sind die Folge. Die Transformation des Energiesystems bringt eine Komplexität mit sich, die nur mit einem hohen Automatisierungsgrad beherrschbar bleibt. Insbesondere der Aufwand der dezentralen Stromerzeugungs- und Flexibilitätssysteme nimmt zu und verlangt eine entsprechende Steuerungs- und IT-Lösung. Die Einbeziehung einer Vielzahl von Einzelanlagen in das Niederspannungsnetz erfordert zudem ein effizientes Kommunikations- und Handelssystem zwischen den Marktteilnehmern. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit zur Erhebung und zum Austausch großer Datenmengen. Neben diesen Aspekten bestehen außerdem hohe Anforderungen an die Datensicherheit, die mit dem Stromaustausch und der zugehörigen Stromabrechnung einhergehen.

Bartek Mika, Alexander Goudz

Kapitel 4. Digitalisierung der Energiewende – Energiewende 2.0

Zusammenfassung

Die Digitalisierung der Energiewende spielt für die Erhebung und zum Austausch großer Datenmengen sowie in Bezug auf die hohen Anforderungen an die Datensicherheit, die mit dem Stromaustausch und der zugehörigen Stromabrechnung einhergehen, eine zentrale Rolle. Mithilfe intelligenter Messsysteme, wie dem Smart-Meter und dem für die Kommunikation erforderlichen SMGW, können Daten zur Stromerzeugung und zum Verbrauch in Echtzeit erfasst, übermittelt und verarbeitet werden. Gemäß § 29 Abs. 3 MsbG sollen die Smart-Meter bis zum Jahr 2032 stufenweise und flächendeckend bei allen Verbrauchern eingebaut werden.

Bartek Mika, Alexander Goudz

Kapitel 5. Grundlagen der Blockchain-Technologie

Zusammenfassung

Die Digitalisierung der Energiewirtschaft entwickelt sich immer weiter. Als ein neuer Treiber dieser rasanten Entwicklung rückt aktuell die Blockchain-Technologie in den Fokus. Die Funktionalität der Blockchain ist die dezentrale Speicherung und Verschlüsselung von Transaktionsdaten in einer langen Kette von Datenblocks.

Bartek Mika, Alexander Goudz

Kapitel 6. Blockchain in der Energiewirtschaft

Zusammenfassung

Nach Einschätzung vieler Fachleute kann die Blockchain-Technologie tiefgreifende Veränderungen in der Energiebranche herbeiführen. Der mit Abstand meistdiskutierte Use Case ist auf den P2P-Handel zurückzuführen, der den Stromhandel zwischen Privatpersonen ohne ein beteiligtes Energieunternehmen, und damit auch für Prosumer trotz geringer Leistung, wirtschaftlich möglich machen soll. Zu den wichtigsten Argumenten für den Einsatz der Blockchain-Technologie im Energiemarkt zählen neben vereinfachten und automatisierten Prozessen, eine höhere Transparenz sowie die Reduzierung der Transaktionskosten durch Disintermediation. Jedoch sprechen auch einige Argumente gegen den Einsatz der Blockchain-Technologie im Energiemarkt. Dazu zählen insbesondere die geringe Transaktionsgeschwindigkeit, illegale Aktivitäten sowie der Energie- und Ressourcenverbrauch. Darüber hinaus bestehen rechtliche Grundsatzfragen wie z. B. in Bezug auf den Datenschutz. Vielen Einschätzungen von Experten aus der Energiebranche zufolge, hat die Blockchain-Technologie das Potenzial, die Energiewirtschaft in den kommenden Jahren maßgeblich zu beeinflussen und damit eine neue Dynamik für die Energiewende zu entfalten.

Bartek Mika, Alexander Goudz

Kapitel 7. Konzept für den P2P-Stromhandel mittels Blockchain

Zusammenfassung

Eine Potenzialbewertung hat gezeigt, dass sich für den P2P-Stromhandel unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten ergeben. Als besonders vielversprechend anzusehen ist dabei der dezentralisierte P2P-Handel, welcher eine neue Form der Interaktion ermöglicht. Dank des dezentral gesteuerten Transaktions- und Energieliefersystems könnten Intermediäre wie bspw. Stromversorger und Stromhändler/- börsen entfallen. Eine Analyse der regulatorischen Rahmenbedingungen zeigt jedoch, dass ein derartiges Konzept für Prosumer nur unter erschwerten energiewirtschaftlichen und bürokratischen Bedingungen möglich ist. Abhilfe könnte ein Dienstleistungsmodell schaffen, bei dem alle regulatorischen Verpflichtungen von dem Plattform-Anwender als Dienstleister übernommen werden. Ein Geschäftsmodell, welches eigenständig entwickelt wurde, umfasst eine dafür vorgesehene Infrastruktur, eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Prozessschritte im Rahmen einer Business Process Map sowie eine potenzielle Ausgestaltung der Blockchain.

Bartek Mika, Alexander Goudz

Kapitel 8. Fazit und Ausblick

Zusammenfassung

Das Energiesystem befindet sich weltweit und im Besonderen in Deutschland in einem Transitionsprozess, welcher mit dem Begriff „Energiewende“ bezeichnet wird. Die politischen Zielvorgaben der Energiewende in Deutschland sind seit Jahren klar: Neben dem vollständigen Atomausstieg soll die Nutzung der EE stark ausgeweitet und die Energieeffizienz drastisch erhöht werden. Die EE haben im Jahr 2017 mit rund einem Drittel (33,3 %) einen signifikanten Anteil an der Bruttostromerzeugung in Deutschland beigetragen, welche insbesondere durch Windkraft und PV bereitgestellt wurden.

Bartek Mika, Alexander Goudz

Backmatter

Titel: Blockchain-Technologie in der Energiewirtschaft
verfasst von: Bartek Mika
Dr. Alexander Goudz
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-60568-4
Print ISBN: 978-3-662-60567-7
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-60568-4