Einsatz der Blockchain-Technologie im Energiesektor: Grundlagen, Anwendungsgebiete und Konzepte

63 Pages·2020·1.513 MB·German

by  Alexander Goudz, Melisa Jasarevic

Alexander Goudz · Melisa Jasarevic
Einsatz der
Blockchain-Technologie
im Energiesektor
Grundlagen, Anwendungsgebiete
und Konzepte
essentials
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Alexander Goudz · Melisa Jasarevic
Einsatz der Blockchain-
Technologie im
Energiesektor
Grundlagen, Anwendungsgebiete
und Konzepte
Alexander Goudz Melisa Jasarevic
Lehrstuhl Transportsysteme Lehrstuhl Transportsysteme
und -logistik, Universität Duisburg-Essen und -logistik, Universität Duisburg-Essen
Duisburg, Deutschland Duisburg, Deutschland
ISSN 2197-6708 ISSN 2197-6716 (electronic)
essentials
ISBN 978-3-658-31119-3 ISBN 978-3-658-31120-9 (eBook)
https://doi.org/10.1007/978-3-658-31120-9
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Was Sie in diesem essential finden können
• Eine Einführung in die theoretischen Grundlagen der Blockchain-Technologie
• Einen Einblick in den derzeitgen Energiehandel und die Digitalisierung der
Energiewende
• Eine Übersicht über ausgewählte Projekte und Konzeptmöglichkeiten der
Blockchain-Technologie im Energiesektor
• Eine Analyse der Potenziale und eine kritische Einordnung der
Blockchain-Technologie in den Bereichen Elektromobilität, Emissionshandel
und Netzengpassmanagement
V
Vorwort
Das Essential soll ein grundlegendes Verständnis über die Grundlagen der
Blockchain-Technologie vermitteln und insbesondere den Fokus auf die techno-
logische Ausgestaltung und Konzeptentwicklung in ausgewählten Bereichen der
Energiewirtschaft legen. Ziel ist es, den theoretischen Ansatz zu überwinden und
mögliche Prozessschritte zu illustrieren.
Dr. Alexander Goudz
Melisa Jasarevic
VII
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung .................................................. 1
2 Theoretische Grundlagen ..................................... 3
2.1 Blockchain ............................................. 3
2.2 Allgemeiner Ablauf einer Transaktion ........................ 4
2.3 Akteure ................................................ 5
2.4 Konsensmechanismen .................................... 6
2.5 Blockchain-Arten ........................................ 7
2.6 Smart Contracts ......................................... 7
2.7 Kryptografische Funktionen ................................ 8
2.7.1 Public-Key-Kryptografie ............................ 8
2.7.2 Kryptografische Hash-Funktionen ..................... 9
2.8 Ethereum .............................................. 10
3 Digitalisierung in der Energiewirtschaft ........................ 11
3.1 Energiewende ........................................... 11
3.1.1 Smart Meter ...................................... 12
3.1.2 Smart Grid ....................................... 12
3.2 Erneuerbare-Energie-Anlagen .............................. 13
3.2.1 Funktionsweise einer Fotovoltaikanlage ................ 13
3.2.2 Funktionsweise einer Windkraftanlage ................. 13
3.2.3 Funktionsweise eines Solarstromspeichers .............. 14
IX
X Inhaltsverzeichnis
4 Blockchain als Treiber der Energiewende ....................... 17
4.1 Anwendungsgebiet Elektromobilität ......................... 18
4.1.1 Transaktions- und Abrechnungsprozess
an Ladestationen .................................. 18
4.1.2 Konzept für einen blockchain-basierten
Abrechnungsprozess ............................... 19
4.2 Anwendungsgebiet Emissionshandel ......................... 28
4.2.1 CO -Zertifikate .................................... 28
2
4.2.2 Emissionshandel mithilfe der Blockchain-Technologie .... 29
4.2.3 Konzept für einen blockchain-basierten
Emissionshandel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.3 Anwendungsgebiet Netzengpassmanagement .................. 38
4.3.1 Pilotprojekt von TenneT TSO und sonnen ............... 39
4.3.2 Konzept für ein blockchain-basiertes
Netzengpassmanagement ............................ 40
5 Fazit ...................................................... 49
Literatur ...................................................... 53
Einleitung 1
Die Blockchain-Technologie (BCT) erweist sich als eine neue, hochinteressante
Technologie, die von Transparenz und hoher Dynamik geprägt ist. In der Energie-
branche zeigt sich ein großes Interesse, zahlreiche Forschungsprojekte untermauern
die hohen Erwartungen an die BCT.1
Der deutsche Energiemarkt verändert sich; er wird mit einer Vielzahl techno-
logischer Entwicklungen konfrontiert.2 Denn mittlerweile erweist sich eine
stetige Zahl von Endverbrauchern als sogenannte Prosumer, die Energie nicht nur
verbrauchen, sondern Strom selber produzieren und in das Netz zurückspeisen.3
Im Zuge der Energiewende steigt die Nachfrage nach erneuerbaren Energien,
somit auch die Anzahl von Privathaushalten, die mit Heimspeichern und Lade-
stationen für Elektrofahrzeuge dezentrale Energiesysteme unterstützen.4 Es bildet
sich zunehmend ein lokaler Energiehandel aus, dessen Prozesse eine Neuerung
darstellen.5
Die Digitalisierung soll dabei Unterstützung leisten und im Zuge der Energie-
wende den Aufbau eines neuen und digitalen Netzwerks realisieren.6
1Vgl. Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (2017): 5. [9]
2Vgl. Reichenbach et al. (2017): 222. [40]
3Vgl. Amthor et al. (2019): 18. [2]
4Vgl. Merz (2016): 65. [33]
5Vgl. Reichenbach et al. (2017): 224. [40]
6Vgl. Energate (2019). [16]
© Der/die Herausgeber bzw. der/die Autor(en), exklusiv lizenziert durch 1
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2020
A. Goudz und M. Jasarevic, Einsatz der Blockchain-Technologie im
Energiesektor, essentials, https://doi.org/10.1007/978-3-658-31120-9_1