Der Stromdeal in der Nachbarschaft

Eine digitale Energiewende, davon spricht die Strombranche schon lange. Eine vielversprechende Möglichkeit, die Umsetzung voranzutreiben, könnte die Blockchain-Technologie sein.


Blockchain ist dezentral
Die Energiewirtschaft setzt bei der Digitalisierung der Energiewende auf die Blockchain-Technologie. (Foto: Pete Linforth/​Pixabay)

Ein letzter Blick in den leeren Kühlschrank. Wie es sich gehört, haben Sie so gut geplant, dass Sie alles, was während des Urlaubs verderben könnte, aufgegessen haben. Doch schalten Sie den Kühlschrank aus, wenn Sie für eine Woche verreisen?

Bisher hätte das nur den Vorteil, Strom und dadurch einen vorhersehbaren Geldbetrag einzusparen. Schließlich müssen Sie den Strom pro Kilowattstunde bezahlen.

Doch wie wäre es, wenn Sie während ihrer Abwesenheit nicht nur ihren Haushalt runterfahren, sondern mit ihrer Solaranlage das E-Auto ihres Nachbarn laden – und also nicht allein am Stromsparen, sondern auch am Stromverkauf verdienen könnten?

Eine solche "nachbarschaftliche" Koordinierung der Stromflüsse klappt nur mit einer Digitalisierung des Energiesystems. Ein Schlüssel dazu könnten sogenannte Distributed-Ledger-Technologien sein. Distributed Ledger bedeutet übersetzt "verteilte Kassenbücher".

Mit solchen Technologien können zentrale Instanzen, die bisher meist für Stabilität und Vertrauen sorgten, wegfallen. Transaktionen werden dann nicht mehr zentral gespeichert und validiert, also auf Korrektheit geprüft, sondern dies geschieht bei allen untereinander vernetzten Teilnehmern.

In der Finanzwelt könnten dann die großen Banken verschwinden, in der Energiebranche könnten zum Beispiel die örtlichen Netzbetreiber einem privaten Nachbarschaftshandel weichen.

Das derzeit bekannteste dezentrale System ist die Blockchain, da sie bei digitalen Währungen wie Bitcoin zum Einsatz kommt. Doch genau dieses "Digitalgeld" ist wegen des enormen Stromverbrauchs in der Kritik. Können Distributed-Ledger-Technologien trotzdem die Energiewende voranbringen?

Auf jeden Fall steckt in den dezentralen "Kassenbüchern" die Hoffnung, Transaktionen schneller und effizienter abzuwickeln. Bisher gebe es in Prozessen der Energiewirtschaft noch sehr viele unterschiedliche Einzelsysteme, erklärt Fabian Reetz, Projektleiter für "Digitale Energiewende" beim Thinktank Stiftung Neue Verantwortung.

"Ich denke da nur an die ganzen SAP-Systeme, die bei Netzbetreibern und Energieversorgungsunternehmen laufen", sagt Reetz. "Da ist es keine Selbstverständlichkeit, dass die Systeme untereinander kompatibel sind."

Im Internet müsse man sich schließlich auch nicht einigen, ob man nun das Protokoll HTTP verwende oder nicht, vergleicht Reetz. Es gebe einfach ein einheitliches Protokoll zur Datenübertragung. Und das möchte man mithilfe der Distributed-Ledger-Technologien auch in der Energiewirtschaft erreichen.

Die Vorteile einer dezentralen "Kassenbuch"-Technologie erklärt der Energie-Experte am Beispiel eines Wechsels des Stromlieferanten. Das dauere heute noch bis zu drei Monaten, da verschiedene Akteure und Systeme den Prozess abwickelten und prüften.

"Wenn wir uns vorstellen, dass wir irgendwann in einem Energiesystem automatisierte Betreiberwechsel haben – ich kaufe Strom einmal von meinem Nachbarn A, einmal von meinem Nachbarn B und einmal vom Windpark – dann sind das jeweils Lieferantenwechsel, die ich mit der heutigen Laufzeit von neun Wochen in dem normalen System überhaupt nicht mehr abwickeln kann", kritisiert Reetz.

Aufwand für Blockchain muss sinken

Doch trotz vieler Vorteile sieht die Wirklichkeit bei bekannten Blockchains wie Ethereum oder Bitcoin ganz und gar nicht nach klimafreundlicher Energiewende aus.

Allein bei der digitalen Währung Bitcoin fällt ein jährlicher Stromverbrauch von 73 Milliarden Kilowattstunden an, hat die Internetpublikation Digiconomist ausgerechnet. Das entspreche etwa dem Stromverbrauch von ganz Australien. Eine einzige Bitcoin-Transaktion verbrauche inzwischen so viel wie ein US-Haushalt in drei Wochen.

Der Einfluss der Bitcoin-Technologie auf den Klimawandel wird laut einer neuen Studie von Wissenschaftlern aus Aachen und Berlin aber überschätzt. "Hinter dem Stromverbrauch von Bitcoin steht ein komplexes System, das im Wesentlichen vom Bitcoin-Kurs und den Stromkosten abhängig ist, nicht aber von der Zahl der Transaktionen", erklärt Koautor Aaron Praktiknjo vom Eon Energy Research Center der RWTH Aachen. Trotzdem sei die Technologie energieintensiv.

Grund für den hohen Energieaufwand ist der sogenannte "Proof of Work", ein spezieller Baustein der Blockchain-Technologie, erklärt Kerstin Schmidt, Datenschutzaktivistin und Mitbegründerin der Non-Profit-Organisation "Digitale Freiheit". Denn wie in allen dezentralen Blockchain-Systemen müssten die anderen Beteiligten die Transaktion prüfen.

Bei den gängigen Blockchains wie zum Beispiel Bitcoin wird so eine Transaktion abgeschlossen, indem verschiedene Rechner eine kryptografische Aufgabe lösen müssen, erläutert Schmidt weiter. Wer die Lösung am schnellsten findet, wird gleichzeitig mit Bitcoins belohnt.

Rechner von Normalverbrauchern sind für diesen Vorgang lange nicht leistungsfähig genug, so Schmidt. Deswegen konkurrieren ganze Rechenzentren um des Rätsels Lösung. Und das verursache dann einen enorm hohen Energieaufwand.

Verzicht auf Bitcoin-Mechanismus

Trotzdem setzt die Energiebranche auf die dezentralen Distributed-Ledger-Technologien. Allerdings sollen dann andere Mechanismen den klimaschädlichen "Proof of Work" ersetzen, fordert Energiewendereferent Reetz. Er könnte sich sogar ein deutschlandweites Verbot dieses Mechanismus vorstellen – in allen Branchen.

Die Bundesregierung arbeitet derzeit an einer Blockchain-Strategie, die Regulierungen für Kryptowährungen wie Bitcoin vorsieht. Sie soll noch in diesem Jahr veröffentlicht werden.

Reetz fordert in diesem Zusammenhang, dass die Energieeffizienz Bestandteil aller behördlichen Entscheidungen im Blockchain-Bereich wird und energieintensive Blockchains gar nicht erst gefördert werden.

Eine umweltfreundlichere Alternative könnte der "Proof of Stake" sein, bei dem keine unnötige Energie durchs Rätsellösen verschwendet würde. "Hier wird eine Vorab-Kaution verlangt, die zum Verifizieren von Blöcken berechtigt. Verstößt man gegen die Regeln, verliert man die Kaution", erläutert Reetz die Idee in einer Publikation über "Blockchain und das Klima".

Eine andere energieeffiziente Möglichkeit sei der "Proof of Authority", bei dem nur bestimmte Teilnehmer eine Transaktion abschließen können, heißt es in Reetz' Publikation weiter. Doch dieser Validierungsmechanismus sei dann nicht mehr komplett dezentral, schränkt Datenschutzaktivistin Kerstin Schmidt ein.

Die globale Non-Profit-Organisation Energy Web Foundation, ein Zusammenschluss von NGOs und Unternehmen, nutze den "Proof of Authority" bereits jetzt bei der öffentlich zugänglichen Blockchain, so Digitalexperte Reetz.

Start-ups und Entwickler der Energiewirtschaft sollen das Testnetzwerk nutzen können, um dezentralisierte Apps zu entwickeln. Zu den Partnern der Energy Web Foundation gehören aber nicht nur Entwickler und Start-ups, sondern auch große Energieanbieter wie Eon, Shell oder die japanische Chubu Electric Power.

Obwohl die Bundesregierung eine Strategie zur Digitalisierung energiewirtschaftlicher Prozesse habe, setze Deutschland sie nur zaghaft um, kritisiert Bernhard Strohmeyer, Experte für Energiemärkte beim Erneuerbaren-Branchenverband BEE.

Der teure Ausbau der Netzinfrastruktur ist seiner Ansicht nach zwar insgesamt notwendig, würde sich aber durch die Digitalisierung zumindest reduzieren lassen.

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