Blockchain

Blockchain ist ein dezentraler Ansatz, um Daten sicher und direkt auszutauschen, zu verschlüsseln und zu speichern. Die Technologie wurde unter anderem durch die Kryptowährung Bitcoin bekannt.

Auch für den Energiemarkt eröffnet die Blockchain neue Chancen. Zum Beispiel können Smart Contracts einen direkteren Austausch zwischen dezentralen Energieerzeugern und -verbrauchern ermöglichen.
Foto: Shutterstock / Eduard Muzhevskyi

Wie funktioniert eine Blockchain?

Eine Blockchain ist eine Distributed-Ledger-Technologie (DLT). Durch sie können vernetzte Rechner eine Reihenfolge durchgeführter Transaktionen verifizieren, diesen Zustand speichern und konstant aktualisieren. Auf diese Weise können Daten ohne eine zentrale Plattform verwaltet werden. Die einzelnen Rechner des Netzwerks (auch Nodes genannt) erfassen, teilen und synchronisieren die Transaktionen ausgehend von aktuellen Kopien der Datenbank. Eine Blockchain beinhaltet eine kontinuierlich erweiterbare Liste von Datensätzen (Blöcken), die durch kryptografische Verfahren mit einander verkettet werden (Block-Verkettung). Das verspricht einen hohen Grad an Datensicherheit.

Was sind Smart Contracts?

Smart Contracts ergänzen die Speicherschicht von Blockchains wie Bitcoin um eine funktionale Transaktionsschicht. Dadurch können autonome Handlungen wie Zahlungen, Datenübertragungen oder das Speichern bzw. das Dokumentieren eines Vorgangs oder Ergebnisses ausgelöst werden. Smart Contracts nutzen in Code niedergeschriebene Wenn-dann-Beziehungen, die auf der Blockchain ausgeführt und überwacht werden. Die automatisierten Abläufe können zu geringeren Transaktionskosten und höherer Vertragssicherheit führen, da nachträgliche Handlungsabweichungen unmöglich oder nur sehr schwer machbar sind. Ein möglicher Anwendungsfall für Smart Contracts ist das automatische Übertragen und Bezahlen von Gütern zwischen Lieferanten und Abnehmern.

Wie die Blockchain im Energiesystem angewendet werden kann

Use Cases der Studie Blockchain in der integrierten Energiewende

Anwendungsgruppe: Asset Management

Engpassmanagement in Elektrizitätsverteilernetzen (e-Mobilität)

Elektrische Ortsnetze stoßen mit zunehmender Elektromobilität und dem Anschluss privater Ladeboxen verstärkt an Kapazitätsgrenzen.
Insbesondere die Gleichzeitigkeit der Ladevorgänge entwickelt sich zu einer Herausforderung. Erforderlich wird ein automatisiertes und digital gestütztes Netzmanagement durch den Verteilnetzbetreiber. Ein blockchain-basiertes Engpassmanagement auf Verteilnetzebene unterstützt die komplexe Kommunikation und Kooperation vieler Akteure bzw. Assets mit dem Ziel, Engpässe auf Verteilnetzebene durch Lastverschiebung zu vermeiden.
Blockchain-Technologie wird verwendet, um nachweissicher prognostizierte, angepasste und tatsächlich gemessene Lastgänge (Fahrpläne) zu speichern. Neben der
Durchführung und Erfüllung (Settlement) von Transaktionen wird ein Token zur Verrechnung genutzt. Er reizt netzdienliches Verhalten in Form von Flexibilität an und ermöglicht es gleichzeitig, diese zu quantifizieren und abzurechen. Eine entsprechende digitale Infrastruktur in Form von intelligenten Messsystemen (iMSys) ist Voraussetzung für diesen Use Case.

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Anwendungsgruppe: Asset Management

Energiedienstleistungen für Gebäude & Industrieprozesse (Wartung)

Diverse Geräte und Anlagen in Gebäuden machen eine regelmäßige Instandhaltung und Wartung erforderlich. Neben der Gebäudeleittechnik betrifft dies Komponenten von Heizungs-, Lüftungs- und Klimainstallationen wie Boiler, Kältekompressoren, Pumpen oder Lüfter. Entsprechend heterogen sind die Anforderungen bezüglich Häufig keit der Wartung und Instandhaltung der Betriebsmittel. Im Anwendungsfall erfolgt nun das Speichern der Wartungs- und Instandhaltungsaktivitäten der Dienstleister in einer Blockchain und ermöglicht so die Verfolgbarkeit und Zurechenbarkeit sowie die unmittelbare Verknüpfung von Leistung und Bezahlung mittels Smart Contracts.

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Anwendungsgruppe: Datenmanagement

Anmeldung von Anlagen im Marktstammdatenregister (MaStR)

Gemäß der deutschen Verordnung über das zentrale elektronische Verzeichnis energiewirtschaftlicher Daten, der sogenannten Marktstammdatenregisterverordnung
(MaStRV), sind alle Stromerzeugungsanlagen (z. B. auch kleine Balkonanlagen), Gaserzeugungsanlagen sowie Stromspeicher zu registrieren, die unmittelbar oder mittelbar an ein Strom- oder Gasnetz angeschlossen sind. Dies gilt auch für Stromverbrauchsanlagen, die an ein Hoch- oder Höchstspannungsnetz angeschlossen sind. Die dargestellte Nutzung einer Blockchain für die digitale Verwaltung eines solchen Registers anstatt einer herkömmlichen Datenbank verspricht eine teilautomatisierte Registrierung, Verwaltung und selektive Bereitstellung von Marktstammdaten. Insbesondere die Verbindung eines Smart-Meter-Gateways (SMGW) mit dem Anlagenregister über den eingebauten Krypto-Chip verspricht eine sichere und jederzeit elektronisch überprüfbare Authentifizierung von Anlagen. Für Verteilnetzbetreiber vereinfachen sich damit einige der ihnen gemäß MaStRV zugewiesenen Prüfaufgaben. Das SMGW wird hierbei zu einem teilnehmenden Rechner (Knoten) in einer Blockchain.

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Anwendungsgruppe: Datenmanagement

Zertifizierung von Herkunftsnachweisen

Für Strom- und Gasabnehmer ist heute die tatsächliche Herkunft der Energie nicht nachvollziehbar, ein Nachweis erfolgt lediglich über unscharfe Zertifikate im Nachhinein. Der Einsatz der Blockchain-Technologie für Nachweise über Ausgabe, Handel, Verfolgung und Einzug von Strom oder Gas erlaubt nun erstmals eine Ende-zu-Ende-Zertifizierung und damit einen „anlagenscharfen“ Nachweis. Der Anwendungsfall knüpft an die beweisbare, blockchain-basierte Authentifizierung mittels Marktstammdatenregister unmittelbar an, ist aber auch eigenständig vorstellbar. Nachdem eine Anlage registriert ist, wird mit einem Verbraucher ein Energiebezug vereinbart. Nach Eintragen des Handelsabschlusses auf einer Blockchain werden die erzeugten und verbrauchten Mengen von den verantwortlichen Messstellenbetreibern in einen Smart Contract übertragen. Auf diese Weise werden für die erzeugten Einheiten auf der registrierten Anlage Herkunfts-Tokens erzeugt und anschließend dem Verbraucher übermittelt.

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Anwendungsgruppe: Marktkommunikation (Strom)

Abrechnung von Entgelten und Umlagen (Strom)

Energiewirtschaftliche Prozesse wie die Abrechnung von Entgelten und Umlagen erfordern einen Datenaustausch zwischen verschiedenen Marktakteuren. Im Anwendungsfall werden die Verbrauchsdaten eines Kunden über ein intelligentes Messsystem (Smart-Meter-Gateway) in die Blockchain geschrieben. Eine entsprechende Infrastruktur wird im Anwendungsfall vorausgesetzt. Der Lieferant erstellt anschließend die Abrechnung, während der Verteilnetzbetreiber bzw. der Übertragungsnetzbetreiber die Höhe der Umlagen und Gebühren festlegt. Nach Prüfung und Weiterleitung werden die validierten Werte ebenfalls in die Blockchain geschrieben.

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Anwendungsgruppe: Marktkommunikation (Strom)

Kündigung und Lieferantenwechsel (Strom)

Ein Wechsel des Stromlieferanten in einem liberalisierten Energiemarkt erfordert einen intensiven Nachrichtenaustausch zwischen Marktakteuren. Manuelle Prozessschritte und abweichende Systeme bei den Marktakteuren verhindern bislang eine weitergehende Prozessautomatisierung. Die Umstellung auf eine blockchain-basierte Interaktion der Marktteilnehmer erlaubt es, den Prozess zu verschlanken und Technologie- und Medienbrüche zu reduzieren. Im Anwendungsfall wird die Kommunikation über Smart Contracts realisiert und die Validierung der Daten vereinheitlicht. Berücksichtigt werden die An- und Abmeldung durch den Lieferanten sowie die Abmeldung durch den Netzbetreiber wegen Stilllegung und Abmeldeanfrage.

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Anwendungsgruppe: Handel (Strom)

Außerbörslicher Großhandel (Strom)

In der dargestellten Prozesskette zum außerbörslichen Großhandel von Strom (OTC) gibt ein Händler anonym ein Gebot in einem dezentralen, blockchainbasierten
Orderbuch auf. Das Gebot des Händlers kann daher nicht nachverfolgt werden. Erst nach der ebenfalls anonymen Ausführung des Gebots erfolgt die gegenseitige Offenlegung des Handelsgeschäfts zwischen den beiden Händlern, ohne dass Dritte die Daten einsehen können. Die Erfüllung des Geschäfts (d.h. die Lieferung, Verbuchung und der Verbrauch des Gutes „Strom“) wird in diesem Use Case nicht über die Blockchain abgewickelt.

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Anwendungsgruppe: Handel (Strom)

P2P-Handel zwischenKunden eines Stromlieferanten

Der Stromhandel zwischen Kunden eines Stromlieferanten wird im Anwendungsfall über eine eigene Online-Handelsplattform umgesetzt. Die Bilanzkreisverantwortlichkeit obliegt weiterhin dem Stromlieferanten. Auf der Online-Handelsplattform können hingegen beispielsweise lokale Ökostromanbieter ihr Angebot einstellen und verkaufen. Lokale Nachfrager können wiederum die Zusammenstellung ihres Strombezugs über die Plattform wählen bzw. den Lieferanten wechseln. Der Plattformbetreiber ist in diesem Anwendungsfall zwingend der Stromlieferant für alle Nachfrager. Die Handelsplattform kann für seine Kunden auch unabhängig von deren Wohnort angeboten werden. Im Rahmen eines solchen Community-Ansatzes können Stromanbieter mit Dach-PV-Anlagen und/oder Heimspeichern Strom national mit Nachfragern desselben Stromlieferanten über die Handelsplattform austauschen.

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Anwendungsgruppe: Handel (Strom)

Handel und Allokationvon Netzkapazitäten (Strom)

In diesem zukunftsorientierten Anwendungsfall passt der Verteilnetzbetreiber die Netznutzungsgebühr auf Basis aktueller Auslastungsvorhersagen dynamisch an. Lokale Stromverbraucher sowie -erzeuger werden auf diese Weise zu einem netzdienlichen Verhalten angereizt. Abweichend zum Anwendungsfall „Engpassmanagement in Elektrizitätsverteilernetzen (e-Mobilität)“ (Use Case 1) wird der marktliche Handel, der hier auf einem lokalen Markt innerhalb eines Verteilnetzgebiets erfolgt, nicht unmittelbar eingeschränkt, sondern die Netzentgeltkomponente des Endverbraucherpreises als mittelbarer Steuerungsmechanismus genutzt. Im Rahmen des automatisierten Prozesses interagieren Softwareagenten des Verteilnetzbetreibers und der Prosumer miteinander, während die monetäre Abwicklung über Smart Contracts vorgenommen wird. Die Handelsergebnisse werden als Transaktion auf der Blockchain festgehalten.

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Anwendungsgruppe: Handel (Strom)

Mieterstrom

Die blockchain-basierte Interaktion zwischen Kunden und Besitzer eines Mieterstromobjekts strebt eine Optimierung lokaler Ressourcen, d. h. einen möglichst hohen Verbrauch lokal erzeugten Stroms an. Im Anwendungsfall kann sich die PV-Anlage beispielsweise im Besitz des Stromversorgers oder des Immobilieneigentümers befinden. Im Messkonzept sind neben der Stromerzeugungsanlage auch drittbelieferte Mieter zu berücksichtigen, was die Abrechnung zwischen den Beteiligten (Mieter, Stromlieferant, Anlagenbesitzer, Netzbetreiber bzw. Messstellenbetreiber) komplex macht. Das abgebildete Szenario erlaubt aus technisch-konzeptioneller Sicht eine einfache Erweiterung um hausinterne und/oder externe Transaktionen zwischen Stromspeichern, Ladestationen von Elektroautos oder Balkon-PV-Anlagen.

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Anwendungsgruppe: Finanzierung & Tokenization

Shared Investments bei externem Mieterstrom

Eine Erweiterung des Blockchain-Anwendungsfalls „Mieterstrom“ (Use Case 10) ist die (Teil-)Deckung des Reststrombezugs durch Zukauf von externer Energiekapazität. Verbraucher erwerben Anteile an einer EEG-Anlage außerhalb der Immobilie bzw. des Quartiers und erhalten im Gegenzug Asset-Tokens. Diese verbriefen einen entsprechenden Anspruch auf in dieser Anlage erzeugten Strom. Für die Gleichzeitigkeit von Erzeugung und Bezug sind digitale Stromzähler und geeignete Messkonzepte ebenso notwendig wie eine entsprechende Softwarelösung zur Dokumentation und Durchführung. Sind Bezugs- und Erzeugungsmenge identisch, so ist bilanziell zu den betrachteten Zeitpunkten anders als im Falle einer Unterdeckung keine Reststrombeschaffung zu berechnen.

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Checkliste für den Einsatz der Blockchain in der integrierten Energiewende

Welche Schritte müssen Anweder der Blockchain-Technologie im Energiesektor angehen, um die Technologie mehrwertbringend einzusetzen und das Potenzial der Anwendungsfälle operativ zu erproben? Die Checkliste gibt einen Überblick, welche Aufgaben gemeistert werden müssen, damit die Blockchain zum Erfolg der integrierten Energiewende beitragen kann.

Ausführungsplanung aufsetzen und Ressourcen sichern

Dieser Schritt umfasst alle Aufgaben, die für die tatsächliche Umsetzung der geplanten Blockchain-Anwendung erfüllt werden müssen. Auf Basis der zuvor geklärten technischen Anforderungen sowie der ökonomischen und regulatorischen Prüfung wird eine detaillierte Auflistung der für eine erfolgreiche Umsetzung des Projekts erforderlichen Arbeitsschritte sowie der dafür benötigten Technik generiert. Von großer Bedeutung sind auch das rechtzeitige Kalkulieren und Sichern von Personal mit den Fähigkeiten, das Projekt blockchainseitig umzusetzen, und die Bereitstellung von Programmierkapazitäten für den Aufbau von Smart Contracts.

Regulatorisches Umfeld prüfen und mitbedenken

Um das Ausrollen und Skalieren des gewählten Anwendungsfalls nicht zu gefährden, sollte sein regulatorisches Umfeld sorgfältig durchleuchtet werden. Blockchain-Anwendungen für die Energiewirtschaft werden von mehreren regulatorischen Aspekten tangiert: dem Datenschutzrecht, dem Datensicherheitsrecht sowie dem Energierecht. Ebenso spielt in vielen Anwendungen im Umgang mit Token-Lösungen das Finanzrecht eine wichtige Rolle.

Auf allen Ebenen sollte hier präventiv agiert werden, da im Regelfall viele für die Umsetzung des Anwendungsfalls maßgebliche Aspekte mit aktuellen Bestimmungen abgeglichen werden müssen. Von den untersuchten Use Cases stellen die beiden Fälle der Anwendungsgruppe Datenmanagement („Anmeldung von Anlagen im Marktstammdat enregister [MaStR]“ [Use Case 3] sowie „Zertifizierung von Herkunftsnachweisen“ [Use Case 4]) den Anwender vor die größten regulatorischen Herausforderungen, da sie von diversen Rechtsvorschriften betroffen sind und nationale Normen erheblich angepasst werden müssten, um eine Inbetriebnahme dieser Use Cases mithilfe der Blockchain-Technologie durchführen zu können. Hingegen ist der Use Case „Energiedienstleistungen für Gebäude & Industrieprozesse (Wartung)“ (Use Case 2) unter regulatorischen Gesichtspunkten eher unbedenklich.

Governance, Konsensmechanismus und Anreizsystem festlegen

Wichtige Aspekte, die frühzeitig vom Konsortium festgelegt werden sollten, betreffen die Governance-Struktur, den Konsensmechanismus sowie das Anreizsystem der gewählten Blockchain-Lösung. Gerade auch mit Bezug zum Energieverbrauch und der damit verbundenen nachhaltigen Akzeptanz des Anwendungsfalls ist die Wahl eines passenden Anreizsystems und Konsensmechanismus (Proof of Work, Proof of Stake, Proof of Authority) entscheidend. Governance-Strukturen sollten frühzeitig und möglichst detailliert im Konsens mit allen Beteiligten eines Konsortiums bestimmt werden, da sie für den reibungslosen Ablauf der Blockchain-Anwendung unverzichtbar sind und nachträgliche Anpassungen je nach Art der gewählten Blockchain problematisch sein können.

Insbesondere für Anwendungsfälle mit einer Vielzahl an Akteuren aus unterschiedlichen Wertschöpfungsstufen der Energiewirtschaft und einer unterschiedlichen Interessenlage ist es wichtig, die Governance-Strukturen frühzeitig zu definieren. Die Identifikation eines geeigneten Anreizsystems betrifft größtenteils Anwendungsfälle mit einem starken Marktelement sowie einer Einbindung der Letztverbraucher über Token-Systeme, wie in den Use Cases „Engpassmanagement in Elektrizitätsverteilernetzen (e-Mobilität)“ (Use Case 1) und „Shared Investments bei externem Mieterstrom“ (Use Case 11) dargestellt.

Feinplanungen ausarbeiten und technische Anforderungen klären

Die technologischen Anforderungen der geplanten Anwendung müssen im Detail geklärt werden, um eine Kostenschätzung für das Vorhaben durchführen zu können. Hier sollte in einem holistischen Verfahren die gesamte Informationskette „Ende-zu-Ende“ abgebildet werden. Sie beinhaltet alle Hardware- und Softwarekomponenten wie Krypto-Chips, Oracle-Dienste, Datenbanksysteme etc., die zur Gewährleistung einer sicheren Datenübertragung zwischen der physischen und der virtuellen Welt notwendig sind. Daneben müssen blockchainspezifische technische Anforderungen wie die benötigte Transaktionsgeschwindigkeit, das Sicherheitsniveau, die Wahl des Node-Verfahrens etc. für den gewählten Anwendungsfall detailliert beschrieben werden. Insbesondere Use Cases mit einer obligatorischen Hardwarekomponente (wie der Anwendungsfall „Anmeldung von Anlagen im Markt - stammdatenregister [MaStR]“ [Use Case 3], in dem Krypto-Chips verwendet werden), können den Anwender vor technische Herausforderungen stellen. In den Use Cases „Energiedienstleistungen für Gebäude & Industrieprozesse (Wartung)“ (Use Case 2), „P2P-Handel zwischen Kunden eines Stromlieferanten“ (Use Case 8) und „Mieterstrom“ (Use Case 10) sind hingegen z. B. die technologische Reife sowie die Anzahl geeigneter Blockchain-Lösungen sehr groß, wodurch für diese Anwendungsfälle die technischen Anforderungen bei Pilotierungen in besonderem Maße erfüllt werden.

Pilotprojekte definieren und Interessensgemeinschaften gründen

Pilotprojekte für die Anwendung der Blockchain-Technologie im Energiesektor sind besonders dann Erfolg versprechend, wenn sich strategische Partnerschaften aus den drei Sektoren Politik, Wirtschaft (Technikunternehmen, Unternehmen aus der Energiewirtschaft, Industrieunternehmen) und Wissenschaft bilden. Nachdem in einer eingehenden Prüfung von Alternativtechnologien festgestellt wurde, dass die Blockchain-Technologie die optimale Lösung für den angestrebten Anwendungsfall ist, müssen Konsortien mit gleichen Vorstellungen und ähnlichen Interessen gebildet und der Rahmen für das Pilotprojekt definiert werden (Anwendungsfall, Zielsetzung, Dauer, Finanzierung, Rollenverteilung, Beteiligung etc.).

Da die Blockchain-Technologie zumeist über Wertschöpfungsstufen hinweg agiert, sind offene Ansätze bei der Konstituierung der Konsortien empfehlenswert. Bei Anwendungsfällen, die für den Betrieb auf nur wenige hauptverantwortliche Akteure angewiesen sind (wie z. B. „Engpassmanagement in Elektrizitätsverteilernetzen [e-Mobilität]“ [Use Case 1], bei dem die Hauptaufgabe beim Verteilnetzbetreiber liegt), dürfte sich die Bildung eines Konsortiums zudem einfacher gestalten als bei Use Cases, bei denen eine Vielzahl von Akteuren aus unterschiedlichen Wertschöpfungsstufen der Energiewirtschaft integriert werden muss (wie z. B. „Handel und Allokation von Netzkapazitäten [Strom]“ [Use Case 9] oder „Kündigung und Lieferantenwechsel [Strom]“ [Use Case 6]).

Mehrwert und Alleinstellungsmerkmal eines Blockchain-Einsatzes validieren

Heute erfordern viele Anwendungen einen multiplen digitalen Informationsaustausch. In einer global vernetzten Welt, in der teilweise unbekannte Identitäten bzw. automatisierte Einheiten miteinander kommunizieren, gewinnt ein Informationsprotokoll wie die Blockchain-Technologie mit seinen Kerneigenschaften wie Sicherheit, Unveränderlichkeit, Transparenz, Robustheit und Multi-Stakeholder-Partizipation zunehmend an Bedeutung.

Zunächst muss in unterschiedlichen Varianten und mithilfe von Business-Entwicklungstools überprüft werden, ob die Anforderungen des speziellen Anwendungsfalls den Kerneigenschaften der Blockchain-Technologie entsprechen und sich daraus ein konkreter Mehrwert oder ein Business-Modell begründen lässt. Falls nicht, sollten Alternativtechnologien in Betracht gezogen werden.

 Daniel Quade
Fachbereichsleiter Energie und Versorgung, Deutsche Kreditbank AG

Daniel
Quade

Aus der Blockchain-Technologie ergeben sich disruptive Geschäftsmodelle, die das Potenzial haben, die Energiewirtschaft nachhaltig zu verändern. Als Bank der Energiewende und der Stadtwerke freuen wir uns, die dena-Studie zu begleiten, um vertiefende Einblicke zu gewinnen.

 Stefan Mierzowski
Mitglied der Geschäftsleitung, cronos Unternehmensberatung GmbH

Stefan
Mierzowski

Wie wird sich der Einsatz von Blockchain-Technologie auf die energiewirtschaftlichen Prozesse auswirken? Welche Veränderungen sind zu erwarten? In welchen Themenfeldern lohnt sich ein Blockchain-Einsatz? Die dena Blockchain-Studie unterstützt uns bei der Beantwortung dieser Fragen.

 René Chassein
Technischer Vorstand der Pfalzwerke AG

René
Chassein

Als Pfalzwerke Gruppe bewerten wir die Blockchain-Technologie in positiver wie negativer Hinsicht gleichermaßen als heute noch gar nicht überschaubares Disruptionspotenzial für die gesamte Energiewirtschaft: Einerseits könnten unsere etablierten Geschäftsfelder komplett und sehr schnell zur Disposition stehen, andererseits steckt in ihr ein möglicher Schlüssel gerade für die Fragestellungen der Dezentralisierung und Digitalisierung, welche durch die Energiewende aufgeworfen wurden.

 Gerhard Gamperl
Director Strategy, Corporate Development and Innovation, VERBUND AG

Gerhard
Gamperl

Blockchain hat das Potenzial eines nachhaltigen Game-Changers in der Utility-Branche. Wir sind als VERBUND bei der dena-Studie dabei, weil wir uns die Möglichkeiten und Entwicklungspfade der Blockchain in unserer Branche gemeinsam vertieft ansehen wollen.

 Frank Zeeb
Vorstandsvorsitzender der Alliander AG

Frank
Zeeb

Wir bewegen uns in Richtung einer „Energiewirtschaft in Echtzeit“, in der Mikrotransaktionen zwischen Geräten aller Art und Größe sicher automatisiert und abgerechnet werden. Die Blockchain-Technologie wird einen wichtigen Beitrag zur Ökonomisierung der Energiewende leisten!

 Steven Martin
Chief Digital Officer, GE Power

Steven
Martin

The world’s most powerful utility in 2025 may not exist today. At the very least, it does not operate today as it will in the future. Blockchain is rapidly evolving and has the potential to be an enabling technology for the future grid, and as an industry we should continue to explore its applications. By participating in dena’s study, we will experiment to identify the exact qualitative and quantitative value add of blockchain in enabling a decentralized, efficient and intelligent grid.

 Dr. Matthias Postina
Innovationsmanagement IT, EWE AG

Dr. Matthias
Postina

Wie können wir die Blockchain für das Management von Stromnetzen einsetzen? Ist es etwa realistisch, Engpassmanagement mit der Blockchain zu optimieren? Die Untersuchung der Netzdienlichkeit ist für uns ein sehr interessanter Aspekt der Blockchain-Studie.

 Christian Sander
Lead Blockchain & Distributed Ledger Technologies, EnBW

Christian
Sander

Die Blockchain ist da und geht auch nicht mehr weg! Für uns gilt es rechtzeitig zu erkennen, welche neuen Fähigkeiten durch die Blockchain entstehen und welche Implikationen dies auf die Energiewirtschaft hat. Wir versprechen uns von der dena-Blockchain-Studie einen realistischen Blick auf das Potenzial der Technologie mit klarem Praxisbezug.

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Blockchain – jenseits des Hypes

Ein transparenter Stromhandel in Echtzeit oder E-Autos, die beim Ampelstopp automatisch laden und selbstständig bezahlen: Die Blockchain könnte völlig neue Geschäftsmodelle entstehen lassen. Aber es gibt auch noch ungelöste Fragen.

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Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz (KI) kommt auch in der Energiewirtschaft immer stärker zum Einsatz – beispielsweise bei der Steuerung von Stromnetzen und dem Zusammenwachsen der Energiesektoren Strom, Wärme und Verkehr. Gleichzeitig ist KI eine Schlüsseltechnologie, um die Energieeffizienz in der Industrie zu erhöhen. KI hat großes Potenzial die Datenströme der Digitalisierung effektiv zu nutzen und so der zunehmenden Komplexität des Energiesystems zu begegnen.

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dena-Projekte im Themenfeld Digitalisierung

Berlin Energy Transition Dialogue (BETD)

Der Berlin Energy Transition Dialogue findet auf Einladung der Bundesregierung statt und wird gemeinsam mit dem Bundesverband Erneuerbare Energie (BEE), dem Bundesverband Solarwirtschaft (BSW-Solar), der Deutschen Energie-Agentur (dena) sowie eclareon veranstaltet.

Überblick

  • Projektbeginn: 2015
  • Projektziele: Der Berlin Energy Transition Dialoge stärkt als hochrangige Konferenz den internationalen Erfahrungsaustausch zur nachhaltigen Umgestaltung der Energiesysteme.
  • Projektpartner: Bundesverband Solarwirtschaft (BSW-Solar), Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Bundesverband Erneuerbare Energie (BEE), eclareon GmbH

China: Energietrends der Zukunft

Die dena identifiziert neue Trends sowie Veränderungen des Marktumfelds und der politischen Rahmenbedingungen in den Bereichen Klimaschutz und Energiewende in China. Das Projekt „China: Energietrends der Zukunft“ leistet Pionierarbeit für die zukünftige bilaterale Zusammenarbeit des BMWi mit China.

Überblick

  • Projektbeginn: November 2018
  • Projektziele: Monitoring für das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) in den Bereichen Klimaschutz und Energiewende in China, Konkretisierung von Entwicklungs- und Umsetzungspotenzialen deutsch-chinesischer Projekte.
  • Projektpartner: Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ), National Development and Reform Commission (NDRC), National Energy Conversation Center (NECC), National Energy Agency (NEA)

Digitale Energiewelt

Die Digitalisierung wird in der zweiten Phase der Energiewende zunehmend ein systemisches Agieren außerhalb gesetzter Strukturen und bedarfsorientierte Lösungen von allen Beteiligten einfordern. Dazu braucht es Akteure, die sektorübergreifend denken und handeln. So können neue Geschäftsideen und marktfähige Produkte entwickelt werden.

Überblick

  • Projektstart: Januar 2016
  • Der Partnerkreis besteht derzeit aus 29 Unternehmen und Verbänden der Energiewirtschaft, Gebäudewirtschaft, IT und des Messwesens sowie aus Technologieherstellern und Beratern.
  • Ziele der Plattform: die Akteure branchenübergreifend zusammenführen und vernetzen; die Digitalisierung der Energiewelt fachlich begleiten; die Rahmenbedingungen der Digitalisierung maßgeblich mitgestalten; Bewusstsein und Akzeptanz in der Öffentlichkeit schaffen.

Digitalisierung in der Energiewirtschaft – DIGI4E

Analysen und Dialogprozesse zur Unterstützung der Digitalisierung im Bereich Energie, Energieeffizienz und erneuerbare Energien

Überblick

  • Projektlaufzeit: 07/2016 - 02/2018
  • Zuwendungsgeber: BMWi
  • Über 100 Plattformen und Initiativen zur Digitalisierung des Energiesektors identifiziert.
  • Mehr als 150 Geschäftsmodelle im Kontext „Energieeffizienz“ analysiert.
  • Dialogveranstaltung und Expertenworkshops

EnerKI – Einsatz künstlicher Intelligenz zur Optimierung des Energiesystems

Ziel des Projekts „EnerKI - Einsatz künstlicher Intelligenz zur Optimierung des Energiesystems“ ist es, gezielt Wissen über die Nutzung Künstlicher Intelligenz im Energiesystem aufzubauen und für Wirtschaft, Fachöffentlichkeit und Politik bereitzustellen.

Überblick

  • Projektstart: Januar 2019
  • Projektlaufzeit: 18 Monate
  • Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Modellvorhaben Bewusst heizen, Kosten sparen

Im Modellvorhaben hat die dena die Einsparmöglichkeiten für Wärmeenergie durch die zeitnahe Visualisierung von Verbrauch und Kosten mithilfe eines Energiedatenmanagements in Mietwohnungen überprüft.

Überblick

  • Projektbeginn: 2013
  • Ergebnisse nach 2 Heizperioden: durchschnittlich 12 Prozent Energieeinsparung (Heizung) gegenüber nicht informierten Mietern
  • Energieverbräuche (Wärme) von fast 10.000 Haushalten ausgewertet
  • Fast 1.000 Mieter zu ihrem Heizverhalten und ihren Projekterfahrungen befragt
  • Rund 100 Heizkostenberatungen durchgeführt
  • Partner /gefördert durch: ista, Deutscher Mieterbund, BMUB

Smart-Meter-Studie

Die dena hat unter Einbindung von Verteilnetzbetreibern in Deutschland eine Studie durchgeführt, deren Gegenstand die Ermittlung der ökonomischen Kosten des flächendeckenden Rollouts von Smart-Meter-Technologie, deren unmittelbare Nutzeneffekte (Netzdienlichkeit) und der Anforderungen an den regulatorischen Rahmen ist.

Überblick

  • Projektlaufzeit: Juli 2014
  • Partner der Studie: 11 Unternehmen (Schwerpunkt Netzbetrieb und Energieversorgung)
  • Forschungspartner: Ludwig Einhellig (Deloitte & Touche GmbH), Prof. Dr.-Ing. Christian Rehtanz (TU Dortmund/ef. Ruhr), Prof. Dr. Gert Brunekreeft (Jacobs University Bremen)

Start Up Energy Transition

Mit Start Up Energy Transition etabliert die dena eine globale Plattform für Innovationen und Start-ups der Energiewende.

Überblick

  • Die Initiative „Start Up Energy Transition“ wurde 2016 von der dena gelauncht
  • Sie besteht aus den drei Pfeilern Award, Netzwerk und Tech Festival
  • Im ersten Jahr bewarben sich 550 Startups aus 66 Ländern
  • Nach dem Launch der neuen Runde des Awards auf der COP23 im November 2017 können sich Startups bis zum 31. Januar bewerben
  • Die Preisverleihung findet auf einer gemeinsamer Abendveranstaltung mit dem BETD im April 2018 statt

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