Grünstrom auf Blockchain

Thorsten Zoerner, Autor des Blogs blog.stromhaltig, hat vor kurzem eine DAPP entwickelt: einen Smart Contract, der Energieverbraucher mit GrünStromJetons belohnt, wenn sie nachhaltige Strom verbrauchen. Wie das funktioniert und welche Rolle die Blockchain in der Energiewirtschaft spielen kann, erklärt Thorsten im Interview.

Hallo Thorsten. Erzähl‘ doch mal, wie du zur Blockchain kamst …

Also … lass‘ mich vor vier Jahren beginnen, kurz bevor die Welt untergehen sollte. Ich habe ein Buch geschrieben, und in dem habe ich definiert, was „Eigentum an Strom“ bedeutet. Strom kann man ja nicht, wie Geld, wo ablegen und dann zehn Jahre später wieder aufnehmen. Strom kann man nicht aufheben.

Darauf habe ich auf Basis von Colored Coins ein Projekt gestartet, um Strom zu verkaufen. Es ging dabei um Mieterstrom, ich habe im Hintergrund Colored Coins verwendet, um Mietern die Möglichkeit zu geben, ihren Strom-Mix zu bestimmen. Wenn die Mieter auf dem Dach eine Solarstrom-Anlage haben und die den verbrauchten Strom produziert, gibt es einen grünen Coin, und wenn der Srom grau aus der Leitung kommt, einen grauen …

Und dafür hast du Colored Coins verwendet?

Ja, aber die habe ich nicht dem Kunden gegeben, sondern nur für mich in der Wallet hin und hergeschoben. Das war eher wie eine Datenbank. Das Transaktionslog ist dabei wichtig, auch wegen des Nachweises und wegen der Abgaben. Da muss man audit-sicher sein, und dazu ist eine Blockchain perfekt geeignet.

Hat es dir etwas gebracht?

Ja, weil ich es audit-sicher als Lösung anbieten kann. Es laufen auch noch ein paar Mieterprojekte weiter.

Private Blockchains sind nicht wirklich eine Lösung …

Aber jetzt bist du auf Ethereum umgestiegen, um eine DAPP zu schreiben. Warum?

Colored Coins ist einfach zu … sperrig. Mit Ethereum, da kann ich Smart Contracts schreiben, die kann ich jemandem zeigen, und der versteht sie. Selbst wenn jemand die Programmiersprache Solidity nicht kennt, versteht er es im Ansatz.

In der Energiewirtschaft ist ein kleiner Hype um die Blockchain entstanden. Es begann vor allem mit dem Brooklyn Microgrid. Wenn die etwas gut gemacht haben, dann war es Marketing. Die ganzen Stromversorger sind nach Brooklyn gepilgert, haben sich das angeschaut, und kamen ernüchtert zurück.

Weil es nicht funktioniert hat?

Weil sie es sich anders vorgestellt haben. Brooklyn Microgrid versucht, private Stromerzeugern mit privaten Verbrauchern zusammenzubringen, so dass diese direkt miteinander handeln können. Im Prinzip führen sie aber nur eine Abrechnung, und die Manager von den Stromkonzernen haben gemerkt, oh, es gibt Kunden und Verträge, das kann unser SAP Zuhause eigentlich auch.

Das hat mir aber einen Bärendienst erwiesen, weil mir klar wurde, was das Problem mit Blockchains ist. Bitcoin, und noch mehr Ethereum, das kapiert keiner. Um die Leute zu erreichen, muss sich die Technologie beim Kunden beweisen. Und Rechnungen und Abrechnungen – das kriegt man im Strommarkt auch selbst hin. Dazu braucht keiner eine Blockchain.

Wozu braucht man sie dann?

Die Energiebranche hat ein Problem, das auch die Finanzbranche vor kurzem hatte: Und zwar vertrauen sich die Marktpartner nicht. Ein Versorger traut dem anderen nicht, das eine Stadtwerk dem anderen nicht. Sie können sich eigentlich nicht richtig betrügen, nur ein bisschen, aber man vertraut eben den Meldungen der anderen nicht, sondern macht lieber noch eine Schätzung. Wir brauchen einen Konsens.

Und die Blockchain ist ein Nullvertrauenssystem. Egal, wer eine Transaktion bildet, ich vertraue der Transaktion und der Abfolge von Transaktionen. Das ist etwas, was es momentan in der Energiewirtschaft nicht gibt.

Aber hilft die Blockchain da wirklich? Sie transportiert ja auch nur Zahlen, die jemand eingegeben hat, und nicht den Strom und das Geld selbst …

Ja, sie hilft. Schauen wir uns nochmal die Brooklyn Energygrid Blockchain. Das ist eine private Blockchain, was bedeutet, dass nur bestimmte Parteien Zugriff darauf haben. Nur wenn sie sich nicht vertrauen, brauchen sie eine Blockchain. Und dann sollte es eine offene Blockchain sein.

Mit Blockchain Millionen von Markteilnehmern zusammenbringen

Deswegen willst du es auf die offene, Ethereum Blockchain bringen?

Wir haben derzeit Tausende von Marktteilnehmern auf dem Strommarkt. Anbieter, Netzbetreiber, Messstellenbetreiber, und die können bereits Punkt zu Punkt miteinander kommunizieren. Der Bund deutscher Elektrizität und Wasserwirtschaft (BDEW) hat ein Protokoll entwickelt, mit dem man Nachrichten beglaubigt schicken kann.

Aber das System wird nicht skalieren. Es gibt momentan 1,5 Millionen Stromerzeuger in Deutschland. Potenziell wird jeder Stromerzeuger ein Marktpartner sein, wenn das EEG ausläuft. Das bedeutet, er muss plötzlich Strom verkaufen. Und dann klappt das nicht mehr, weil die Implementierung des Protokolls sehr aufwendig ist, und man im Prinzip den Segen des BDEW benötigt, welcher Prosumer oder Kleinerzeuger nicht im Fokus hat. Außerdem sind das alles Punkt-zu-Punkt-Kommunikationen, während man in einer Transaktion oft mehr als zwei Parteien hat (Netzbetreiber, Messstelle, Stromanbieter, Erzeuger, Kunde).

Und du meinst, eine Blockchain kann besser skalieren?

Ja, man kann Millionen von Teilnehmern auf eine Blockchain bringen. Damit kann man den Markt öffnen. Wer kommunizieren kann, kann mitmachen, und wer Transaktionen signieren kann, kann Strommengen kommunizieren.

Was bringt das den Marktteilnehmern?

Man hat bisher noch nicht die technischen Möglichkeiten, jeden Stromerzeuger zum Marktteilnehmer zu machen, so dass du den Strom von deinem Nachbarn kaufen kannst, weil die Abrechnung bisher pauschal über EEG-Tarife gemacht wird. Ihr könnt keinen Vertrag machen, weil euch die euch die Mittel zur Marktkommunikation fehlen.

Der private Verbraucher ist dabei der Knackpunkt. Man schirmt ihn, ganz bewusst, vom Strommarkt ab. Der Markt funktioniert immer über Verknappung. Wenn das Angebot gering ist, ist der Preis hoch. Es darf nur so viel Strom eingespeist werden, wie auch übernommen wird. Den Stromkunden fragt dabei aber keiner. Niemand will wissen, wann du deine Waschmaschine anwirfst. Den Stromerzeuger interessiert aber nur die jährliche Abrechnung.

Diese Unsicherheit zahlst du mit dem fast zehnfachen Preis zwischen Versorger und Kunden. Versorger bekommen den Strom für 3 oder 5 Cent, der Kunde für 20-30 Cent. De Facto hast du die Umlagen drin, weil es nicht möglich ist, den Verbraucher mit ins Boot zu holen. Man bräuchte die Umlagen nicht, wenn du vom Nachbarn den Strom kaufen könntest. Aber weil es nicht möglich ist, verkauft der Nachbar seinen Strom ans Netz, schüttet es ins Meer des Graustroms rein, und man holt es sich über die Umlage zurück.

Und wie kommt da eine Blockchain zum Einsatz?

Blockchains haben den Vorteil, dass man die Transaktionen sieht. Wenn du etwas verbrauchst, siehst du in der Blockchain eine Transaktion. Wenn du eine Transaktion im Strommarkt anschaust, siehst du, dass es nur die Berechtigung ist, an zwei Stromzählern zeitgleich zu drehen, am Einspeise- und am Entnahmezähler. Das ist geschlossene Transaktion, und dafür braucht man einen Vertrag. Womit wir bei Ethereum mit seinen Smart Contracts wären.

Warte mal. Muss man dafür nicht die Zähler auf die Blockchain bringen?

Ja, genau. Das ist sinnvoll, das wäre best practice. Wir machen die Zähler mit der Blockchain öffentlich, wahren allerdings die Privatsphäre, da wir keine öffentliche Verknüpfung zwischen Zähler und Person herstellen.

Dein eigenes Projekt, die GrünStromJetons, zeigt, dass das nicht so einfach ist, wie es sich anhört …

Die GrünStromJetons. Ja. Wenn du von deinem Nachbarn Strom beziehst, muss du keine Überlandtrassen bezahlen, da keine Kosten entstehen. Warum bezahlst du das? Weil du nicht nachweisen kannst, dass du es von deinem Nachbarn bekommen hast. Was physikalisch kein Problem ist, scheint in der konventionellen Welt der Punkt-zu-Punkt Transaktionen unmöglich.

Mit den GrünStromJetons kann man das nachweisen. Man liest die Stromzähler ab, gibt sie per Transaktion ein, der Contract kennt deine Postleitzahl und vergleicht deinen Zählerstand mit dem Grünstromindex, den ich als Oracle verwende. Der Vertrag macht nichts anderes, als zu fragen, grün oder grau, und wenn es grün ist, bekommst du grüne Jetons.

Damit kann der Stromkunde nachweisen, was für einen Strom er verbraucht.

Dafür muss man dem Kunden vertrauen, dass er richtig aufzeichnet, und auch dem Grünstromindex?

Ja. Der Grünstromindex beruht aber auf öffentlichen Daten. Er wird in Zukunft noch besser werden, wenn wir SmartMeter haben, die das komfortabler, automatisiert auslesen. Mit den zwei Ablesungen in 24 Stunden, die mein Vertrag will, kann man eine Plausibilitätsprüfungen machen, die Meilensteine besser ist, wie eine jährliche Ablesung.

Nebenbei, vertraut die Branche aktuell noch auf Postkarten zum selber ausfüllen, was dann vom Kunden auch noch mit einigen Euro im Jahr mit dem Rechnungspost „Messstellenbetrieb und Ablesung“ bezahlt wird.

Und was bringt die Blockchain dabei? Könnte man dafür nicht einfach eine normale Datenbank benutzen?

Die Blockchain ist ein öffentlicher Nachweis, mit dem man eine Belohnungen für netzdienlichen Verbrauch bekommt. Wobei die Blockchain durch ihre dezentrale Struktur, des jeder kennt alle Transaktionen, die notwendige Transparenz bringt, um lokale Wertschöpfung sichtbar zu machen und den Bedarf an nationaler Vernetzung den tatsächlich den Verursachern zuzuordnen. Private Stromkunden und kleine Gewerbebetriebe tragen beim Netzausbau die Hauptlast, nutzen zum Großteil jedoch lokale Erzeugung. Die Blockchain macht dies für jeden ersichtlich, bedarf als Technologie jedoch nur einen Browser und einen Internetzugang, was heute (fast) überall vorhanden ist.

Eine Datenbank würde jemanden benötigen, der diese Datenbank unterhält, wartet und pflegt. Die Blockchain pflegt sich selbst durch die einzelnen Nodes, Miner und ihre Verteilung.