Smart-Meter-Blockchain

Blockchain statt Gateways?

Gedanken zu einem Drei-Phasen-Konzept „Smart-Meter-Blockchain“

Der Einsatz von Blockchain-gestützten Prozessen in der Energiewirtschaft steckt noch in den Kinderschuhen. Erste Pilotprojekte sind erfolgversprechend gestartet, auch wenn längst nicht alle Anwendungen, die für einen sinnvollen Einsatz in Frage kommen, auf Ihre Sinnhaftigkeit analysiert worden sind. Besonders interessant könnte in diesem Zusammenhang der Use-Case „Smart-Metering“ sein. Könnte die heute bekannte Architektur für das intelligente Messwesen schon bald Makulatur sein und durch Blockchain-Prozesse ersetzt werden, also mit der “Smart-Meter-Blockchain”?

Um sich der Realität zu nähern, sollte zunächst einmal untersucht werden, ob der heutige technologische Status Quo der Blockchain 3.0 wirklich in der Lage ist, die Anforderungen des intelligenten Messwesens auch zu erfüllen. Es muss untersucht werden, wo ggf. die Vorteile liegen könnten, denn eine Blockchain um ihrer selbst einzusetzen wäre kaum sinnvoll.

Blockchain ist sicher

Der hervorstechende Vorteil der Blockchain in diesem Kontext liegt natürlich zunächst bei der Sicherheit. Trotz aller Sicherheitsvorkehrungen sind die heutigen Messsysteme angreifbar. Auch Manipulationen oder gar Cyber-Attacken können nicht endgültig ausgeschlossen werden, wer auch immer der Urheber sein könnte. Es geht ja nicht nur um das eigentliche Messgerät, dessen Zuverlässigkeit und Software-Stand. Es geht auch um die ausgedehnte Peripherie zum Steuern und Schalten, beispielsweise bei Anwendungen im privaten Bereich. Hier könnte die Blockchain-Technologie quasi inhärent die größten Vorteile bieten, allerdings sollte dann eine öffentliche Blockchain mit ausgeprägt dezentraler Struktur und ohne eine zwingende zentrale (Vertrauens-) Instanz sein. Tatsächlich sehen wir uns bei den heutigen öffentlichen Blockchains aber mit mehreren Herausforderungen konfrontiert. Sie sind zum einen zu langsam und je nach Validierungsverfahren auch zu energieintensiv. Man müsste weg kommen vom proof-of-work, hin zum schlankeren proof-of-stake bzw. proof-of-authority. Künftige Weiterentwicklungen werden diese Nachteile wohl kompensieren, sie stehen aber kurzfristig nicht zu Verfügung. Eine Alternative bietet die Architektur einer privaten Blockchain. Sie kann schnell genug sein, ist skalierbar, gewährleistet die Privatsphäre und arbeitet zudem deutlich energieeffizienter. Nur wäre im Vergleich zu heutigen Systemen kaum ein nennenswerter Vorteil daraus zu ziehen. Der Aufwand für die Sicherheit, wie Firewalls etc. bleibt im Grunde derselbe wie bei herkömmlichen Datenbank-Systemen.

Performance bleibt Problem

Letztlich bleibt bei der Smart-Meter-Blockchain der Punkt differenzierter Services. Wenn beispielsweise Verbrauchs- oder Leistungswerte für Analysezwecke in kürzeren Zyklen als der 1/4h benötigt werden, z.B. im Sekunden-Takt, wird es bei den aktuellen Verarbeitungsgeschwindigkeiten bei solch immensen Datenmengen für den heutigen Entwicklungsstand der Blockchain-Technologie schwierig. Manche Start-Ups unterstützen Services über spezielle Orakles, greifen auf Vehikel wie den Raspberry Pi zurück. Aber wer mag ernsthaft glauben, dass die Datensicherheit und der Datenschutz dabei auch nur annähernd so gut erfüllt werden, wie bei intelligenten Messystemen, wo durch die Technischen-Richtlinien des BSI ein sehr hoher Standard geschaffen wurde.

Was aber heute bereits herausragend über eine Blockchain-Anwendung geleistet werden kann, ist die Asset-Verwaltung, das Monitoring bestimmter Betriebszustände. Wann wurde welches Glied der iMSys-Kette eingebaut, welcher Software-Stand wurde wann zuletzt aufgespielt, gibt es irgendwelche Auffälligkeiten, arbeitet das Gerät korrekt, Manipulationsversuche, Angriffe von außen und vieles mehr wird unveränderlich und nachvollziehbar in die Blockchain geschrieben. In Echtzeit kann eine Warnmeldung z.B. an den Gateway-Administrator bzw. Messtellenbetreiber erfolgen, wenn es irgendwelche Auffälligkeiten gibt. Der große Vorteil sei am Beispiel Einspeisemanagement EEG demonstriert. Welcher Netzbetreiber ist heute in der Lage, sicher zu sagen, ob die Rundsteuerempfänger für die Abregelung von PV-Anlagen bei den Kunden auch wirklich so funktionieren, wie es gedacht und gefordert ist? Bei Einsatz einer Blockchain gäbe es auch in diesem Bereich keinerlei Zweifel über die ordnungsgemäße Funktion.

Anhand der vorstehenden Ausführungen kann man quasi eine Roadmap, ein Drei-Phasen-Konzept ableiten:

Phase Eins (aktuell)

Wir befinden uns derzeit in der Findungsphase. Die Technologie und deren Einsatzbereiche werden untersucht. Landauf, landab werden Pilotversuche vom Peer-to Peer-Handel bis zur Abrechnung mit mehr oder weniger Sinnhaftigkeit, dafür aber immer mit hohem Aufmerksamkeitswert entwickelt. Wissenschaftliche Institute untersuchen Einsatzmöglichkeiten, die Blockchain-Initiative Energie programmiert den Showcase „Lieferantenwechsel“ als MaKo-Chain.

Phase Zwei (ab 2022)

Intelligente Messysteme werden ausgerollt, auch Schalt und Steuerboxen stehen zertifiziert zur Verfügung. Die Blockchain wird ergänzend für das Monitoring, bzw. Asset-Management eingesetzt. Die Regulierungsbehörden führen das als verpflichtende Ergänzung der heutigen Architektur ein.

Phase Drei (ab 2028)

Die heute dezentral heranwachsenden Blockchain-Anwendungen sind vernetzt. Das Gesamtsystem wird dadurch mit hoher Zuverlässigkeit betrieben werden können. Die Herkulesaufgabe der Integration erneuerbarer Energien schrumpft durch Einsatz der Blockchain. Die Blockchain als dezentrales Transaktionsprotokoll bietet das Potenzial, Lösungen für Schwachstellen bereitzustellen, davon profitiert die Sicherheit. Auch die Aufgaben verschiedener Marktrollen wie beispielsweise dem MSB, dem BKV oder dem ÜNB werden deutlich vereinfacht und die Zeittakte verkleinert. Im Grunde werden Datenerfassung und -übermittlung vom Kunden selbst durch die Blockchain übernommen. Smart Contracts gewährleisten dabei die frist- und formgerechte Datenübertragung an die Energiemarktteilnehmer

Um die Entwicklung zu unterstützen, hat die Blockchain-Initiative Energie den Entscheidungsbaum zum Einsatz der Blockchain in der Energiewirtschaft entwickelt. Mit seiner Hilfe kann jedermann heute bereits prüfen, ob eine sinnvolle Anwendung im eigenen Unternehmen aufgebaut werden kann. Die Zukunft gehört der Blockchain. Um Fehlentwicklungen zu vermeiden sollte aber mit „kontrollierter Offensive“ vorgegangen werden Die Blockchain-Initiative Energie steht als Gesprächspartner bereit.

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