Das Bundeswirtschaftsministerium hat EY den Einsatz von Blockchain beim Smart Metering untersuchen lassen? Welche Vorteile sind hier zu erwarten?
Frank Fleischle, Autor des Gutachtens und Partner bei EY: Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie hat die Projektidee entwickelt, die im Energiesystem vorhandenen steuerbaren Anlagen – Erzeuger, flexible Verbraucher und Speicher – den Marktteilnehmern so zur Verfügung zu stellen, dass die Anwendbarkeit für eine Blockchain-Technologie zur Abwicklung von Teilnehmerbeziehungen (Smart Contracts) gegeben ist. Dabei sollen die Eigenschaften und Funktionen des am Anlagenort vorhandenen Smart-Meter-Gateways so eingebunden werden, dass dieses mit seinem integrierten Sicherheitsmodul als Vertrauensanker für die jeweiligen relevanten Anlagen-Daten und -Funktionen dienen kann.
Fred Meyer, Co-Autor und Director bei EY: Die Idee, das Smart-Meter-Gateway als Vertrauensanker zu verwenden, erscheint als ein Durchbruch, da dies dem Anlagenbetreiber auf einfachem Wege eine sichere digitale Identität verleiht: Diese kann direkt, ohne aufwändige Prozesse und teure zusätzliche Infrastruktur für alle digitalen Prozesse mit anderen Marktteilnehmern verwendet werden. Im Mittelpunkt stand daher die Frage, unter welchen technischen, rechtlich/regulatorischen und kaufmännischen Bedingungen eine Konstellation aus Smart-Meter-Gateway-Plattform zusammen mit Blockchain-Technologie die Grundlage für digitale Geschäftsmodelle in der Energiewirtschaft sein kann.
Wie genau sieht die Aufgabe der Blockchain hier aus? Was hat es mit der Blockchain-basierten Datenbank auf sich?
Fleischle: Es hat sich gezeigt, dass gerade der sichere und eindeutige Identitätsnachweis für jede Anlage im Netz sowie der automatisierte Zugriff auf technische Anlagendaten eine unverzichtbare Grundlage für marktliche Peer-to-Peer-Geschäftsmodelle unter Prosumern darstellt. Dies gilt letztlich analog für jede denkbare Interaktion in der künftigen dezentralen IoT-Welt der Strom-Verteilnetze. Blockchain-Technologien werden heute besonders dann verwendet, wenn es darum geht, Transparenz und Vertrauen zwischen vielen unterschiedlichen Marktteilnehmern zu gewährleisten.
Meyer: Mit der Verknüpfung von Blockchain- und SMGW-Technologie kann hier eine sichere, skalierbare und interoperable Grundlage für zukünftige dezentrale Geschäftsmodelle geschaffen werden, die notwendigerweise auf diese Daten zurückgreifen. Eine auf Basis dieser Projektidee erstellte Datenbank ermöglicht den Anwendern eine „plug & play“-Lösung zur Nutzung dieser Daten und schafft die Voraussetzung für eine einfache Inkubation neuer Geschäftsmodelle.
Wie darf man sich das Modell mit der Blockchain-Datenbank vorstellen?
Fleischle: Um die manuellen Aufwände für den Marktakteur (Anlagenbetreiber) zu verringern und die Qualität der Datenhaltung zu erhöhen, ergeben sich zwei Ansatzpunkte: Zum einen die automatisierte Registrierung des Akteurs in der Datenbank mittels SMGW und damit die Herstellung der Identität mittels PKI (Public Key Infrastruktur). Zum anderen die automatische Übertragung des Anlagendatensatzes an die Datenbank. Das Grundmodell erfüllt also diese beiden funktionalen Elemente:
- Die Identität des Anlagenbetreibers wird über das SMGW Zertifikat hergestellt.
- Der Datensatz des Anlagenbetreibers wird vom SMGW an die Anlagendatenbank übertragen.
Ergänzt wird dieser Aufbau durch den Einsatz einer verteilten Blockchain-Datenbank. Die Blockchain-Nodes führen dazu, dass eine asynchrone, redundante und damit fehleranfällige Datenhaltung vermieden werden kann. Gleichzeitig wird die Ausfallsicherheit des Gesamtsystems erhöht und die Aktualität und Richtigkeit der Daten zwischen den Node-Betreibern sichergestellt. Die Daten in der Anlagendatenbank können wiederum um vertrauliche oder ergänzende Daten des jeweiligen Akteurs erweitert und damit individuelle Anwendungsfälle ermöglicht werden.
(Abbildung: Vereinfachtes mögliches Zielmodell der Architektur der öffentlichen Anlagendatenbank. Quelle: EY, zum Vergrößern bitte Klicken)
Welche neuen Geschäftsmodelle lassen sich hier erwarten?
Meyer: Die Datenbank selbst stellt noch kein eigenes zukünftiges Geschäftsmodell dar, sondern ist eine „Enabling Technology“, zum Beispiel für das Geschäftsmodell der Zukunft – Peer-to-Peer-Strombelieferung. Der gesamtwirtschaftliche Nutzen einer solchen energiewirtschaftlichen Anwendungsplattform lässt sich an Hand von drei Aspekten beschreiben:
- Die sichere Authentifizierung von Anlagen und die Blockchain machen direkte Transaktionen zwischen Marktpartnern (Letztverbrauchern) technisch möglich. Nach entsprechender Anpassung der rechtlichen/regulatorischen Grundlagen werden für diese Transaktionen potenziell keine Intermediäre mehr benötigt. Intermediäre werden durch den technischen Vertrauensanker ersetzt, die Transaktionskosten sinken, die Märkte für den Austausch von Energie und Energiedienstleistungen werden effizienter.
- Durch den vereinfachten, automatisierten Zugang über eine einheitliche Plattform wird sich potenziell die Anzahl der Marktteilnehmer auf Anbieter- wie auch auf Nachfragerseite für plattformgebundene Lösungsangebote vergrößern und damit das Wettbewerbselement in der Preisbildung auf den entsprechenden Märkten für Energiedienstleistungen weiter gestärkt.
- Letztlich schafft die technologische Plattform eine offene, interoperable Grundlage für Anbieter und Verbraucher. Die Verbreitung und Nutzung der SMGW-Blockchain-Basis hat das Potenzial, proprietäre (anbieterspezifische) Technologien zu ersetzen, dadurch den Wettbewerb unter den Anbietern auf einer interoperablen Plattform zu befördern und die Rolle der Verbraucher als Nachfrager von Lösungsangeboten am Markt zu stärken.
Welche regulatorischen Rahmenbedingungen sprechen derzeit gegen eine Verwendung der Blockchain mit Smart-Meter-Gateways? Was müsste hier geändert werden?
Fleischle: Gegen die Verwendung von Smart-Meter-Gateway sprechen überhaupt keine Gründe, im Gegenteil! Auch für den Anwendungsfall „öffentliche Anlagendatenbank“ gibt es keine nennenswerten Einschränkungen. Unsere Studie weist hier explizit auf die bereits bestehende, ähnlich gelagerte Funktion des Marktstammdatenregisters hin. Regulatorische Hindernisse bestehen derzeit aber noch in erheblichem Umfang bezüglich der Umsetzung von Peer-to-Peer-Geschäftsmodellen.
Wann könnte der Pilot gestartet werden?
Meyer: Die in unserer Studie vorgeschlagene Umsetzung kann bereits mit den aktuell verfügbaren Smart-Meter-Gateways und Blockchain-Technologien erfolgen. Daher gibt es hier keine Einschränkungen in Bezug auf die Technologie, und die Umsetzung des Piloten kann sofort gestartet werden. Die gebotene Nachhaltigkeit einer Pilotimplementierung erfordert aber die Zusammenarbeit verschiedenster Aufgabengebiete und Experten mit der konkreten Fähigkeit zur fachlichen und technischen Umsetzung.
Fleischle: Die Pilotkonzeption in der Studie wurde unter Einbeziehung von EY-Experten (Organisation, SMGW, Blockchain, Recht) sowie bereits unter Mitwirkung von externen Akteuren nach einem Projektrollen- und Partnerkonzept erarbeitet: Markt- und Technologiepartner für SMGW und Erweiterungen, Blockchain, Cloud-IoT-Services und Übertragungstechnik. Für eine schnelle und Nachhaltige Umsetzung ist daher die Besetzung der in der Studie angeführten Projektrollen mit geeigneten Marktakteuren angeraten.
Die Fragen stellte Stephanie Gust.
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