Eine neue Grenze: Blockchain-Energielösungen

Der globale Energiemarkt ermöglicht grundlegend das Funktionieren der modernen Wirtschaft. Bald könnten die Prozesse, die den Fluss von Energierohstoffen von der Quelle zum Kunden ermöglichen, durch Blockchain-Energieanwendungen transformiert werden. Jüngste Partnerschaften zwischen führenden multinationalen Öl-, Gas- und Versorgungsunternehmen und Blockchain-Innovatoren lassen eine neue Grenze für Energie erahnen.

Im folgenden Artikel untersuchen wir zwei faszinierende Anwendungen von Blockchain für reale geschäftliche Herausforderungen im Energiebereich. Anhand dieser Beispiele greifen wir Themen aus unserem ersten Artikel über Blockchain-Anwendungen wieder auf, darunter:

1. Blockchain-Innovationsstrategie für große Unternehmen
2. Schnelles Experimentieren durch diverse Pilotprojekte
3. Blockchain steigert die Effizienz bei hochkomplexen Transaktionen

Globale Energie: eine gewaltige wirtschaftliche Chance

In Bezug auf das Gesamtdollarvolumen und die wirtschaftlichen Auswirkungen übertreffen nur wenige Branchen die Größe des globalen Energiemarktes. Der globale Wert von Öl, Erdgas und Strom beläuft sich auf jährlich 5 Billionen US-Dollar und übertrifft damit andere Rohstoffe bei weitem.

Energie kann grob in zwei Kategorien unterteilt werden: Produkte im Zusammenhang mit fossilen Brennstoffen und Strom. Innerhalb der Kategorie fossile Brennstoffe produzieren und transportieren Exploration und Produktion, Raffinerien, Transport- und Einzelhandelsunternehmen verschiedene aus Erdöl gewonnene Produkte vom Boden bis zum Endverbraucher. Innerhalb der Stromkategorie erzeugen und liefern Erzeugungs- und Übertragungsunternehmen Strom an Endverbraucher.

Blockchain-Hintergrund und Relevanz für Energie

Wie bei anderen stark regulierten, transaktionsintensiven Branchen wie dem Bankwesen eignen sich strukturelle Elemente, die die Energiewirtschaft untermauern, gut für Blockchain-Anwendungen.

In unserem ersten Artikel haben wir zwei Anwendungsfälle vorgestellt: Handelsfinanzierung und Rückverfolgbarkeit der Lieferkette. In jedem Fall orchestrierten mehrere Parteien komplexe Transaktionen und Informationsflüsse. Um Transaktionen zu rationalisieren, entwickelten sie Blockchain-Anwendungen, die Zykluszeiten und Fehler reduzierten, für mehr Transparenz sorgten und letztendlich die Kosten senkten.

Frühe Blockchain-Anwendungen im Energiebereich kombinieren Aspekte beider Anwendungsfälle, da sie auf die Effizienz der Lieferkette und Finanztransaktionen mit mehreren Parteien abzielen. Ähnlich wie die meisten Enterprise-Blockchain-Anwendungen stützen sich die in diesem Artikel behandelten auf zugelassene Ledger, die sich grundlegend von gängigen öffentlichen Blockchains wie Bitcoin unterscheiden, da sie nicht für jedermann zugänglich sind. Stattdessen diktiert ein designierter Administrator den Benutzerzugriff und die Informationsrechte.

In einem ähnlichen Ansatz wie Konsortien, den wir auch in unserem ersten Artikel behandelt haben, organisieren Blockchain-Innovatoren Gruppen von Branchenteilnehmern mit gemeinsamen Interessen und koordinieren Bemühungen, um neue Produkte zu entwickeln, die leistungsschwache Altsysteme ersetzen.

Energiehandel & Risikomanagement (ETRM)

Auf den Öl- und Erdgasmärkten sind riesige Lieferketten miteinander verbunden, um Produkte zu entdecken, zu extrahieren, zu veredeln und an Endkunden zu vertreiben. Um die Energiehandelsaktivitäten über das Netzwerk von Kontrahenten hinweg zu koordinieren, setzen Unternehmen Energiehandel und Risikomanagement (ETRM) ein. ETRM bezieht sich allgemein auf den Arbeitsablauf, der den Rohstoffhandel untermauert, und insbesondere auf die Software, die den Informationsfluss ermöglicht.

ETRM stellt einen idealen Anwendungsfall für Blockchain dar

ETRM unterstützt den Energiehandel auf einer Vielzahl von Rohstoffmärkten, darunter Rohöl, raffinierte Produkte, Erdgas und Strom. Innerhalb jedes Segments handelt eine Vielzahl von Teilnehmern – einschließlich Unternehmen, die produzieren, veredeln, vertreiben und verkaufen – mit Informationen in Bezug auf Preisgestaltung, Positionsmanagement, Logistik und Risikoberichterstattung.

Während der globale Markt für ETRM-Software einen relativ bescheidenen Jahresumsatz von 1 Milliarde US-Dollar generiert, ist sein Einfluss übergroß und beeinflusst jährlich Billionen von US-Dollar an Energieressourcen. Allein mit den weltweiten Öl- und Erdgasexporten – eine konservative Schätzung des gesamten Nominalwerts, der davon betroffen war – steuerte ETRM im Jahr 2016 einen Warenfluss von 855 Milliarden US-Dollar.

Aktuelle ETRMs sind isoliert und ineffizient

Um die Landschaft zu veranschaulichen, in der ETRM funktioniert, seine derzeitigen Einschränkungen und die Möglichkeiten für Blockchain, ist ein kurzer Spaziergang durch einen typischen Rohstoffhandel hilfreich. Auf hoher Ebene kulminiert der Handel in drei Formen der Abrechnung zwischen zwei Parteien:

1. Digital - IT-Systeme für beide Parteien gleichen Handelsinformationen ab
2. Physisch – Der Verkäufer liefert die Ware an den Käufer
3. Finanziell – Der Käufer liefert die Zahlung an den Verkäufer

Bei einem vereinfachten Energiehandel, wie in einem kürzlich erschienenen Artikel der Cleantech Group hervorgehoben, leiten Käufer und Verkäufer die Transaktion ein. Beide Parteien bestätigen den Rohstoffpreis durch Rücksprache mit der entsprechenden Preisbörse, beispielsweise der CME für West Texas Intermediate Rohöl.

Dann leitet der Käufer den Kauf über eine Online-Börse oder einen Makler ein. Nach Abwicklung des Handels geben sowohl Käufer als auch Verkäufer Transaktionsdetails in ihre ETRM-Systeme ein, senden dann identische Informationen an ihren Broker und einander, bestätigen den Handel und stellen sicher, dass die Informationen übereinstimmen. Der Schritt des Datenabgleichs basiert häufig auf per E-Mail versendeten Tabellenkalkulationen oder einer anderen manuellen Gegenprüfung, was die Transaktionszeit und die Anfälligkeit für menschliche Fehler erhöht.

Blockchain hilft Öl- und Gasunternehmen, ETRM zu verbessern

Vor diesem Hintergrund haben Branchenteilnehmer begonnen, sich der Blockchain zuzuwenden, um die ETRM-Systeme zur Orchestrierung der Handelsaktivitäten zu verbessern und effizienter zu gestalten. Dementsprechend sind mehrere vielversprechende Pilotprojekte im Gange, um zu untersuchen, wie Blockchain-Anwendungen diese Systeme überholen können.

In einem führenden Beispiel hat die Blockchain Technology Group (BTL) ein bekanntes Muster der Transaktionsineffizienz erkannt, das im Bankwesen beobachtet wird. Infolgedessen passten sie die Technologie an, die ursprünglich 2016 mit Visa und mehreren europäischen Banken pilotiert wurde. In diesem Pilotprojekt half das Interbit-Blockchain-System von BTL den Banken, Geld effizienter über internationale Grenzen zu transferieren, und bot eine potenzielle Alternative zu etablierten Systemen wie Swift. Aufbauend auf dem Erfolg des Finanzpiloten positionierte BTL Interbit, um zwei Bedürfnisse zu erfüllen, die nur Öl- und Gaskunden haben: Datenschutz und Geschwindigkeit.

Um diese Anforderungen zu optimieren, hat BTL eine proprietäre Blockchain entwickelt. Obwohl Interbit in seiner Struktur populären Versionen wie Bitcoin und Ethereum ähnelt, ist es ein einzigartiges, zugelassenes Hauptbuch. Im Vergleich dazu würde eine Blockchain wie Ethereum alle Kundendaten an einem Ort speichern, während Interbit eine einzigartige Blockchain für jede bilaterale Kundenbeziehung erstellt. Jede dieser Blockchains ist wiederum mit einer Master-Blockchain verbunden. Infolgedessen schafft die Interbit-Struktur ein flexibleres Genehmigungssystem, in dem BTL den Informationszugriff ausschließlich an Transaktionsgegenparteien gewährt.

BTL optimierte Interbit auch für Geschwindigkeit und erkannte die einzigartigen Skalierbarkeitsanforderungen seiner Kunden. Im Gegensatz zu Bitcoin oder Ethereum, die nur 7 bzw. 15 Transaktionen verarbeiten können, kann Interbit über 100.000 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten.

BTL zielte zunächst auf den Gashandel ab, wo herkömmliche Prozesse auf umständlichem Dokumentenhandel beruhten. Üblicherweise erstellen Käufer eine Nominierung – eine Anfrage für eine physische Menge zu einem bestimmten Preis, die an einen bestimmten Ort geliefert wird – an den vorgelagerten Verkäufer. Die Nominierung wird häufig als angehängtes PDF per E-Mail an alle an der Transaktion beteiligten Betreiber gesendet. Sobald diese Parteien die Nominierung erhalten haben, geben sie die Daten in ihre ETRM-Software ein. Nominierungen werden jedoch häufig aktualisiert, sodass alle Teilnehmer anschließend das aktualisierte PDF durchsuchen müssen, um neue Informationen zu finden, und den manuellen Dateneingabeprozess wiederholen.

Obwohl der manuelle Abstimmungsprozess vermeintlich einfach ist, ist er in der Praxis komplex und kostspielig und dauert mehrere Tage oder Monate. Darüber hinaus erhöht sich die Transaktionszeit, wenn die Handelsparteien keine Tochterunternehmen innerhalb desselben Unternehmens sind. Lange Abwicklungszeiten führen zu höheren Kosten, da Gegenparteien Handelssicherheiten in Form von gebundenem Kapital bereitstellen müssen, das erst freigegeben wird, wenn der Handel abgewickelt ist.

Geben Sie Blockchain ein. Es verbessert nicht nur den Abstimmungsprozess, sondern eliminiert ihn vollständig. Laut BTL:

„Der Abgleich ist in den Prozess des Hinzufügens von Daten zur Kette eingebettet. Dateneingabefehler werden eliminiert, da Einträge, die mit Informationen der Gegenparteien nicht übereinstimmen, nicht validiert und dem Datensatz hinzugefügt werden. Ein transparentes und synchronisiertes verteiltes Hauptbuch bietet eine sofortige Abrechnung und eine verbindliche Aufzeichnung von Gasschätzungen, wann sie bereitgestellt wurden und wer unterzeichnet hat auf sie."

Interbit rationalisierte den ETRM-Prozess, indem es die Handelsabstimmung und -abwicklung vereinfachte und folglich die Energiehandelskosten in drei verschiedenen Kategorien reduzierte:

1. IT-Investitionen
2. Gebühren für Drittmakler
3. Anforderungen an Sicherheiten

Scott Bernstein, Experte für Toptal Finance, der als CFO für mehrere Öl- und Gasunternehmen tätig war, kommentierte die umfassenderen Auswirkungen der Blockchain-Technologie auf Energie wie folgt:

„Wenn Blockchain die umständlichen Arbeitsabläufe des Energiehandels beschleunigen kann, werden die Auswirkungen auf die Branche tiefgreifend sein. Darüber hinaus kann es das Risiko grenzüberschreitender Warentransaktionen erheblich verringern, indem es die Authentifizierung mit Kontrahenten in Schwellenländern potenziell standardisiert.“

Eine abgestufte Pilotstrategie baut Glaubwürdigkeit und Dynamik auf

Während Blockchain ein großes Potenzial zur Verbesserung von ETRM-Systemen birgt, ist der Übergang zu dieser neuen Technologie komplex und sollte sorgfältig durchgeführt werden. In Fortsetzung des BTL-Beispiels verfolgte das Unternehmen in den letzten zwei Jahren einen maßvollen Ansatz und startete eine Reihe von Pilotprogrammen mit verschiedenen globalen Energieunternehmen.

Mit jedem aufeinanderfolgenden Pilotprojekt baute BTL auf früheren Erfolgen auf und erweiterte den Umfang und die Anzahl der Innovationspartner. In einer Strategie, die an Blockchain-Konsortien erinnert, die in unserem ersten Artikel behandelt wurden, orchestrierten die Bemühungen von BTL strategische Ziele von mehreren Parteien mit einem gemeinsamen Interesse – in diesem Fall ein effizienterer Energiehandel.

Im Januar 2018 kündigte BTL sein erweitertes Unternehmensangebot namens OneOffice an, eine Lösung, die darauf ausgelegt ist, Einsparungen über den gesamten Handelslebenszyklus hinweg zu erzielen. Der Partner der Betaphase, Eni, würdigte die bisherige Erfolgsbilanz der Zusammenarbeit und bemerkte:

„Nach unserer Erfahrung während des europäischen Energiepilotprojekts freuen wir uns darauf, den Anwendungsbereich zu erweitern, um eine durchgehende Verarbeitung während des gesamten Abwicklungsprozesses zu ermöglichen und eine breitere Beteiligung der Branche zu erreichen.“

Das Thema, auf frühen Erfolgen aufzubauen, insbesondere durch Gewinnung weiterer Industriepartner, spiegelt den Verlauf der Blockchain-Entwicklungen in anderen Branchen wider, beispielsweise in der Lebensmittelversorgungskette. Da in jeder Branche zusätzliche Partner Ressourcen und Produktfeedback beisteuern, werden die in der Entwicklung befindlichen Lösungen zweifellos gestärkt.

Verteilte Energie und Peer-to-Peer-Stromverkauf

Neben Öl & Gas birgt der Strommarkt großes Potenzial für Blockchain-Anwendungen. Insbesondere erneuerbare Energien führen Marktdynamiken ein, die für das Distributed Ledger gut geeignet sind. Als wachsende Stromquelle sollten erneuerbare Energien Energieversorger und Kunden zunehmend dazu bewegen, Blockchain-basierte Lösungen einzuführen, die die Markteffizienz verbessern.

Obwohl erneuerbare Energien nur etwa 10 % der weltweit erzeugten Elektrizität ausmachen, verdrängen sie schnell die Erzeugung fossiler Brennstoffe. Im Jahr 2017 machten Neuinvestitionen in erneuerbare Energien mehr als 50 % der neu hinzugekommenen Erzeugungskapazität aus.

Mehrere Treiber drängen erneuerbare Energien in den Vordergrund. Laut der International Renewable Energy Agency sind die Installationskosten gesunken, wobei Windkraftanlagen seit 2009 um 30 % und Solarmodule um 80 % gesunken sind. Zunehmend niedrigere Installationskosten ermöglichen es Entwicklern erneuerbarer Energien, wettbewerbsfähig gegen die Erzeugung fossiler Brennstoffe zu bieten, oft ohne staatliche Subventionen.

Da der Stromerzeugungsmix zunehmend verteilt wird, insbesondere in Form von privaten und kleinen gewerblichen Solaranlagen, ergeben sich neue Möglichkeiten für die Deckung von Stromangebot und -nachfrage. Mit wachsenden Netzwerken verteilter Stromerzeugung und Net-Metering-Fähigkeiten haben Verbraucher jetzt die Möglichkeit, ihren Stromverbrauch und ihre Produktion direkter zu überwachen und zu steuern.

Wie bei Öl und Gas ist der Stromhandel ein überzeugender Anwendungsfall für Blockchain. In ähnlicher Weise findet der Stromhandel zwischen einer Vielzahl von Gegenparteien statt, die von einem gemeinsamen Hauptbuch der Handelsaktivitäten profitieren. Der aufkeimende Peer-to-Peer-Energiemarkt setzt bereits Blockchain ein, um die Transaktionsökonomie für Käufer und Verkäufer zu verbessern.

Blockchain-Anwendungen im australischen Strommarkt

Dezentrale erneuerbare Energien wie Solaranlagen auf dem Dach sind zunehmend kostengünstiger geworden, insbesondere in sonnenreichen Regionen wie Australien, wo die Energiekosten für den Einzelhandel weltweit am höchsten sind.

Auf dem australischen Strommarkt identifizierte ein Blockchain-Startup namens Power Ledger eine ungenutzte Gelegenheit am Schnittpunkt von hohen Strompreisen, zunehmender dezentraler Solarenergie und unattraktiven Optionen für Verbraucher, überschüssige Energie zu verkaufen. Um den ungedeckten Bedarf zu decken, entwickelten sie eine gleichnamige Technologie, eine Blockchain-basierte Peer-to-Peer-Energiehandelsplattform, die es Verbrauchern ermöglicht, überschüssige Solarenergie ohne Zwischenhändler an Nachbarn zu verkaufen.

Power Ledger ermöglicht eine effizientere gemeinsame Nutzung verteilter Energieressourcen – insbesondere von Solardächern auf dem Dach. Aufbauend auf ihrem proprietären EcoChain-Blockchain-System, das in ihrem Whitepaper beschrieben wird, ermöglicht die Plattform Energieproduzenten – die Power Ledger als „Prosumer“ bezeichnet –, Energie an nahe gelegene Verbraucher zu verkaufen, was sowohl Verkäufern als auch Käufern eine bessere Wirtschaftlichkeit bietet, indem sie den Zwischenhändler ausschaltet.

Die Verbraucheranreize zusammenfassend, die letztendlich die Power Ledger-These des Peer-to-Peer-Energiehandels vorantreiben, bemerkte Mitbegründerin Dr. Jemma Green:

„Die Verbraucher mögen es nicht, ihren Strom an den Einzelhändler zurückzuverkaufen und ihn zu einem höheren Preis zurückzukaufen. … Heutzutage verkaufen Sie überschüssigen Solarstrom zu einem niedrigen Einspeisetarif zurück und kaufen ihn (aus dem Netz) zu einem hohen Preis zurück.“

Zur Unterstützung des Power-Ledger-Ansatzes haben sich sowohl die australische Regierung als auch einer der größten australischen Energieversorger, Origin Energy, verpflichtet, mehrere Pilotprojekte zu sponsern. Ersterer gewährte Power Ledger einen Zuschuss von 8 Millionen US-Dollar für den Einsatz von Interbit zur Überwachung des Energie- und Wasserverbrauchs in der Stadt Fremantle, wodurch die „Transaktionsschicht“ für ein Konsortium aus akademischen, Infrastruktur- und Technologiepartnern bereitgestellt wurde. Im Origin Energy-Pilotprojekt verband Power Ledger Kunden, die überschüssigen Strom entweder verkaufen oder kaufen wollten.

In beiden Fällen digitalisierte die Power-Ledger-Blockchain Strom und ermöglichte es den Verbrauchern, ihn in Form von Token namens Sparkz zu handeln. Ein Sparkz stellt eine bestimmte Energiemenge dar, die 1:1 an die lokale Währung gekoppelt ist, und kann beim sponsernden Versorgungsunternehmen oder der zuständigen Behörde eingelöst werden.

Beispielsweise könnten Stromkunden eine Kilowattstunde Solarenergie gegen vielleicht 15 Sparkz eintauschen, die bei Origin für 0,15 australische Dollar eingelöst werden könnten. Ein Verkäufer, der Sparkz für Energie erhalten hat, die an seinen Nachbarn verkauft wurde, konnte Sparkz gegen Währung von Origin einlösen.

Zur Erläuterung der Sparkz-Transaktion bemerkte Green:

„Wenn jemand Strom kauft oder verbraucht, wird [der Handel] in der Blockchain aufgezeichnet und diese beiden Informationen bilden die Transaktion, für die Sparkz übertragen wird … Die eigentliche Aufzeichnung des Stroms ist die Bewegung von Sparkz aus der Brieftasche des Käufers in die des Verkäufers Brieftasche."

Obwohl die frühen Stadien für PowerLedger, die Stimmung der Partner und die Auswirkungen auf die Verbraucher ermutigend sind. In Anlehnung an die Neugier, die wahrscheinlich von Kollegen geteilt wird, bemerkte Origin-Manager Tony Lucas:

„Obwohl diese Technologie noch ziemlich am Anfang steht, sind wir sehr daran interessiert, die potenziellen Vorteile zu erkunden, die der Peer-to-Peer-Energiehandel unseren Kunden bieten könnte. Power Ledger ist eine von mehreren neuen Technologien, die wir derzeit erforschen und von denen wir glauben, dass sie uns helfen könnten, die sich ändernden Bedürfnisse unserer Kunden zu erfüllen.“

Basierend auf Einspardaten, die in frühen Pilotprojekten gesammelt wurden, wird Power Ledger die australischen Verbraucher massiv beeinflussen. Die Ergebnisse eines Pilotprojekts aus dem Jahr 2016 deuten darauf hin, dass Haushalte mit Power Ledger jährlich 600 AUD sparen könnten – fast 40 % der durchschnittlichen Rechnung von 2017.

Regulatorische Unterstützung ebenso wichtig wie erfolgreiche Piloten

Marco Dunand, Mitbegründer von Mercuria, einem führenden globalen Rohstoffhändler und BTL-Partner, erfasste sowohl die Chancen als auch die Herausforderungen, die mit der Blockchain-Einführung verbunden sind, und beschrieb die aktuellen Handelsprozesse – die Blockchain ersetzen wird – als „vorarchaisch“. Sicherlich sind Führungskräfte aus anderen transaktionsintensiven Branchen Zeuge ähnlich veralteter Prozesse.

Und während Blockchain den byzantinischen Dokumentenfluss entlasten sollte, erkannte Dunand eine weitere bevorstehende Herausforderung an: die rechtlichen Hindernisse, Regierungsbehörden dazu zu bringen, Blockchain anzuerkennen. Da immer mehr Branchenführer diesem Beispiel folgen und Ressourcen in Pilotprojekte investieren, sollten sie Investitionen in Forschung und Entwicklung mit vergleichbaren Anstrengungen zur Ausbildung von Aufsichtsbehörden in Einklang bringen, um ihnen zu helfen, die Entdeckungen ihrer Forschungsbemühungen zu verstehen – und letztendlich zu unterstützen.