Von der Idee zum Geschäftsmodell,
von der Technologie zur aktuellen
Anwendung
Eine
Marktübersicht
der Blockchain
in der Energie-
wirtschaft
Berlin, August 2020
Andreas Corusa
Johannes Predel
Nikolas Schöne
Technische Universität Berlin
Institut für Energietechnik,
Fachgebiet für Energiesysteme
Acknowledgement
Dieses Dokument beruht auf Arbeiten, die mit Unterstützung des Bundes-
ministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des SINTEG-
Programms „Schaufenster intelligente Energie - Digitale Agenda für die
Energiewende“ im Schaufenster WindNODE erstellt wurden. Es wurde
vor seiner Veröffentlichung den WindNODE-Partnern zur Durchsicht
und Kommentierung zur Verfügung gestellt. Die hier enthaltenen Ansich-
ten der Verfasser spiegeln nicht notwendigerweise die Ansichten des
BMWi oder der übrigen WindNODE-Partner wider.
In dieser Arbeit wird aus Gründen der besseren Lesbarkeit das generi-
sche Maskulinum verwendet. Weibliche und anderweitige Geschlech-
teridentitäten werden dabei ausdrücklich mitgemeint, soweit es für die
Aussage erforderlich ist.
Autoren
Technische Universität Berlin
Institut für Energietechnik, Fachgebiet Energiesysteme
Andreas Corusa (andreas.corusa@tu-berlin,de)
Johannes Predel ([email protected])
Nikolas Schöne ([email protected])
Design
Ellery Studio GbR., Berlin
Gaja Vičič, Konzept und Layout
David Ramirez, Infografik
DOI-Nummer
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-10542.2
Aktualisierte Version Dezember 2020
Förderkennziffer
03SIN537
Lizenz
"Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirt-
schaft" von WindNODE und Ellery Studio GbR. steht unter
der Creative Commons Lizenz Namensnennung 4.0 Inter-
national (CC-BY 4.0). Um eine Kopie der Lizenz zu sehen
besuchen Sie https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Gefördert durch:
aufgrund eines Beschlusses
des Deutschen Bundestages
Inhalt
Vorwort 1
Zusammenfassung 2
1. Die Rolle der Blockchain in der Energiewirtschaft 3
1.1 Motivation der Studie 6
1.2 Aufbau der Studie 7
2. Von der Technologie zum Geschäftsmodell 9
2.1 Die modulare Struktur der Blockchain-Technologie 10
2.2 Protokoll 13
2.3 Turing-completeness und Softwarearchitektur 15
2.4 Infrastruktur 17
2.5 Konsensmechanismus 19
2.5.1 Proof-of-Work (PoW) 19
2.5.2 Proof-of-Stake (PoS) 21
2.5.3 Proof-of-Authority (PoA) 22
2.5.4 Practical Byzantine Fault Tolerance 22
2.6 Der Weg zur Umsetzung 25
2.6.1 Ethereum (und Bitcoin) 30
2.6.2 Energy Web Chain 32
2.6.3 Hyperledger Fabric 33
2.6.4 Tendermint 34
3. Status Quo und Entwicklung der Blockchain in der
Energiewirtschaft 36
3.1 Methodik und Auswahlkriterien der Marktanalyse 37
3.2 Globale Übersicht über aktuelle Anwendungsfälle
der Blockchain in der Energiewirtschaft 41
3.2.1 Geographische Technologieverbreitung 42
3.2.2 Entwicklung im Anwendungsbereich 43
3.2.3 Entwicklung der Blockchain-Plattformen 44
3.2.4 Entwicklung in den Konsensmechanismen:
Die Notwendigkeit zur Anpassung 47
3.3 Erkenntnisse aus der Marktanalyse 52
4. Abschließendes Fazit und Diskussion 54
Glossar 56
Anhang 58
Literaturverzeichnis 61
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft1
Vorwort
Diese Studie wendet sich vor allem an interessierte Leser
mit energiewirtschaftlichem Hintergrund, Grundkennt-
nissen zum Thema Blockchain und Interesse an der
Konzeptionierung eines Blockchain-basierten Geschäfts-
modells. In erster Linie dient es als Anleitung zur Über-
prüfung von Geschäftsmodellen und deren Kompatibilität
mit einer entsprechenden Blockchain-Lösung. Durch den
– in Anlehnung an die technische Konstruktions weise von
Blockchains – modularen Aufbau der Studie ist es auch
für technisch weniger versierte Leser verständlich. Unse-
rer Meinung nach war es wichtig die Einstiegsbarriere der
Blockchain-Technologie zu senken und in einem Dokument
kondensiert auch für diejenigen verfügbar zu machen, die
vor der Informationsvielfalt und Komplexität der Techno-
logie zurückschrecken. Im zweiten Teil der Studie zeigen
wir die aktuellen Blockchain- Anwendungen in der Ener-
giewirtschaft. Dies kann Anwendern dazu dienen, nach
Prüfung des eigenen Geschäftsmodells den Markt nach
bereits vorhandenen Lösungen zu durchleuchten.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft2
Zusammenfassung
Eine Blockchain besteht aus ineinandergreifenden
Bausteinen. Wir definieren im ersten Teil die technischen
Module Protokoll & Code Lizenz, Turing-completeness
& Softwarearchitektur, Infrastruktur, sowie Konsens-
mechanismus. So wird deutlich, warum die Technologie
sehr viele Anwendungsmöglichkeiten (in der Energie-
wirtschaft) bietet. Wir etablieren einen Entscheidungs-
pfad zum schnellen Überprüfen, Einordnen und Vergleichen
einer Geschäftsidee bzw. eines Anwendungskonzepts.
Damit lässt sich beispielsweise unterscheiden, ob der
Zugang zur identifizierten Blockchain-Anwendungen
eigenständig oder mit Hilfe eines spezifischen Anbieters,
der die Blockchain-Lösung als Service anbietet, erfolgen
kann bzw. sollte. Für möglichst flexible Geschäftsmodelle
sind dabei insbesondere eine agile bzw. skalierbare Archi-
tektur und turing-completeness wichtig.
Der zweite Teil präsentiert eine Marktübersicht von
Blockchain-Anwendungen in der Energiewirtschaft. Zu den
Ergebnissen zählen: Die Ethereum-Blockchain dominiert,
wobei insgesamt die meisten Projekte als Peer-to-Peer
Lösungen umgesetzt werden. Aus energiewirtschaftlicher
Perspektive ist dabei besonders auffällig, dass heute
schon speziell für den Energiesektor zugeschnittene
Lösungen verfügbar sind. Allerdings herrscht noch immer
eine gewisse Intransparenz. So bieten viele der untersuch-
ten Projekte keine oder deutlich veraltete Information zur
eingesetzten Blockchain-Technologie. Dies macht ins-
besondere eine Abschätzung der Ressourcenintensität der
jeweiligen Lösungen schwierig, die jedoch vor allem bei
energieintensiven Konsensmechanismen sehr wichtig ist.
Die Rolle der
Blockchain in der
Energiewirtschaft
Auch im Kontext der Energiewirtschaft wird die
Blockchain-Technologie lebhaft diskutiert, die
ganz offensichtlich für viel mehr als bloß für
Kryptowährungen eingesetzt werden kann.
Schon heute dient die Blockchain als Grundstein
für ein breites Spektrum an technologischen
Möglichkeiten und den daraus resultierenden
Geschäftsmodellen. Die Energiewirtschaft bie-
tet entlang der gesamten Wertschöpfungskette
viele Applikationsmöglichkeiten für Blockchain-
Anwendungen. Dies erkennt auch die Bundes-
regierung und spricht in ihrem Strategiepapier
von einem „bedeutenden“ Potenzial der Block-
chain in der Energiewirtschaft (BMWi und BMF
2019). Damit schließt sie sich der Meinung etab-
lierter Institutionen der Energiewirtschaft an,
wie zum Beispiel der Deutsche Energie-Agentur
(dena), der Forschungsstelle für Energiewirtschaft
(FfE) oder auch dem Bundesverband der Energie-
und Wasserwirtschaft (BDEW) (Ffe 2018a; dena
2019, 2016; BDEW 2017). Alle diese Einrichtungen
schreiben der Blockchain in dem ohnehin viel
diskutierten Themenfeld der Digitalisierung das
Potenzial zu disruptiven Lösungen zu. Aktuelle
Herausforderungen der Energiewende über das
gesamte Spektrum der Wertschöpfungskette
könnten durch die Blockchain technisch effektiv
und anwendungsfreundlich gelöst werden.
Ein mögliches Anwendungsbeispiel ist Produkt-
tracking, beispielsweise im Bereich von
Grünstromzertifikaten. Blockchain-basierte
Herkunftsnachweise böten den Beteiligten der
Wertschöpfungskette die Möglichkeit, Netzent-
gelte und damit die real anfallenden Stromkosten
– nach Ansicht einiger Autoren – „fairer“ zu
gestalten (Zeiselmair et al. 2018). Wer Strom aus
der Region bezieht, könnte perspektivisch nied-
rigere Netzentgelte bezahlen, weil er nur lokale
Stromnetze nutzt und nationale Netze weniger
stark beansprucht. Solch eine „dynamische
Netzentgeltregelung“ würde zu de zentralen
– und somit zumeist regenerativen – Energie-
versorgungslösungen anregen. Der Anreiz zu
solch einer Reform wird stetig größer. So kom-
men Jahn et al. (2019) zu dem Schluss, dass die
Netzentgelte für Haushaltskunden seit 2016
konstant gestiegen sind. Durch entsprechende
Herkunftsnachweise könnte diesem Trend ent-
gegengewirkt werden.
Weiterhin werden Peer-to-Peer Lösungen als
ein großes Handlungsfeld für die Blockchain
gesehen, wie auch in dieser Studie belegt wird.
Bei solchen Peer-to-Peer Plattformen ist es es-
senziell eine neutrale Instanz für den einzelnen
Peer, also den Anwender (z. B. Verbraucher), zu
schaffen, die die Einstiegsbarriere durch tech-
nologische und operative Unterstützung ver-
ringert und überdies die Verantwortung für die
Versorgungssicherheit übernehmen kann. Diese
Instanz muss gewährleisten, dass während des
kleinteiligen Stromhandels der Strombedarf der
Kunden zu jeder Zeit gedeckt ist und den
Teilnehmern regulatorische Pflichten, wie bei-
spielsweise das Bilanzkreismanagement, abneh-
men. Solche Anwendungen können zukünftig in
Quartierslösungen erwartet werden, oder aber
auch von großflächig aktiven Energieversor-
gungsunternehmen adaptiert werden.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft6
1.1 Motivation der Studie
Die Energiewirtschaft steht noch ganz am
Anfang der Implementierung
Zwar ist der Blockchain in der Energiewirtschaft technisch ein enormes
Potenzial zuzutrauen – dies wird durch die rasante und stetige tech-
nologische Entwicklung bezeugt – jedoch bleiben die tatsächlichen
Anwendungen in der Energiewirtschaft bislang hinter den Erwartun-
gen zurück. Entsprechend wurde eine deutliche Diskrepanz zwischen
erwartetem und tatsächlich genutztem Potenzial der Blockchain be-
obachtet (BDEW 2017). Aus Sicht der Autoren dieser Studie ist dies
nicht ausschließlich auf unreife regulatorischen Rahmenbedingungen
zurückzuführen, sondern auch darauf, dass potenzielle Akteure vor der
Umsetzung zurückschrecken. Die Anwendung von Kenntnissen hin zu
einem marktfähigen Geschäftsmodell auf Blockchain-Basis gelingt bis-
lang oft nicht. Ursächlich dafür sehen die Autoren den zugleich größten
Vorteil der Blockchain-Technologie: Ihr modularer Aufbau. Die Techno-
logie besteht aus modularen Bausteinen, deren Zusammenhang nicht
trivial zu verstehen ist und in der Literatur auch nur selten konsistent
und vollständig erläutert wird. Entsprechend sind potenzielle Marktak-
teure verunsichert, ob sie die Technologie ihrerseits tatsächlich voll-
ständig durchdrungen haben und Konsequenzen aller Änderungen vor-
ab erkannt wurden. Erschwerend kommt hinzu, dass die Erläuterungen
der derzeitigen Blockchain-Plattformanbieter zwecks Übersichtlichkeit
nur selten bis in die technischen Einzelheiten ihres Produkts reichen.
Dabei ist das Begreifen dieses Konstrukts gerade essenziell, um die ge-
eignete Lösung und den geeigneten Blockchain-Anbieter für das eigene
Geschäftsmodell zu finden. Nur dann kann ein Einsatz gelingen.
Ziel der vorliegenden Studie ist es, potenziellen Marktakteuren die
Umsetzung ihrer Idee in das reale Blockchain-basierte Marktumfeld zu
erleichtern. Dazu wird dem Leser das notwendige technische Verständ-
nis an die Hand gegeben. Die entscheidenden Unterschiede derzeitiger
Plattformanbieter, wie beispielsweise Tendermint oder Energy Web
Foundation, werden erläutert und visualisiert.
Als Ausgangspunkt dienen dieser Studie bestehende Marktanalysen,
die sich mit der Dynamik des Marktes im Hinblick auf den Einsatz der
Blockchain beschäftigen. Hierzu hat der BDEW in Zusammenarbeit
mit (PWC) im Jahr 2017 erstmalig das „Blockchain-Radar“ für die
Branchen Energie und Mobilität, veröffentlicht, in der Absicht, aktuel-
le Akteure der Energiewirtschaft darzustellen. Dabei ist der Fokus der
Studie eine Übersicht der aktiven Akteure geografisch differenziert
nach Europa, Amerika sowie dem Rest der Welt. Innerhalb dieser geo-
grafischen Cluster werden die jeweilig mittels Blockchain-Technologie
gelösten Anwendungen der Akteure skizziert. Dabei wird deutlich, dass
die Blockchain-Technologie in der Energiewirtschaft insbesondere für
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft7
Peer-to-Peer (P2P) Plattformen eingesetzt wird. Im gesamten Bereich
„Mobilität“ (Stand 2017) wurden nur wenige aktive Projekte identi-
fiziert. Einige Monate später veröffentlichten die Autoren eine aktuali-
sierte Version des „Blockchain-Radar“ für das Folgejahr 2018. In der
überarbeiteten Version fällt insbesondere bei Betrachtung der Anwen-
dungsfelder die Unterschied zur Vorstudie auf, dass kein Akteur mehr in
der Rubrik „Anlagenmanagement“ vertreten ist. Das jüngst veröffent-
lichte „Blockchain-Radar“ aus dem Jahr 2020 führt im Vergleich zu
seinen Vorgängern viele neue Unternehmen und Projekte auf, die sich
mit der Blockchain beschäftigen. Der geografische Fokus beschränkt
sich in der aktuellen Version des „Blockchain-Radar“ auf Europa, ins-
besondere auf Deutschland. Um potenziellen Akteuren einen Überblick
über bereits existierende Geschäftsmodelle zu ermöglichen, wird auch
in dieser Studie eine aktuelle Übersicht der Anwendungen der Block-
chain im Kontext der Energiewirtschaft gegeben. Dabei nutzen wir als
Ausgangspunkt die bisherigen „Blockchain-Radars“ und ergänzen diese
mit einer eigenen Literaturrecherche. Dieser Ansatz ermöglicht es, den
dynamischen Charakter des Marktumfelds aufzuzeigen. Ergänzend
zum „Blockchain-Radar“ beschreibt die vorliegende Studie sowohl die
Veränderungen innerhalb der Anwendungsfelder als auch den Wan-
del und Weiterentwicklungen der zugrundeliegenden technologischen
Besonderheiten der Blockchain. Dies soll es dem Leser ermöglichen,
die Konsequenzen technologischer Weiterentwicklungen in der Anwen-
dung zu begreifen und potenzielle zukünftige Trends des Markts und
der Anwendungsmöglichkeiten abzuschätzen.
1.2 Aufbau der Studie
Ein zweistufiger Ansatz hilft, Entscheidungen
für marktkonforme Lösungen zu finden
Die Studie besteht aus zwei Teilen. In einem ersten Teil wird die grund-
legende Struktur der Blockchain-Technologie erläutert. Dabei wird
innerhalb der Kapitel 2.1 bis 2.5 scharf zwischen einzelnen Abschnitten
der Technologie differenziert, und zwar der Protokoll & Code Lizenz,
Turing-completeness & Softwarearchitektur, Infrastruktur sowie Kon-
sensmechanismus1.
Vor der Umsetzung einer Idee in ein Geschäftsmodell müssen jedoch
zusätzliche Fragen gestellt werden, beispielsweise ob eine eigene
kryptographische Währung (Coin) benötigt wird, auf eine herkömm-
liche Währung zugegriffen werden soll oder gar kein Vergütungs system
etabliert werden muss. Um auch solche Fragestellungen einzube-
ziehen, wird in Kapitel 2.6 ein Entscheidungspfad skizziert, welcher
potenziellen Marktakteuren die notwendige Kombination der techno-
logischen Module für das eigene Geschäftsmodell aufzeigen soll. In
1 Da aktuelle Literatur im Bereich
der Blockchain-Technologie vor
allem auf englischer Sprache
verfügbar ist, bedienen sich
auch wir vereinzelnd gängiger
englischer Fachbegriffe, um
Missverständnisse zu ver-
meiden. Solche Fachbegriffe,
englisch wie deutsch, werden
aus Übersichtsgründen durch
kursive Schrift gekennzeichnet.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft8
dem Entscheidungspfad werden die momentanen Strukturen aktueller
Blockchain-Plattformanbieter, wie z. B. Ethereum und der Energy Web
Foundation (EWF) hinterlegt.
Im zweiten Teil der Studie, wird in Anlehnung an das „Blockchain-Ra-
dar“ eine Übersicht über die Akteure im Bereich der Blockchain in der
Energiewirtschaft vorgestellt, differenziert nach Plattformanbieter,
geografischer Verortung und Schwerpunkt. Aus einem quantitativen
Vergleich zur Vorläuferstudie werden Trends und Entwicklungen ab-
geleitet und das dynamische Marktumfeld beschrieben. Die Studie
umfasst dabei den globalen Kontext und bezieht sich in ihrem Aufbau
vornehmlich auf die Ausgabe des „Blockchain-Radar“ aus dem Jahr
2017. Die neuen Erkenntnisse aus dem „Blockchain-Radar“ 2018
sowie 2020 wurden ergänzend berücksichtigt.
Vertiefend werden erkennbare Entwicklungen innerhalb der gewählten
Blockchain-Plattform dargelegt und erörtert. Gleiches geschieht für
die derzeit vorherrschenden Konsensmechanismen. Letzterer Teil wird
dabei durch eine Diskussion um die Ressourcenintensität der jeweiligen
Konsensmechanismen ergänzt.
Die Entwicklungen der Blockchain-Plattformen sowie Konsensmecha-
nismen helfen, in Kapitel 4 einen Ausblick in technologische Weiterent-
wicklungen und daraus resultierenden Trends im Blockchain-basierten
Markt zu geben.
Von der Tech-
nologie zum
Geschäftsmodell
Das nachstehende Kapitel erfüllt den Zweck, die
Blockchain als Technologie und das Umfeld des
potenziellen Marktes der Blockchain in der
Energiewirtschaft einzuführen, um einen Transfer
von technologischem Verständnis in ein Ge-
schäftsmodell zu ermöglichen. Dazu müssen
zunächst grundlegende technologische Aspekte
unter Berücksichtigung ihrer Vor- und Nach-
teile in ihrer Funktion erläutert werden. Alsdann
werden Fragen formuliert, mit denen ein poten-
zieller Marktakteur bei der Entwicklung eines
Blockchain-basierten Geschäftsmodells kon-
frontiert wird. Diese Fragen orientieren sich an
den vorab beschriebenen technologischen Er-
läuterungen. Die Beantwortung dieser Fragen
stellt einen Zusammenhang zwischen Techno-
logie und Geschäftsmodell her.
2
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft10
2.1 Die modulare Struktur der
Blockchain-Technologie
Erleichtertes Verständnis durch
Modularität
Die Blockchain ist eine spezielle Form unter den vielen Ausprägungen
der Distributed-Ledger-Technologien. Distributed-Ledger-Technologien
zeichnen sich im Besonderen dadurch aus, dass Daten oder Informatio-
nen über Transaktionen innerhalb von Netzwerken bei einer Vielzahl der
teilnehmenden Netzwerkakteure dezentral verteilt gespeichert werden.
Damit unterscheidet sich die Distributed-Ledger-Technologie wesentlich
von konventionellen Centralized-Ledger-Technologien. Bei diesen dient
ein Knoten des Netzwerks als zentrale Einheit, welche alle weiteren
teilnehmenden Knoten (node) separat koordiniert und verfügbare Daten
zentral speichert. Diese diktatorische Struktur, welche mit der zentralen
Speicherung und Koordination durch einen Knoten einhergeht, ist bei
Distributed-Ledger-Technologien nun nicht mehr vorgegeben. Die Block-
chain-Technologie bildet somit einen Spezialfall innerhalb der Distribu-
ted-Ledger-Technologien. Auch sie basiert auf dem Konzept einer dezen-
tralen Speicherung von Daten bei allen teilnehmenden Akteuren eines
Netzwerks. Jedoch beinhaltet die Blockchain-Technologie noch weitere
essenzielle charakteristische Bestandteile, so skizziert in Abbildung 1.
Abbildung 1: Gegenüberstellung der Centralized-Ledger-Technologie zur Distributed-Ledger-Technologie und Spezialform der
Blockchain. In Anlehnung an (Ffe 2018b)
Fundamentale Eigenschaft der Blockchain ist, dass keine Daten, die im
gemeinsamen Ledger aufgezeichnet wurden, hinterher geändert wer-
den können (immutability). Dies heißt, dass kein Teilnehmer eine Trans-
aktion rückwirkend ändern oder manipulieren kann. Transaktionen
können also nur korrigiert werden, indem neue, ausgleichende Trans-
aktionen getätigt werden (Gupta 2018). Die Daten oder Transaktionen
Distributed
Ledger Technologie Kryptographie/
Hashing
Konsens-
mechanismus
Native
Währung
Blockchain
Protokoll/
Regelwerk
Centralized
Ledger Technologie
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft11
sind dabei von allen Teilnehmern des Netzwerks einsehbar. Somit ist
garantiert, dass alle Knoten im Netzwerk dieselben Informationen be-
sitzen und sich darauf verlassen können, dass jegliche Informationen,
die in einem Ledger erscheinen, mit den Informationen aller anderen
übereinstimmen. Das Vertrauen in das System wird somit nicht dadurch
gegeben, dass einer zentralen Instanz vertraut wird, sondern durch
die Überprüfbarkeit und öffentliche Einsehbarkeit der Informationen
für alle Beteiligten (trustlessness) (Werbach 2019). Zusätzlich liegt der
Blockchain ein kryptographisches Prinzip zu Grunde. Inhalte der kom-
munizierten Elemente in einem Dokument werden durch einen soge-
nannten hashing-Mechanismus kryptographisch verschlüsselt.
Exkurs: hashing-Algorithmus
Kryptographische hashing-Algorithmen sind Funktionen, die eine
Zusammenfassung (engl. digest) eines Dokuments erstellen. Der
Digest ist in der Regel eine kurze Zeichenkette, deren Inhalt abhän-
gig von dem verwendeten hashing-Algorithmus ist. Ein populäres
Beispiel ist der hashing-Algorithmus namens SHA256, der bei dem
Blockchain-Netzwerk Bitcoin eingesetzt wird. Dieser erzeugt, gemäß
einer definierten mathematischen Beziehung, aus einem Dokument
beliebiger Größe einen individuellen Digest von 64 Zeichen Länge.
Die kleinste Änderung am Dokument führt zu einem grundlegend
anderen Digest. Entsprechend bildet ein Digest unverkennbar ein be-
stimmtes Dokument ab. Im Umkehrschluss ist es aber unmöglich,
ein Dokument aus seinem Digest zu rekonstruieren. Die Digests ent-
halten dazu schlichtweg zu wenige Informationen, um alle individu-
ellen Inhalte des Originaldokuments abbilden zu können. Der Digest
erlaubt also durch den Vergleich des hashes einer Kopie des Doku-
ments mit dem hash des Originaldokuments zu erkennen, ob der
Inhalt des verschlüsselten Dokuments geändert wurde. Auf diese
Weise werden kryptographische hashes verwendet, um eine gültige
Kopie zu verifizieren. (Caetano 2015)
Transaktionsinformationen, welche verschlüsselt in einem Blockchain-
Netzwerk ausgetauscht werden, werden regelmäßig in neu generier-
ten Blöcken zusammengefasst und gespeichert. Nachdem ein Block2
erstellt wurde, stellt sich für Teilnehmer des Netzwerks stets die Frage
nach der Korrektheit des Blockinhalts, und ob dieser Block für das
Netzwerk „gültig“ ist. Diese Gültigkeit eines Blocks wird geprüft, um
Manipulationen oder fehlerhafte Einträge zu verhindern. Die Art und
Weise, wie die Gültigkeit der Blöcke verifiziert wird, wird durch den
Konsensmechanismus festgelegt.
Oftmals ist es Teil der Blockchain-Anwendung, dass zwischen Teil-
nehmern des Netzwerks Vergütungen fließen. Es ist nicht zwingend
2 Jeder gelöste hash repräsentiert
einen Block, eine Reihe von ver-
arbeiteten Transaktionen, die
von allen gültigen Knoten belegt
wurden. Die kryptographischen
Informationen zu jedem Daten-
satzblock basieren auf den
Informationen, die dem letzten
Block zugeordnet sind und einen
eindeutigen Zeitstempel ent-
halten. Die Visualisierungen der
Blöcke sehen wie Glieder in ei-
ner Kette aus. Daher rührt auch
der Begriff “Blockchain”, der auf
der Idee einer kryptographisch
gesicherten Aufzeichnungskette
von Blöcken basiert.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft12
Abbildung 2: Module der Blockchain-Technologie
Turing-completeness &
Softwarearchitektur
Welche Anforderungen stelle ich an
meine Applikationen?
Infrastruktur
Wer soll Zugriff auf das Netzwerk
haben? Wer verfügt über welche
Rechte im Netzwerk?
Konsensmechanismus
Auf welche Weise werden die
Daten validiert?
Protokoll & Lizenz
Welche Spielregeln gelten
im Netzwerk?
der Fall, jedoch eine revolutionäre Entwicklung und charakteristische
Abgrenzung zu allgemeinen Distributed-Ledger-Netzwerken, dass die
Netzwerke sich dazu nicht über eine Schnittstelle an herkömmlich ge-
handelten Fiat Währungen bedienen, sondern eigene native Währungen
etablieren. Derartige Coins erregten in der Vergangenheit medial große
Aufmerksamkeit, da sie in einer Art börslichen Struktur gehandelt werden.
Diese soeben beschriebenen neuartigen technologischen Konstrukte
bedürfen einer geregelten Koordinierung, um zusammenhängend
verwendet werden zu können. Im Unterschied zu Centralized Ledger
Technologien geschieht diese Koordinierung jedoch nicht durch eine
zentrale Instanz, sondern durch ein vorab definiertes Regelwerk, in
welchem die Abläufe innerhalb des Netzwerks, so z. B.. auch der zu
wählende Konsensmechanismus, festgelegt werden. Dieses Regelwerk
ist gemeinhin als Protokoll bekannt.
Die eben beschriebenen Bestandteile der Blockchain verdeutlichen
bereits den modularen Charakter dieser Technologie. Während die
Verschlüsselung (speziell: Kryptographische hashfunktion) unbedingter
Bestandteil eines jeden Blockchain-Netzwerks ist, sind andere Module
optionale Bestandteile.
Zusätzlich zu diesen Blockchain-spezifischen Modulen existieren noch
weitere übergeordnete Teile der Netzwerkstruktur, so zum Beispiel die
Zugänglichkeit zu dem Netzwerk. Um einen differenzierten Blick auf die
Vor- und Nachteile einzelner Ausprägungen technologischer Module und
eine bessere, auf den Anwendungsfall bezogene, Analyse zu ermöglichen,
werden im Folgenden die einzelnen Module, auf welche entscheidender
Einfluss genommen werden kann, näher beleuchtet. Entsprechend der
notwendigen Granularität dieser Studie definieren wir die Module Protokoll &
Code Lizenz, Turing-completeness & Softwarearchitektur, Infrastruktur sowie
Konsensmechanismus (vgl. Abbildung 2). Weitere Untersuchungen der
Blockchain als Software und entsprechende Klassifizierung der Blockchain
wird von Labazova et al. (2018) vorgenommen. Weitere Ansätze für eine
mögliche Taxonomie finden sich in Wang et al. (2019) sowie Xu et al. (2017).
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft13
2.2 Protokoll & Code Lizenz
Das grundlegende Regelwerk der
Blockchain
In einem Blockchain-Netzwerk gilt ein übergeordnetes Regelwerk,
in welchem Arbeitsabläufe und deren Reihenfolge bestimmt werden.
Dieses Regelwerk wird als Protokoll bezeichnet. Zu den wesentlichen
Operationen, die sich somit je nach Protokoll zwischen den verschiedenen
Blockchain-Netzwerken unterscheiden können, gehören unter anderem
der anzuwendende hashing-Mechanismus und der Schwierigkeitsgrad
des Validierungsprozesses d.h. die Schwierigkeit des zu lösenden kryp-
tographischen Rätsels im Falle eines Proof-of-Work Konsensmechanis-
mus sowie in welcher Weise die Teilnahme an der Validierung vergütet
wird (rewarding). Entsprechend ist im Protokoll auch die Art und Weise,
nachdem die Validität eines Blocks durch das Netzwerk (Konsens-
mechanismus) bestätigt wird, festgehalten.
Beispielhaft für ein Protokoll sei hierbei auf das von der Firma Tender-
mint entwickelte Tendermint Core verwiesen (siehe Kapitel 2.6.4
Tendermint). In Tendermint Core ist verankert, welcher Konsensme-
chanismus benutzt wird und auf welche Weise die Kommunikation
im Netzwerk geregelt ist. Im Falle von Tendermint Core basiert der
Konsensmechanismus auf der Lösung eines aus der Literatur bekannten
Problems, dem sogenannten Byzantine Fault Tolerance (BFT) Problem
(Buchman 2016). Ziel dieser Lösung ist es, dass sich ein dezentrales
Netzwerk über die Korrektheit einer Anfrage einig wird, unter der Ver-
mutung, dass einige Teilnehmer des Netzwerks schadhafte Absichten
verfolgen bzw. nicht in einem vorgegebenen Zeitintervall auf die An-
frage reagieren. Tendermint Core legt dazu „Spielregeln“ fest, wie sich
das Distributed-Ledger-Netzwerk zu verhalten hat, um einen Konsens
zu finden. Dabei wird insbesondere der zeitliche Ablauf der Aktionen
festgehalten, welcher in Folge einer bestimmten Aufgabe im Netzwerk
zu tätigen ist, die jeweilige Rolle der einzelnen Teilnehmer bei diesen
Aktionen, Strafen bei Nichtbeachtung des Protokolls oder Abwesenheit
während eines bestimmten Zeitintervalls, sowie die Datenstruktur der
einzelnen Blöcke. Tendermint bezeichnet dieses Regelwerk selbst als
„Peer-to-Peer Netzwerk Protokoll“ (Cosmos 2018).
Um nachträgliche Änderungen am Protokoll zu ermöglichen, muss eine
existierende Blockchain geteilt werden. Ein neuer, parallel zur initialen
Kette existierender Pfad wird geschaffen. Der Prozess dazu wird
als fork bezeichnet, die koexistierende Blockchain als side fork. Man
unterscheidet grundsätzlich in zwei Arten von forks: den internen soft
forks sowie den hard forks. Bei einem soft fork bestehen die validierten
Blöcke einer Blockchain nur temporär in einer side fork. Nach einer
bestimmten Zeit3 werden diese Abzweigungen wieder konsolidiert,
sodass langfristig nur eine gültige Kette besteht (Frankenwald 2019).
3 Die Zeit hängt maß geblich
von den nodes im Netzwerk
ab und wie lange diese
benötigen, um auf die
neuen Regeln zu aktuali-
sieren. Erst wenn 51% der
Teilnehmer das geänderte
Protokoll verstehen und
akzeptieren wird die soft
fork aufgelöst. Solange es
jedoch keine Mehrheit gibt,
läuft eine soft fork-Block-
chain parallel zur alten.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft14
Solche soft forks werden regelmäßig in dem Netzwerk von Bitcoin be-
obachtet. Hard forks dagegen haben Verzweigungen zur Folge, welche
nicht einfach konsolidiert werden können. Diese entstehen, wenn es im
Zuge der Anpassung der Blockchain zu Änderungen des Protokolls oder
des Konsensmechanismus kommt. Dies führt zur permanenten Separa-
tion zwischen den Knoten, welche das ursprüngliche Konzept verfolgen
und denen, welche bereits das aktualisierte Konzept adaptiert haben.
Entsprechend der nun koexistierenden Protokolle erstellen die jeweili-
gen Knoten auch unterschiedliche Blöcke, die miteinander nicht kom-
patibel sind. Folglich bilden sich zwei parallel existierende Blockchains,
welche nicht zusammengeführt werden können, bis alle Knoten nach
einem einheitlichen Konzept arbeiten. Derartige hard forks sind die Ba-
sis für die Weiterentwicklung von Ethereum. Ein hard fork kann durch-
aus ein Problem für die Teilnehmer darstellen, die Zahlungsterminals
und -schnittstellen erstellt haben, welche nun auf den alten Regeln für
Transaktionen basieren. Sie müssen ihre Backend-Software4 aufrüsten,
um kompatibel zur neuen Entwicklung zu bleiben und um mit den neu-
en Regeln für einen reibungslosen Übergang der eingehenden Abrech-
nungseinheit (z. B. Bitcoin) sicherzustellen (Dhillon et al. 2017).
Zur Erprobung von Änderungen am Protokoll ohne Durchführung eines
hard forks kann auch auf sogenannte Sidechains zurückgegriffen wer-
den. Sidechains bestehen neben der originalen Blockchain, welche
in diesem Zusammenhang als Mainchain bezeichnet wird. Bei der
Gründung einer Sidechain trennt sich ihr Verlauf von der Mainchain.
Im Gegensatz zum fork, kann sie jedoch zu einem späteren Zeitpunkt
wieder mit der Mainchain verknüpft werden. Solange sie getrennt sind,
haben beide keinen Einfluss aufeinander, sodass Änderungen an der
Sidechain vorgenommen werden können, ohne die Funktionstüchtig-
keit der Mainchain zu gefährden (Back et al. 2014). Die Verknüpfung
erfolgt durch einen Transfer von Coins auf die Sidechain (Singh et al.
2020). Bei der Zusammenführung zu einem späteren Zeitpunkt, also
die Verknüpfung an einen zukünftigen Block der Mainchain, können
die Coins wieder zurückgetauscht werden. Die Kosten zur Erprobung
neuer Eigenschaften werden durch diese Herangehensweise reduziert
(Johnson et al. 2019).
Die Blockchain wird vor allem als Open-Source entwickelt, sodass der
Quellcode frei zugänglich ist. Dies verringert den Ressourceneinsatz
für die Entwicklung, reduziert jedoch auch die Selbstbestimmung und
Individualität im Hinblick auf das Protokoll. Die Code Lizenz spiegelt
daher auch die Anforderungen an eigene Anpassungen wider. Somit
sind Protokoll und Quellcode miteinander verbunden und nur schwer
voneinander trennbar.
4 Die Backend-Software ist die
Software, welche näher am
System ist und sich um die Ver-
arbeitung der Daten kümmert.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft15
2.3 Turing-completeness und
Softwarearchitektur
Gestaltungsmöglichkeiten der Applikatio-
nen werden zugänglicher und flexibler
Die beiden wohl bekanntesten Blockchain-Netzwerke sind das Bitcoin-
und das Ethereum-Netzwerk. Wie in nachstehendem Kapitel 2.6
verdeutlicht wird, ist der Aufbau der beiden Netzwerke beinah gleich.
Jedoch unterscheiden sie sich in einem wesentlichen Punkt, mit der
Folge, dass Ethereum in der Energiewirtschaft genutzt wird, um Geschäfts-
modelle zu entwickeln, Bitcoin jedoch keinerlei Anwendung findet.
Im Unterschied zu Bitcoin ist es bei Ethereum möglich, Programme
auszuführen. Ermöglicht wird dies durch die sogenannte „Ethereum
Virtual Machine“ (EVM), eine Art virtuellem Computer. Die EVM ist auf
jedem Knoten vorhanden, der am Validierungsmechanismus teilnimmt.
Die EVM ist, wie ein Computer auch, in der Lage, Programmcodes aus-
zuführen (Buterin 2013). Computer und Programmiersprachen, die
in der Lage sind, jegliche Berechnungen durchzuführen, die auch von
einer Turing Machine durchgeführt werden können, werden als turing-
complete bezeichnet. Dieser Begriff ist abgeleitet aus den Arbeiten von
Alan Turing aus dem Jahr 1936, welcher in seiner Arbeit eine Maschine
(genannt Turing Machine) vorstellt. Die Turing Machine ermöglicht es,
jedes Problem zu lösen, welches sich durch berechenbare Zahlen dar-
stellen lässt (Singh 2019). Als berechenbare Zahlen (computable num-
bers) bezeichnet Turing hierbei „alle reellen Zahlen, deren Ausdrücke
als Dezimalzahl mit endlichen Mitteln berechenbar sind“ (Turing 1937).
Vereinfacht ausgedrückt kann turing-completeness also als eine Art
„Zertifikat“ gesehen werden, mit dem bestätigt wird, dass Berechnun-
gen durchgeführt und somit Programme ausgeführt werden können.
Bei einer Turing Machine geschieht dies unter der Annahme, dass
genügend Zeit und Rechenkapazität zur Verfügung steht. Durch die
Eigenschaft der turing-completeness ist es also möglich, auf der Ether-
eum-Blockchain Programmcode auszuführen. Im Falle von Ethereum
kommen die Programmiersprachen Solidity und Serpent zum Einsatz.
Beide sind turing-complete und vergleichbar mit JavaScript bzw. Python
(Wang 2017). Die Arbeit von Entwicklern wird dadurch erheblich ver-
einfacht und die Programmierung von Blockchain basierten Lösungen
anwendungsfreundlicher. Im Vordergrund der Entwicklungen stehen
Applikationen, also Programme, die für den Endnutzer gedacht sind.
Im Falle von Blockchain spricht man von decentralized Applications
(dApps) (Chen 2018). Alle Blockchain Plattformen, welche dApps
anbieten, sind also turing-complete. Dies gilt beispielsweise auch
für Energy Web Chain, Hyperledger Fabric und Tendermint.
Im Gegensatz zu den genannten Blockchain-Plattformen basiert
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft16
Bitcoin auf Bitcoin Script. Im Vergleich zu Solidity und Serpent ist
diese Program miersprache nicht turing-complete, sodass auch keine
Berechnungen durchgeführt werden können, die nicht schon zvorher
in der Programmiersprache verankert sind. Bitcoin ist daher nicht
turing-complete (Singh 2019; Allen 2017).
Sind die grundsätzlichen Voraussetzungen für das Ausführen von
Programmen und Applikationen auf der Blockchain durch die turing-
completeness gegeben, gilt es noch zu verstehen, ob sich diese auf der
bestehenden Blockchain ausführen lassen oder ob dazu Modifikationen
an der Infrastruktur oder dem Konsensmechanismus nötig sind. Dies
wird durch die Softwarearchitektur beschrieben.
Durch die Softwarearchitektur wird entschieden, ob zukünftig weite-
re Applikationen auf der Blockchain ausgeführt werden können, ohne
hierbei die Infrastruktur oder den Konsensmechanismus ändern zu
müssen. Anbieter von Blockchain-Plattformen bieten den Nutzern die
Möglichkeit, Applikationen mittels sogenannter Software Development
Kits (SDKs) auf ihrer Blockchain zu schreiben. Die SDKs stellen sicher,
dass die Applikationen mit der zugrunde liegenden Blockchain kom-
patibel sind und den Anforderungen des Protokolls genügen. Ebenso
gilt, dass spätere Änderungen in der Infrastruktur oder im Konsensme-
chanismus keinen negativen Einfluss auf die Funktionstüchtigkeit der
Applikation haben. In einem solchen Fall, in dem die Applikationsebene
vom Konsensmechanismus und der Infrastruktur getrennt ist, spricht
man von einer polylithischen (polylithic) Architektur (Tasca und Tes-
sone 2017). Eine polylithische Architektur ermöglicht es, dass spätere
Anpassungen an der Infrastruktur oder dem Konsensmechanismus
keinen Einfluss auf die Lauffähigkeit der Applikation haben.
Der gegenteilige Fall, wird als monolithisch (monolithic) bezeichnet
(Tasca und Tessone 2017). Eine monolithische Architektur bietet sich
also für einen potenziellen Nutzer dann an, wenn er seine Applikation
auf einer bestehenden Blockchain ausführen möchte. Er geht hierbei
jedoch das Risiko ein, dass bei Änderungen der Blockchain seine Ap-
plikation möglicherweise nicht mehr funktioniert. Eine polylithische
Architektur dagegen ist vorteilhaft, wenn neue Applikationen kreiert
werden sollen, ohne dabei jedoch vollständig in die Blockchain eingrei-
fen zu müssen. Die Blockchain-Plattform selbst kann somit als eine Art
Service für den jeweiligen Anwender gesehen werden und kann sich
vollständig auf die Entwicklung der gewünschten Applikation konzen-
trieren. Somit müssen keine Ressourcen aufgewendet werden, um die
gesamte Blockchain zu modifizieren.
Weitere Trennungen sind möglich. Hyperledger Fabric bietet nicht nur
die Möglichkeit, die Applikationsebene von der Infrastruktur zu trennen,
sondern baut sogar den Konsensmechanismus modular auf. Je nach
Anwendungsfall kann also der Konsensmechanismus angepasst werden.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft17
2.4 Infrastruktur
Die Infrastruktur definiert den Zugang
und die Rechte der Teilnehmer im
Netzwerk
Die Zugriffsrechte auf Netzwerkdaten sowie die Rechte für andere
Aktivitäten der Teilnehmer eines verteilten Netzwerks, wie ein Block-
chain-Netzwerk, können bei dessen Gründung definiert werden und
so die Infrastruktur des Netzwerks grundlegend festgelegt werden.
Abbildung 3 fasst die unterschiedlichen Ausgestaltungen zusammen.
So kann schon die bloße Teilnahme am Netzwerk für äußere Akteure
bereits beschränkt sein; man spricht in diesem Fall von einem privaten
(private) Netzwerk. Dies bedeutet eine Einschränkung im Grundprinzips
einer Distributed-Ledger-Technologie, da der Ledger nun nicht mehr
öffentlich, sondern nur einer oder mehreren zentralen Instanzen
zugänglich ist (Ffe 2018b). Private Blockchain-Netzwerke eignen sich
somit zum Beispiel für unternehmensinterne Anwendungen, in denen
nur eine auserwählte Gruppe Zugang zu bestimmten Daten erhalten
soll. Eine mögliche Anwendung ist, dass unternehmensintern eine
private Gruppe von Teilnehmern gemeinsame Buchhaltung führen soll.
Eine Sonderform der privaten Blockchain bildet die consortium-Block-
chain, die konsortial (consortial) aufgebaut ist. Die Aufgabe der zentra-
len Instanz zur Haltung des Ledgers und Validierung ist hier nicht auf
eine juristische Person beschränkt, sondern auf ein Konsortium inner-
halb des Netzwerks aufgeteilt.
Der gegenteilige Fall zu einem privaten Netzwerk, also ein Netzwerk, in
dem keinerlei Restriktionen hinsichtlich der Teilnahme herrschen, wird
als öffentliche (public) Infrastruktur bezeichnet. Die uneingeschränkte
Expansion derartiger Netzwerke ist Fluch und Segen zugleich.
Abbildung 3: Mögliche Konstellationen der Blockchain-Netzwerk Infrastruktur. Nach (Ffe 2018b)
Public und permissionless
Jeder erhält Zugang zu dem Netz-
werk mit uneingeschränkten Rechten
Private und permissionless
Zugang zu dem Netzwerk unter
bestimmten Bedingungen mit un-
eingeschränkten Rechten
Public und permissioned
Jeder erhält Zugang zu dem Netz-
werk mit eingeschränkten Rechten
Private und permissioned
Zugang zu dem Netzwerk unter
bestimmten Bedingungen und mit
eingeschränkten Rechten
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft18
Aufgrund der hohen Redundanz von Knoten und Validatoren5 erhöhen
sich Sicherheit und Verfügbarkeit des Netzwerks. Jedoch erschwert
dies Änderungen an der Blockchain. Zum Beispiel zwecks Verbesserun-
gen, aber auch um einen potenziellen Missbrauch zu verhindern, ist
eine Umsetzung der Veränderungen, verglichen zu kleineren privaten
Netzwerken, aufgrund des gültigen Mehrheitsprinzips oft erschwert
(Ffe 2018b; M. Blederbeck 2016).
Neben dem allgemeinen Zugang zum Netzwerk bestimmt die Infra-
struktur die Rechteverteilung innerhalb des Netzwerks. Sie bestimmt
explizit, ob es allen Akteuren erlaubt ist am zentralen Validierungsme-
chanismus von Blöcken bzw. Daten teilzunehmen (permissionless) oder
ob nur bestimmte Akteure dazu befähigt sind (permissioned).
Erfolgt ein Austausch der Daten neben den Mitgliedern auch mit an-
deren Blockchains spricht man von Intraoperabilität (Intraoperability)
(Tasca und Tessone 2017). Das von Tendermint entwickelte Cosmos
bietet beispielsweise die Möglichkeit solcher Kommunikation zwischen
zwei Blockchains, ohne dass hierfür die Blockchains zusammengelegt
werden müssen. Teilnehmende Blockchains werden dazu über soge-
nannte Hubs an Cosmos angeheftet. Die Blockchains können dadurch
zwar untereinander kommunizieren, sind jedoch individuell entspre-
chend ihrer gewünschten Problemlösung einsetzbar.
Eine weitere Schnittstelle stellt die Interoperabilität (Interoperability)
dar. Interoperabilität bezeichnet die Fähigkeit einer Blockchain, mit
Systemen außerhalb von Blockchain-Netzwerken zu kommunizieren
(Tasca und Tessone 2017). Beispielsweise können Windkraft- oder
Photovoltaikanlagen an die Blockchain angeschlossen sein, die ihre
Daten übermitteln. Für eben solche Kommunikationszwecke hat die
EWF die Energy Web Link entwickelt. Energieerzeugungsanlagen wer-
den dabei Teil des Netzwerks, indem sie eine eigene digitale Identität
bekommen und befähigt werden mit der Blockchain zu kommunizieren.
5 Validatoren dienen zur Über-
prüfung der Transaktionen
gemäß des jeweils gewählten
Konsensmechanismus (siehe
nächstes Kapitel)
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft19
2.5 Konsensmechanismus
Es gibt viele Möglichkeiten eine Einigung
im Netzwerk zu erreichen
Der Konsensmechanismus ist die zentrale und kritische Funktion der
Blockchain. Zur Einordnung: Die medial präsente Diskussion um den
Stromverbrauch von Blockchain-Netzwerken bezieht sich ausschließ-
lich auf den Konsensmechanismus des Netzwerks, nicht auf andere
Bereiche der Blockchain (vgl. Kapitel 3.2.4 Entwicklung in den Konsens-
mechanismen: Die Notwendigkeit zur Anpassung). Er bestimmt, wie
sich die Akteure eines Netzwerks auf die Gültigkeit eines Blocks einigen
und somit eine allgemein gültige Version der Blockchain für das gesamte
Blockchain-Netzwerk schaffen. Ausgehend vom zuerst eingeführten
Proof-of-Work (PoW) haben sich in den vergangenen Jahren verschie-
denste alternative Konsensmechanismen etabliert. Die populärsten
unter diesen sind der Proof- of-Stake (PoS) und der Proof-of-Authority
(PoA) Konsensmechanismus. In der jüngeren Historie werden allerdings
auch weitere Alternativen, vor allem der Practical Byzantine Fault
Tolerance (PBFT), Delegated Proof-of-Stake (DPoS), Proof-of-Elapsed-
Time (PoET) sowie der Ripple-Mechanismus als erfolgversprechend
beschrieben. Diese Studie beschränkt sich auf die erst genannten
vier Konsensmechanismen, da diese in der Literatur und in der Praxis
besonders viel verwendet und beschrieben werden.
2.5.1 Proof-of-Work (PoW)
Grundidee des PoW ist es, dass ein Teilnehmer eines Netzwerks einen
physischen Aufwand betreiben und nachweisen muss, um am Validie-
rungsprozess teilnehmen zu können. Der Aufwand des jeweiligen Teil-
nehmers (hier: miner6) ist dabei Rechenleistung, die dazu genutzt wird,
ein kryptographisches Rätsel zu lösen. Dessen gültige Lösung wird
dazu benötigt, Informationen aus anstehenden Transaktionen und dem
vorgehenden Block in einem neuen Block zu schreiben und diesen mit
den vorherigen Blöcken zu verknüpfen. Der Prozess des Lösens, ein-
schließlich des Validierens des kryptographischen Rätsels, wird auch
als mining bezeichnet (Ffe 2018b).
Als Kompensation für die erbrachte Rechenleistung („hashing-power“),
welche zur Ausführung der Rechenoperationen der Rätsellösung notwen-
dig ist, erhält derjenige Knoten, welcher als erstes die valide Lösung des
Rätsels errechnet, eine fest definierte (monetäre) Gegenleistung sowie
die Transaktionsgebühr jeder in diesem Block validierten Transaktion.
6 Während alle Knoten helfen, das
Bitcoin-Netzwerk aufzubauen,
können einige Knoten sich dafür
entscheiden, nach neuen Bitcoins
zu „suchen“. Diese Knoten
werden dann miner genannt.
Dabei wird verschiedene
Hardware eingesetzt, die von
CPU und GPU-Lösungen bis hin
zu speziell für Kryptowährungen
eigens entwickelter Hardware
(z. B.. Antminer) reicht
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft20
Für den Fall, dass mehrere Akteure gleichzeitig die gültige Lösung des
Rätsels finden und in der Folge mehrere parallele Ketten entstehen, gilt
der Grundsatz, dass immer die längste Blockkette als gültige Version
vom Netzwerk akzeptiert wird. Die Kette, für die als nächstes eine Block-
lösung gefunden wird, wird sich in der Folge also behaupten (Ffe 2018b).
Abbildung 4 stellt dar, dass die miner während der Berechnung im
gegenseitigen Wettbewerb stehen. Durch diese grundlegende Struktur,
in der private Aufwendungen als Glaubwürdigkeitsnachweis ausreichen
und von einer weiteren Authentifizierung abgesehen werden kann,
eignet sich der PoW-Konsensmechanismus vor allem für öffentliche
(public) Infrastrukturen, in denen eine große Anzahl unabhängiger
Akteure teilnimmt und keine Vertrauensbasis zwischen den Knoten
besteht (trustless). Wie im Kapitel 3 aufgezeigt wird, sind derartige öf-
fentliche Infrastrukturen im Energiesektor jedoch nur bedingt attraktiv.
Die Sicherheit eines PoW-basierten Netzwerks korreliert positiv mit der
Größe des Netzwerks. Um die Validierung oder Blöcke eines Netzwerks
manipulieren zu können, bedarf es mindestens 51% der gesamten
Rechenleistung, sogenannte miningpower, des Netzwerks. Je größer
ein Netzwerk wird, desto höhere Ausgaben in physische Assets müssen
getätigt werden, um 51% der miningpower zu besitzen und schadhaft in
das Netzwerk eingreifen zu können (Ffe 2018b). Entsprechend eignet
sich der PoW-Konsensmechanismus vor allem für Netzwerke mit einer
hohen Teilnehmeranzahl. Die Kosten für eine solche „51% Attacke“
können für populäre Blockchain-Netzwerke u.a. auf der Website „Cryp-
to51“ eingesehen werden. Für das Bitcoin Netzwerk belaufen sich die
Kosten für einen Angriff pro Stunde, Stand Februar 2020, zum Beispiel
auf etwa $800.000 (Crypto51 2020).
Ein weiterer Kritikpunkt ist die Ressourcenintensität des PoW-Konsens-
mechanismus (A. de Vries 2018; Reetz 2019). Da alle miner in einem
Wettbewerb zum Lösen des kryptographischen Rätsels, der soge-
nannten hash calculation, stehen, führt dies zu einem erheblichen Ein-
satz von Rechenleistung. Diese Rechenleistung geht mit entsprechend
hohem Stromverbrauch einher (vgl. Kapitel 3.2.4 Entwicklung in den
Konsensmechanismen: Die Notwendigkeit zur Anpassung).
AF
BE
CD
AF
BE
CD
Indikator für Teil-
nahme im Konsens-
mechanismus:
Hashing Power
Miner berechnen
unabhängig von-
einenander krypt.
Rätsel.
Schnellster Miner
schlägt neuen Block
vor
Netzwerk stimmt
dem neuen Block zu
Neuer Block
für die Block-
chain
AF
BE
CD A B C D EF
Abbildung 4: Funktionsschema des Proof-of-Work Konsensmechanismus
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft21
2.5.2 Proof-of-Stake
Um die Strom- und Ressourcenintensität des Validierungsprozesses zu
verringern, wurde der PoS-Konsensmechanismus entwickelt. Anstelle
eines Rechenwettbewerbs wird per gewichtetem Zufall abwechselnd
ein Akteur des Netzwerks gewählt, welcher die fällige Transaktion
bearbeitet und einen neuen Block erstellt.
Vertrauen in die Glaubwürdigkeit des jeweiligen Akteurs wird dadurch
geschaffen, dass dieser zwar nicht in Hardware und Strombezugskos-
ten investieren muss, jedoch durch Hinterlegung eines Pfands (Stake)
auf einem Konto (Wallet)7 ein monetäres Risiko eingehen muss, um am
Validierungsprozess teilnehmen zu dürfen. Wie Abbildung 5 skizziert,
steigt die Wahrscheinlichkeit für die Auswahl eines Knotens zur Durch-
führung der Validierung, je höher sein Stake ist. Falls ein Akteur Miss-
brauch betreibt, wird dessen hinterlegter Stake gelöscht (Ffe 2018b). Dieser
Konsens erlaubt, dass deutlich weniger Berechnungen für Transaktionen
benötigt werden und der notwendige Stromeinsatz zur Validierung des
Blocks deutlich verringert werden kann. So geht Vitalik Buterin, Grün-
der des Ethereum Netzwerks, davon aus, dass der Energie verbrauch
des Netzwerks nach dem Umstieg von PoW auf PoS innerhalb der Casper
Implementierung um 99 % fallen wird (P. Fairley 2019). Bei einer PoS
basierten Blockchain ist ebenfalls vorteilhaft, dass die Gefahr von
51% Attacken sinkt, da ein manipulierender Akteur eine Marktmacht
von 51% nur durch das Erwerben von 51% aller vorhandenen Coins
erreichen könnte, welches im Allgemeinen von steigenden Preisen
begleitet werden würde (V. Vavilov et al. 2015) und ihn in der Folge
ein Angriff, durch den Verlust seines Pfandes (Stakes) selbst massiv
schädigen würde (Buterin 2016).
Ein verwandter Mechanismus, der Delegated Proof-of-Stake erlaubt die
demokratische Abstimmung all jener Teilnehmer, die Tokens8 an der
Blockchain halten. Die Anzahl der Tokens entspricht der Menge ihrer
Stimmrechte. Diese können im Netzwerk dazu genutzt werden, für
einen bestimmten Validator zu wählen, welcher für die Erstellung und
Validierung des neuen Blocks zuständig ist.
AF
BE
CD
AF
BE
CD
Neuer Block
für die Block-
chain
Indikator für Teil-
nahme im Konsens-
mechanismus:
Stake
Auswahl eines Vali-
dators, Wahrscheinlich-
keit richtet sich nach
der Höhe des Stakes
Validator schlägt
neuen Block vor
Netzwerk stimmt
dem Block zu
AF
B
E
CD
A
B
C
D
E
F
Abbildung 5: Funktionsschema des Proof-of-Stake Konsensmechanismus
7 Eine Wallet ist ein Konto für das
Verwahren von Kryptowährun-
gen. Statt eines Bankkontos
besteht die Adresse des Wallets
aus einer Kette aus Zahlen und
Buchstaben.
8 Ein Token ist eine Art digitales
Asset, das auf einer vorhan-
denen Blockchain aufgebaut ist.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft22
2.5.3 Proof-of-Authority
Im Rahmen der konsortialen (consortial) Infrastrukturen, welche ohne-
hin nur einer auserwählten Menge an Akteuren zugänglich ist, wurde
der PoA-Konsensmechanismus entwickelt. Leitgedanke ist, dass nur
eine bestimmte Anzahl von Akteuren, sogenannte „authorities“, das
Recht zur Validierung von Blöcken erhalten und die Blockchain somit
fortführen können. Die Teilnahme am Netzwerk mit dieser Aufgabe ist
also permissoned, während die Nutzung der Blockchain immer noch
frei zugänglich gestaltet werden kann. Die Identität dieser authorities
ist dem Netzwerk bekannt, sodass das Vertrauen des Netzwerkes
auf der Reputation der authority beruht. Ein schadhaftes Verhalten
gegenüber dem Netzwerk würde entsprechend den Ruf der authority
schädigen (POA Network 2017). Jeder der berechtigten Akteure ist ab-
wechselnd an der Reihe einen Block vorzuschlagen, dessen Korrektheit
von einer Mehrheit der übrigen authorities bestätigt werden muss.
Auch dieser Mechanismus dürfte, den Energieverbrauch erheblich zu
reduzieren. So gibt die EWF beispielsweise einen um den Faktor 2 bis 3
geringeren Energieverbrauch bei gleichzeitiger Steigerung der Perfor-
mance an im Vergleich zur PoW-Anwendung des Ethereum-Netzwerks
(energy web foundation 2019).
Abbildung 6: Funktionsschema des Proof-of-Authority Konsensmechanismus
2.5.4 Practical Byzantine Fault Tolerance
Bei der Verwendung des Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT)
Konsensmechanismus werden die Akteure des Netzwerks sukzessive
dazu aufgefordert, eine anstehende Transaktion durchzuführen und
einen Block zu erstellen. In mehrrundigen Abfragen werden einige
validierungsberechtigte Akteure befragt, welchen Block sie präferieren,
wie in nachstehender Übersicht erläutert und in Abbildung 7 visualisiert
(basierend auf Khullar 2019).
AF
BE
CD
AF
BE
CD
Neuer Block
für die Block-
chain
Indikator für Teil-
nahme im Konsens-
mechanismus:
Reputation
Auswahl eines Vali-
dators, Gleichbe-
rechtigung bei der
Auswahl
Validator schlägt
neuen Block vor
Netzwerk stimmt
dem Block zu
AF
BE
CD
B
C
D
E
F
A
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft23
1. Die Knoten führen untereinander Transaktionen aus. Jeder Knoten
erstellt daraus einen Pool an Transaktionen.
2. Nach einer bestimmten Zeitspanne einigt sich das Netzwerk auf
einen sogenannten Proposer. Der Proposer bündelt Transaktionen
in dem Netzwerkpool in einem Block und sendet diesen mit einer
„Pre-prepare Message“ an andere Knoten. Diese Knoten wiederum
schicken ihrerseits eine Message an andere Knoten. Sobald ein
Knoten eine bestimmte Anzahl an Pre-prepare Messages erhalten
hat, wechselt sein Status zu Pre-prepared.
3. Die Pre-prepared Knoten überprüfen den Block, welcher vom
Proposer erstellt und an das Netzwerk geschickt wurde. Sofern sie
dem Block zustimmen, senden sie eine Prepare Message an weitere
Knoten des Netzwerks. Eine Zustimmung erfolgt nach Abgleich der
vorgeschlagen Transaktionen mit dem eigenen Pool an Transak-
tionen. Auch hier ändern sie ihren Status nach einer bestimmten
Anzahl von Nachrichten zu Prepared.
4. Die Prepared Knoten senden im Anschluss eine Commit Message,
mit welcher sie dem Netzwerk mitteilen, dass sie bereit sind, den
Block an die vorhandene Blockkette anzuhängen. Wenn genügend
Commit Messages bei einem Knoten angekommen sind, fügt er den
Block der Kette hinzu und ändert seinen Status zu Final Committed.
5. Ein Final Committed Knoten ist dann verfügbar für eine neue Runde
nach gleichem Schema.
Abbildung 7: Funktionsschema des Practical Byzantine Fault Tolerance Konsensmechanismus
Durch die rundenbasierte Konsensfindung können fehlerhafte oder
manipulierte Blöcke keinen Zuspruch erhalten, sofern nicht eine
bestimmte Anzahl an Teilnehmern im Netzwerk dem Block zustimmt.
Der PBFT setzt voraus, dass alle Akteure des Netzwerks miteinander
in Verbindung stehen, bzw. ihre Informationen untereinander austau-
schen können. Der PBFT-Konsensmechanismus wird unter anderem
unter dem Namen (Hyperledger) Sawtooth PBFT in einem Projekt von
Hyperledger weiter entwickelt (Seeley 2019).
Eine Variation des PBFT ist der Delegated Byzantine Fault Tolerance
(DBFT), in der unter den Akteuren eine Hierarchie besteht. Nach
einem Abstimmungsverfahren ernennt die Allgemeinheit, sogenannte
ordinary nodes, die professional nodes, welche gesondertes Recht auf
Validierung von Blöcken erhalten (Buntinx 2017).
Transaktionen Pre-prepare
Status-
Proposer
Status:
Pre-prepare
Status:
Prepare
Status:
Commited
Status:
Final Commited
Prepare Commit Chaining
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft24
Tendermint verfolgt eine Mischform aus dem PBFT und dem ursprüng-
lichen PoS. Mit dem Ziel weiterhin einen Anreiz für das Erstellen von
fehlerfreien Blöcken zu behalten, müssen Netzwerkknoten einen Stake
hinterlegen, welche bei unehrlichem Verhalten belangt werden. Die
Höhe des hinterlegten Stake wird daher als Auswahlkriterium des Pro-
posers herangezogen.
Auf Grundlage der eingeführten technischen Module steht im nächs-
ten Kapitel die Umsetzung im Vordergrund und welche Fragen bei den
Überlegungen hin zur Implementierung einer Blockchain-Lösung für
das eigene Geschäftsmodell angestellt werden sollten.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft25
2.6 Der Weg zur Umsetzung
Entscheidungsfragen für das
Geschäftsmodell
Auf dem Weg zur Umsetzung eines Geschäftsmodells lassen sich die
beschriebenen technologischen Module in Fragestellungen übersetzen,
die sich jeder potenzielle Marktteilnehmer stellen muss. Die folgende
Tabelle zeigt die zu Grunde liegende technologische Fragestellung (Pri-
märfrage) entlang der in den vorherigen Kapiteln beschriebenen Module
auf. Darüber hinaus müssen weitere anwendungsbezogene Fragen
(Sekundär fragen) beantwortet werden.
Primärfrage
Technologische Frage
Wie hoch ist der Grad der
Individualität?
Welche Anforderungen stelle
ich an meine Applikationen?
Wer erhält Zugriff auf das
Netzwerk und mit welchen
Rechten?
Welche Schnittstellen
benötigt mein
Geschäftsmodell?
Benötigt mein Geschäfts-
modell eine native Währung?
Soll die Entwicklung des Geschäftsmodells in
Kooperation mit einem Plattformanbieter erfolgen?
Besitzt mein Unternehmen die Kompetenzen
und Kapazitäten eigenständig programmierte
Blockchain-Lösungen zu entwickeln?
Inwiefern muss das Regelwerk auf meine
Bedürfnisse zugeschnitten werden?
Sieht es mein Geschäftsmodell vor, vielschichtige
Applikationen zu etablieren?
Möchte ich etablierte Programmiersprachen zur
Erstellung meiner Applikationen nutzen?
Soll meine Applikation flexibel auf Anpassungen der
zugrundeliegenden Blockchain-Plattform reagieren?
Soll mein Geschäftsmodell sich an eine bestimmte
Anzahl an Teilnehmern richten oder soll diese Anzahl
beliebig variabel sein?
Wie groß und wie heterogen ist meine Zielgruppe?
Brauche ich übergeordnete Kontrolle gegenüber
anderen Netzwerkteilnehmern?
Darf jeder Teilnehmer Daten validieren?
Wie stelle ich Vertrauen zu den Netzwerkteilnehmern her?
Existiert eine Vertrauensbasis zwischen den
Netzwerkteilnehmern?
Wie schnell muss Konsens zu Modifikationen und
Handlungen gefunden werden?
Benötigt das Geschäftsmodell ein Vergütungssystem?
Soll die Vergütung in Fiatgeld stattfinden?
Soll eine native Währung in börslichem Handel
etabliert werden?
Sekundärfrage
Anwendungsbezogene Frage
Tabelle 1: Technologische und anwendungsbezogene Fragestellung zur Überprüfung eines Geschäftsmodells
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft26
Ergänzend zur Tabelle 1 visualisiert Abbildung 8 die verschiedenen
technologischen Blöcke, entlang derer die Fragen formuliert wurden.
Entsprechend kann der Leser durch Beantwortung der Fragestellungen
gemäß Tabelle 1 einen Pfad entlang der Module finden und so die ge-
eignete technologische Konstruktion für sein Geschäftsmodell finden.
Wie hoch ist der Grad der Individualität?
Beginnend auf der linken Seite des Entscheidungspfads auf dem Weg
der Technologiefindung muss sich ein potenzieller Marktteilnehmer die
Frage stellen, ob die Applikation mit eigenem Personal verwirklicht,
oder aber ein Anbieter konsultiert werden soll, der das Geschäftsmo-
dell zumindest in den Anfängen begleitet und dabei den Quellcode zur
Verfügung stellt. Intern wird diese übergeordnete Fragestellung ins-
besondere Fragen der eigenen Fähigkeiten und Kapazitäten aufwerfen.
Ein externer Anbieter kann so zum Beispiel durch fachliches Personal
beim Transfer der Ideen in Programmcode oder sogar beim laufenden
Betrieb der finalen Anwendung unterstützen.
Darüber hinaus werden durch einen Open-Source Ansatz viele Aspekte
des Protokolls bereits vorgegeben. Mit einem höheren benötigten Grad
an Individualität kann es daher ratsam sein, einen eigenen Ansatz
anstelle eines Open-Source Ansatzes zu wählen.
Welche Anforderungen stelle ich an meine Applikation?
Im zweiten Abschnitt stehen Fragen bezüglich der gewünschten Appli-
kationen und damit dem Schwerpunkt von Geschäftsmodellen an. Ein
besonderes Augenmerk ist dabei auf eine turing-complete Blockchain-
Plattform zu richten, da diese Eigenschaft vielschichtigen Applikationen
Code Lizenz
Wie hoch ist
der Grad der
Individualität?
Welche Anforderungen stelle
ich an meine Applikation?
Wer bekommt Zugriff auf
das Netzwerk und mit welchen
Rechten?
Welche
Schnittstellen
benötige ich?
Wie werden
die Daten
validiert?
Bedarf es
einer nativen
Währung?
Protokoll
Closed
Source Complete
Monolythic
Polylithic
Open
Source Incomplete
Private/
Consortial
Public
Permissioned
Permissionless Ja
Nein
Changeable
PoW
PoS
PoA
PBFT
Intra-
operability
Inter-
operability
Closed
Applikationsebene
Turing-completeness und
Softwarearchitektur
Zugang und Kontrolle
Infrastruktur Konsens-
mechanismus
KonsensErweiterung Kryptowährung
(Coins/Tokens)
Abbildung 8: Übersicht der technischen Blockchain-Module bei der Überprüfung eines Geschäftsmodells
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft27
erst ermöglicht und den Entwicklern mehr Freiheiten bezüglich der
gewählten Programmiersprache bietet.
Des Weiteren muss in diesem Abschnitt des Entscheidungspfad eine
Entscheidung zur Modifizierbarkeit der Softwarearchitektur getroffen
werden. Hier gilt es zu beantworten, ob es größere Anpassungen im
späteren Verlauf bedarf und inwiefern diese Anpassungen mit der
gewählten Blockchain-Plattform vereinbar sind. Dabei kann es vor-
teilhaft sein, das Geschäftsmodell in einem Testnetzwerk oder auch
einer Sidechain zu etablieren, um Anpassungsbedarfe auszumachen
und dabei ökonomische Risiken zu minimieren.
Wer bekommt Zugriff und Kontrolle auf das Netzwerk und
mit welchen Rechten?
Beschäftigt man sich bei den ersten beiden Primärfragen noch mit Soft-
ware-bezogenen Fragen und dem grundsätzlichen Regelwerk, stehen
ab der Infrastruktur externe, Anwendungsfall-bezogenen Inhalte und
der finale Zweck der Blockchain-Anwendung im Vordergrund. So muss
geklärt werden, wer zu einem späteren Zeitpunkt Zugriff auf das Netz-
werk der entwickelten Applikation haben darf.
Die Extremfälle sind dabei eine unternehmensinterne Anwendung,
zwecks interner Buchhaltung, oder aber eine öffentliche Dienstleis-
tung, wie zum Beispiel ein standardisiertes Abrechnungsverfahren zum
Laden von Elektroautos an öffentlichen Ladesäulen. Entsprechend
der Größe und Heterogenität der Zielgruppe bieten sich für die bei-
den Extremfälle eine private Infrastruktur oder eben eine öffentliche
Infrastruktur an.
Ebenso muss festgestellt werden, ob das Geschäftsmodell hierarchi-
sche Strukturen benötigt und ob einer oder mehrere Netzwerkakteure
anderen gegenüber bevorzugte Rechte genießt bzw. genießen. Am
Beispiel der unternehmensinternen Abrechnung sieht man, dass nur
bestimmte Abteilungen oder Mitarbeiter Rechnungen erstellen oder
validieren dürfen und die breite Masse der Angestellten nur Einsicht
in die vorhandenen Dokumente erhalten. Solche hierarchischen Struk-
turen können zwecks Kontrolle des Netzwerks durch die Wahl eines
adäquaten Konsensmechanismus weiter ausgebaut werden.
Welche Schnittstellen benötige ich?
Je nach Anwendungsfall der Blockchain muss diese über Schnittstellen
verfügen, welche einen Datenaustausch zwischen der Blockchain und
der Außenwelt ermöglichen.
Nicht immer ist es vorteilhaft, wenn die genutzte Blockchain über die
maximal möglichen Kommunikationsschnittstellen verfügt. Mit den
Schnittstellen erhöht sich auch die Angreifbarkeit des Systems von
außen. Wird in der Blockchain mit äußerst sensible Daten hantiert, wie
beispielsweise bei der unternehmensinternen Buchhaltung, gilt es
abzuwägen, ob sich das mit den Schnittstellen verbundene Risiko
tat sächlich lohnt.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft28
Wie werden die Daten validiert?
Entsprechend ist die Wahl des Konsensmechanismus für Sicherheits-
anforderungen des Netzwerks entscheidend. In kleinen Netzwerken
könnte ein PoW-Konsensmechanismus zum Beispiel missbraucht
werden, in dem ein Akteur mindestens als 51% der Rechenleistung
stellt. Dann könnte dieser Akteur manipulativ in die Erstellung von
Blöcken eingreifen (vgl. Kapitel 2.5 Konsensmechanismus). Bei der
Frage nach dem anzuwendenden Konsensmechanismus muss auch die
Zeit berücksichtigt werden, welche verstreichen darf, bis ein Konsens
gefunden werden muss. Der PoW-Konsensmechanismus ermöglicht
durch den Wettbewerb zur Lösung des kryptographischen Rätsels
einen zeitlich definierten Konsens. Mechanismen, welche zunächst
einer Mehrheitsentscheidung benötigen, wie zum Beispiel der PoA-
Konsensmechanismus brauchen dazu in Abhängigkeit der Teilnehmer-
anzahl längerer Zeitspannen.
Benötige ich eine native Währung?
Sofern der Anwendungsfall über unternehmensinterne Anwendungen
hinausgeht, braucht es in der Regel eines Vergütungssystems innerhalb
des Netzwerks, um finanziellen Ausgleich zwischen den Teilnehmern
zu ermöglichen. Diese Vergütung kann in digitaler Währung erfolgen,
die durch Smart Contracts9 in die Anwendung eingebunden sind. Dabei
muss zwischen Coins und Tokens differenziert werden.
Exkurs: Coin und Token
Coins sind die native Währung einer eigenen, für sich stehenden
Blockchain-Plattform (Dinu 2018). Populäre Beispiele für Coins sind
Bitcoin, Litecoin, Ether (Ethereum) oder aber auch ATOM, welche auf
der Blockchain von Tendermint genutzt wird. Sie stellen somit eigen-
ständige Kryptowährungen dar, die zum Handel vorgesehen sind.
Im Gegensatz zu Coins sind Tokens die Währung einer bestimmten
Applikation bzw. eines Unternehmens, welches auf einer bereits
vorhandenen Blockchain aufbaut (Ledger 2019). Die Anwendung geht
dabei über die Kryptowährung hinaus, es handelt sich vielmehr um
eine Art digitales Asset. Tokens können auch als Anteile am Unterneh-
men betrachtet werden und werden vor allem zu Beginn eines neuen
Unternehmens im Rahmen eines ICO (Initial Coin Offering) ausgegeben.
Für Projekte, die auf der Ethereum Blockchain basieren, bedeutet
dies, dass sie Tokens benutzen, die meistens auf dem ERC-20 Token
Standard von Ethereum beruhen (Blockchainwelt 2019).
Entscheiden sich Unternehmen zu einem späteren Zeitpunkt, eine
eigene Blockchain-Plattform zu etablieren, so kann es zu einem Coin
Swap kommen, bei dem die Tokens zu Coins umgewandelt werden
(Rhodes 2018).
9 Der Exkurs zum Thema Smart
Contracts befindet sich im Kapi-
tel 2.6.1 Ethereum (und Bitcoin)
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft29
Einige Konsensmechanismen basieren darauf, dass eine native Währung
vorhanden ist. Im PoS beispielsweise beruht das Vertrauen zu Knoten
im Netzwerk und somit das Recht zum Validieren von Blöcken darauf,
dass die Knoten einen auf der nativen Währung basierenden Stake hin-
terlegen, welcher im Falle eines Missbrauchs einbehalten wird. Ebenso
erwartet der Validator eine Vergütung für das Erstellen und Validieren
von Blöcken. Andere Konsensmechanismen, wie zum Beispiel der PoA-
Konsensmechanismus bedürfen nicht bedingt einer Vergütung und ent-
sprechend auch keiner nativen Währung. Der Validator eines Blocks ist
mit seiner Identität bekannt und kann im Falle eines Missbrauchs bei-
spielsweise vom Netzwerk ausgeschlossen werden (Natoli et al. 2019).
Um dem potenziellen zukünftigen Marktakteur den Markteintritt zu er-
leichtern, werden in der folgenden Grafik die Entscheidungspfade für
die Zusammensetzung der unterschiedlichen Blockchain-Plattformen
farblich gekennzeichnet und anschließend verglichen. Dabei sind in
Abbildung 9 die bekannteren Plattformen Bitcoin und Ethereum dar-
gestellt, während in Abbildung 10 weitere Plattformen aufgelistet sind,
welche insbesondere in der Energiewirtschaft zum Einsatz kommen.
Dies sind Energy Web Foundation (mit Energy Web Chain und Energy
Web Link), Tendermint und Hyperledger. Die einzelnen Pfade der Block-
chain-Plattformen werden in den folgenden Kapiteln näher erörtert.
2.6.1 Ethereum (und Bitcoin)
Die Bitcoin-Blockchain wurde bereits im Jahr 2008 von einer oder
mehreren Personen, die sich hinter dem Synonym „Satoshi Nakamoto“
verbergen (Nakamoto 2008), entwickelt und 2009 veröffentlicht
(Caetano 2015). Sie gilt damit als Blockchain der ersten Generation und
Fundament der heute populären Blockchains. Die Bitcoin-Blockchain
dient vor allem dem Zweck von Transaktionen (und die Speicherung
dieser) mittels der Kryptowährung Bitcoin.
Zwar waren die technischen Grundlagen der Blockchain-Technologie
teilweise bereits in den siebziger Jahren bekannt (Wensley et al. 1978),
jedoch konnte die Bitcoin-Blockchain tatsächlich zum ersten Mal nach-
weisen, dass innerhalb eines anonymen und dezentralen Netzwerks
ein Konsens gefunden werden kann (Buchman 2016).
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft30
Exkurs: Smart Contracts
Schon bevor die Blockchain-Technologie Verbreitung gefunden
hat, wurden der Begriff und die Technologie von Smart Contracts
diskutiert. Im Jahr 1997 beschrieb Szabo die grundlegende Idee
und Einsatzfelder von Smart Contracts (Szabo 1997). Zur Anwen-
dung im Bereich der Blockchain bedurfte es jedoch der Gründung
von Ethereum im Jahr 2015. Seitdem findet das Konzept breite
Verwendung in der Blockchain-Gemeinschaft.
Ein Smart Contract ist ein Programm, das auf einem Blockchain-
Protokoll basiert und grundsätzlich durch eine Mehrzweck-Berech-
nung, die auf der Blockchain stattfindet, ermöglicht wird. Er kann die
Überweisung digitaler Währung zwischen zwei Parteien ausführen,
wenn die im Programm/Vertrag festgelegten Anforderungen erfüllt
sind. Smart Contracts sind also programmierbare Vertragswerkzeuge,
also Verträge, die in Software-Code eingebettet sind. Daher muss ein
Smart Contract die vertragliche Vereinbarung selbst enthalten; von
der Definition der Erfüllung der vertraglichen Verpflichtungen bis zur
tatsächlichen Ausführung des Vertrags (Koulu 2016).
Smart Contracts sind also selbstausführende Systeme, die perspek-
tivisch sehr effizient sein können und viele neue Möglichkeiten
eröffnen. Allerdings gibt es auch potenzielle Risiken von/bei Smart
Contracts. Das Ausführen von Anweisungen ohne menschliches Ein-
greifen oder Kontrolle könnte zu potenziellen Problemen und Risiken
führen und muss eingehender untersucht werden (Werbach 2019).
Innovativ war bei der Bitcoin-Blockchain also nicht die kryptographi-
sche Methodik, sondern die Distributed-Ledger-Technologie, die im Zu-
sammenspiel mit einem auf dem PoW basierten Konsensmechanismus
dezentral, autark und ohne gegenseitiges Vertrauen arbeiten konnte.
Die Ethereum-Blockchain wurde im Jahr 2015 öffentlich zugänglich. Sie
ähnelt der Bitcoin-Blockchain sehr. So basiert auch Ethereum auf dem
PoW-Konsensmechanismus, wobei es bereits seit Gründung Bestre-
bungen gibt, den Konsensmechanismus auf PoS umzustellen (Sharma
2019). Im Unterschied zu Bitcoin ist Ethereum jedoch durch die EVMs
turing-complete, sodass Smart Contracts ausgeführt und entsprechend
komplexe Applikationen ausgeführt werden können. Wegen dieses
neuartigen Prinzips wird Ethereum auch als Blockchain der zweiten
Generation bezeichnet (Bashir 2017). Durch diese Applikationsmög-
lichkeit spricht Ethereum ein anderes Nutzungsfeld an als Bitcoin.
Bitcoin wurde ausschließlich zu dem Zweck konzipiert, Transaktionen
zu ermöglichen und eine von Fiat-Währungen unabhängige Währung
zu kreieren, wohingegen Ethereum darauf ausgelegt ist, mittels Smart
Contracts diverse automatische Aktionen zwischen zwei oder mehre-
ren Parteien ablaufen zu lassen. Für solche Anwendungen, in denen
diversere Aktionen statt nur Transaktionen getätigt werden, ist das
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft31
Ethereum-Netzwerk geeigneter als das Bitcoin-Netzwerk. Daher greift
die Energiewirtschaft, nicht auf die Bitcoin-Plattform, sondern auf die
Ethereum-Plattform zurück.
In anderen technologischen Modulen sind die beiden Plattformen,
in der groben Granularität dieser Studie, identisch. Beide Blockchain-
Technologien sind öffentlich verfügbar. Es existieren keine
Zugangsbeschränkungen zur Teilnahme am Netzwerk (public) und
Gleichberechtigung unter allen Nutzern (permissionless). Die Soft-
warearchitektur beider Blockchains ist monolithisch aufgebaut.
Spätere Änderungen von Bitcoin oder Ethereum könnten daher zu
Kompatibilitätsproblemen von Applikationen führen.
Im Protokoll des Bitcoin-Netzwerkes ist festgelegt, dass ca. alle zehn
Minuten ein neuer Block vom Netzwerk erstellt wird. Dieser zeitliche
und speichertechnische Flaschenhals wurde von Ethereum quasi auf-
gehoben, da die Zeit zur Generierung eines neuen Blocks nur ca. 10
bis 20 Sekunden dauert und somit die Geschwindigkeit für die Aus-
führung und Validierung von Transaktionen erhöht wird. Dies wäre auch
möglich, wenn die Größe des Blocks, also die Anzahl der zusammen-
gefassten Transaktionen in einem Block angehoben wird. Durch den
Open-Source-Ansatz bei der Weiterentwicklung der Plattformen ist es
möglich, den zugrunde liegenden Code selbst weiter zu entwickeln.
Dadurch ist es grundsätzlich auch möglich, beispielsweise einer auf
Ethereum basierenden Blockchain Zugangsbeschränkungen hinzuzufügen.
Hierdurch kann jedoch nicht mehr von einer Plattform gesprochen wer-
den. Private Weiterentwicklungen auf Grundlage von den genannten
Plattformen sind daher nicht in die Gegenüberstellung in Abbildungen 9
und 10 mit eingeflossen, um den Vergleich einheitlich zu visualisieren.
Code Lizenz
Protokoll
Closed
Source Complete
Monolythic
Polylithic
Open
Source Incomplete
Private/
Consortial
Public
Permissioned
Permissionless Ja
Nein
Changeable
PoW
PoS
PoA
PBFT
Intra-
operability
Inter-
operability
Closed
Applikationsebene
Turing-completeness und
Softwarearchitektur
Zugang und Kontrolle
Infrastruktur Konsens-
mechanismus
KonsensErweiterung Kryptowährung
(Coins/Tokens)
Ethereum Bitcoin
Abbildung 9: Gegenüberstellung der Blockchain-Plattformen Bitcoin und Ethereum
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft32
2.6.2 Energy Web Chain
Die EWF ist eine gemeinnützige Organisation, die im Jahre 2017 vom
Rocky Mountain Institute und Grid Singularity gegründet wurde. Der
Hauptsitz der Organisation ist in Berlin. Das Ziel der EWF ist es, Unter-
nehmen aus der Energiewirtschaft die Blockchain als Software für
Geschäftsideen zur Verfügung zu stellen. Die EWF hat mehr als 100
Mitglieder aus der Energiebranche.
Basierend auf dem öffentlich zugänglichen Code der Ethereum-
Blockchain wurden Veränderungen vorgenommen, um Lösungen zu
konstruieren, welche auf die Marktbedürfnisse, regulatorischen Anfor-
derungen und Sicherheitsrichtlinien des Energiesektors maßgeschnei-
dert sind. Eine dieser Lösungen ist die Energy Web Chain (EWC),
welche Mitte 2019 als Open-Source-Projekt veröffentlicht wurde. Eine
der größten Veränderungen im Vergleich zur Ethereum-Blockchain
stellt die Umstellung des Konsensmechanismus von PoW auf PoA
dar. Dies dient unter anderem dem Zweck, den Energieverbrauch des
Netzwerks zu verringern. Nach eigener Aussage der EWF kann eine
30-fach höhere Performance bei 2-3-fach geringerem Energieein-
satz erzielt werden (energy web foundation 2019). Knoten, die für die
Validierung der Transaktionen und Erstellung neuer Blöcke zuständig
sind, werden Validatoren genannt. Ein Validator kann nur werden, wer
Projektpartner von EWF ist und einen strengen Validierungsdurchlauf
absolviert hat. Dies soll sicherstellen, dass die Validatoren bekannt
sind und beispielsweise notwendige Hardwarerichtlinien erfüllen.
Entsprechend ist die Infrastruktur der EWC permissioned.
Die EWF erlaubt allen Unternehmen die EWC für kommerzielle
Zwecke zu nutzen. Dabei unterstützt die EWF in den Anfängen ihrer
Geschäfts modellentwicklung, zum Beispiel durch SDKs. Mit Hilfe dieser
Toolkits können die Unternehmen individuelle Anwendungen (dApps)
programmieren, welche auf der EWC ausführbar sind.
Für die Nutzung wird von der EWF eine Gebühr erhoben. Nutzer sind
dazu verpflichtet Energy Web Tokens zu erwerben. Die Erlöse für diesen
Erwerb werden den Validatoren des Netzwerks als Vergütung zugeführt.
Außerdem werden Anteile dazu verwendet die Netzwerksicherheit
zu gewährleisten. Dies wird dadurch erreicht, dass sich die Gebühr der
Tokens nach der benötigten Rechenleistung richtet, die zur Ausführung
von Smart Contracts notwendig ist.
Neben Smart Contracts ist es auf der EWC ebenfalls möglich, private
und bilaterale Transaktionen durchzuführen. Dies ist vor allem in
solchen Fällen, bei denen auf Datensicherheit besonders viel Wert
gelegt wird, von besonderem Interesse. Bei derartigen privaten Trans-
aktionen werden die Daten zusätzlich verschlüsselt. Zugang zu den
Daten hat nur, wer auch die notwendigen Zugriffsrechte besitzt und in
Besitz des Lösungsschlüssels ist. Durch die Zuteilung unterschiedlicher
Privilegien ist es nicht nur möglich, die Zugriffsrechte zu beschränken, son-
dern zum Beispiel auch Teilnahme an bestimmten Märkten zu regulieren.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft33
Für Unternehmen und Programmierer stehen darüber hinaus die
Netzwerke Tobalaba und Volta zu Testzwecken zur Verfügung, die in einer
geschlossenen Umgebung die Erprobung neuer Anwendungen er-
möglichen.Neben der EWC arbeitet die EWF an weiteren Blockchain-
Plattformen, die sich jeweils an Unternehmen mit unterschiedliche
Anforderungen richten. So ist die Energy Web Link besonders auf die
Integration von Anlagen ausgerichtet und ermöglicht die Vernetzung
nach dem Prinzip des Internet of Things (IoT) auf Blockchain-Basis.
Die Energy Web Origin als weitere Blockchain-Plattform von EWF ist
speziell auf Herkunftsnachweise von Strom aus erneuerbaren Energien
sowie dem Emissionshandel ausgerichtet.
2.6.3 Hyperledger Fabric
Hyperledger Fabric ist eine vollständig öffentlich verfügbare (Open-
Source-) Plattform, welche unter dem Titel Hyperledger in der Linux
Foundation angesiedelt ist. Fabric wurde von IBM in die Linux Founda-
tion eingebracht, um die Weiterentwicklung der Hyperledger Fabric als
Open-Source-Projekt weiter zu führen und dabei ein eigenständiges
Produkt für Unternehmen zur Verfügung zu stellen. Seit dem Beginn im
Januar 2016 ist das Projekt rasant gewachsen und umfasst heute mehr
als 150 Teilnehmer (Azimdoust 2019).
Fabric ist eine permissioned Blockchain, die den Bedürfnissen der
Anwendung angepasst werden kann. Die Knoten sind bei Fabric im
Netzwerk bekannt, Anonymität einzelner Knoten ist nicht möglich.
Die Softwarearchitektur von Fabric ist polylithisch, jedoch mit der
Besonderheit, dass nicht nur die Entwicklung von Applikationen von
der Infrastruktur und dem Konsensmechanismus getrennt ist, sondern
dass die sie auch frei konfigurierbar sind (Hyperledger 2019). Der
Konsensmechanismus kann frei gewählt und der Größe des Netzwerks
und dem Vertrauen innerhalb des Netzwerks angepasst werden. Eine
Kryptowährung ist je nach gewählter Anwendung zwar möglich, jedoch
nicht notwendig. Innerhalb eines Netzwerks ist es den Teilnehmern der
Blockchain möglich, Transaktionen durch sogenannte channels durch-
zuführen. Diese channels sind dabei nur von den Parteien einsehbar,
welche an der Transaktion teilnehmen und bieten somit die Möglichkeit
zu privatem Handeln gegenüber dem Netzwerk (Belchior 2019).
Ein Alleinstellungsmerkmal von Fabric ist seine Konfigurierbarkeit als
rein unternehmensinterner Ledger. In dieser Funktion kann Fabric
auch ohne vorhandene Internetverbindung genutzt werden. Statt ein
physisches Netzwerk bereitzustellen, auf dem die Blockchain ausgeführt
wird (wie es beispielsweise bei Energy Web Chain der Fall ist), ist Fabric
dazu gedacht, seine eigenen Rechenkapazitäten zu nutzen, auf welchem
dann die Hyperledger Fabric ausgeführt wird.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft34
2.6.4 Tendermint
Das Unternehmen Tendermint wurde von Joe Kwan und Ethan Buch-
man im Jahr 2014 gegründet. Tendermint bietet Tendermint Core und
Cosmos an. Das dazu gehörende Cosmos SDK gibt Entwicklern die
Möglichkeit, ihre Anwendungen in der Programmiersprache Golang
zu schreiben und auf einer Blockchain ausführen zu lassen. Über ein
Interface, dem sogenannten Application Blockchain Interface (ABCI)
kann die Applikation auf Tendermint Core ausgeführt werden, jedoch
ist dies nicht notwendig. Somit können sowohl öffentliche als auch
private Anwendungen erstellt werden. Tendermint Core besteht zum
einen aus einem Konsensmechanismus und zum anderen aus einem
„Peer-to-Peer-Netzwerk Protokoll“. Dem Nutzer steht es frei zu ent-
scheiden, ob er neben dem Cosmos SDK auch Tendermint Core nutzen
möchte (Cosmos 2018).
Der Konsensmechanismus von Tendermint Core basiert auf einem PoS-
Algorithmus, welcher durch seine rundenbasierte Ausführung an den
Byzantine Fault Tolerance (BFT) angelehnt ist (vgl. Kapitel 2.5.4 Practi-
cal Byzantine Fault Tolerance). Die Runden sind dabei an zeitliche Vor-
gaben geknüpft. Wird beispielsweise kein neuer Block innerhalb einer
bestimmten Zeit von dem Proposer vorgeschlagen, so wird dieser Block
übersprungen und ein anderer Knoten als Proposer ausgewählt. Es ist
dadurch sichergestellt, dass immer eine Runde existiert, in welcher ein
Block vorgeschlagen und validiert wird. Tendermint selbst bezeichnet
dies als „BFT PoS“ oder „Cosmos PoS Konsensalgorithmus“ (Interchain
Foundation 2017). Während Tendermint Core monolithisch aufgebaut ist,
kann der Entwickler sich auf der Applikationsebene relativ frei bewegen.
Das ABCI sorgt in diesem Falle dafür, dass Anwendungen trotzdem
auf der Blockchain ausführbar sind (Buchman 2016). Zusätzlich
stellt Tendermint über Cosmos eine Art „Internet der Blockchains“ zur
Verfügung. Über Cosmos können unterschiedliche Blockchains mitein-
ander kommunizieren. Dies ist besonders dann hilfreich, wenn neue
Applikationen auf einer bestehenden Blockchain hinzugefügt werden
sollen. Auch kann dadurch erreicht werden, dass Blockchains für ein
spezielles Problem ausgelegt sind und trotzdem in einem gemeinsamen
Netzwerk innerhalb größerer Zusammenhänge kommunizieren können
und als einzelne Funktionsglieder agieren.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft35
Folgende Erkenntnisse lassen sich ableiten:
→ Die Blockchain-Technologie ist technisch modular aufgebaut. Die
Kombination der Module wirkt sich auf die möglichen Anwendungsfelder
der Blockchain aus und muss entsprechend beim Konzipieren der
Geschäftsidee berücksichtigt werden.
→ Je nach Blockchain-Plattform bedarf es einer Zusammenarbeit mit
Plattform-Anbietern, die ihre Plattform als Service bereitstellen.
→ Es sind bereits diverse Blockchain-Anbieter am Markt verfügbar, welche
ein sehr vielfältiges Spektrum an möglichen technischen Kombinationen
der Blockchain-Module abdecken.
→ Für ein dynamisches und flexibles Geschäftsmodell sind insbesondere die
Softwarearchitektur und die Turing-Completeness entscheidend.
→ Applikationen für die Blockchain können vermehrt mittels bekannter
Programmiersprachen entwickelt werden. Dies erhöht die Anwendungs-
möglichkeiten.
Abbildung 10: Gegenüberstellung Anbieter von Blockchain-Plattformen in der Energiewirtschaft
Code Lizenz
Protokoll
Closed
Source Complete
Monolythic
Polylithic
Open
Source Incomplete
Private/
Consortial
Public
Permissioned
Permissionless Ja
Nein
Changeable
PoW
PoS
PoA
PBFT
Intra-
operability
Inter-
operability
Closed
Applikationsebene
Turing-completeness und
Softwarearchitektur
Zugang und Kontrolle
Infrastruktur Konsens-
mechanismus
KonsensErweiterung Kryptowährung
(Coins/Tokens)
Hyperledger Fabric Tendermint Energy Web Chain Energy Web Link
Status Quo und
Entwicklung der
Blockchain in der
Energiewirtschaft
Nachdem dem Leser im ersten Teil der Studie
das notwendige Werkzeug an die Hand gegeben
wurde, um den technischen Hintergrund heuti-
ger Anwendungen der Blockchain zu verstehen,
werden nun aktuelle energiewirtschaftliche
Anwendungsbeispiele aufgeführt. Dazu werden
zunächst die Methodik und die Auswahl kriterien,
die innerhalb der Studie gewählt wurden,
beschrieben. Anschließend wird die Entwicklung
der detektierten Anwendungsbeispiele im Ver-
gleich zu den Vorläuferstudien des „Blockchain-
Radar“ dargelegt. Diese dynamische Darstellung
der Marktteilnehmer ermöglicht es, Trends ab-
zleiten sowie den Charakter des Marktumfelds
zu skizzieren.
3
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft37
3.1 Methodik und Auswahlkriterien
der Marktanalyse
Die Herangehensweise bietet eine
Abgrenzung zur vorhandenen Literatur
Um potenzielle Replikationen der Studie zu ermöglichen, soll im Fol-
genden das Vorgehen beschrieben werden, welches bei der Erstellung
der Übersicht verfolgt wurde. Dazu wird zunächst die vorausgegangene
Recherche beschrieben. Anschließend werden die Auswahlkriterien,
nach denen beurteilt wurde, inwiefern ein Geschäftsmodell in der Über-
sicht aufzunehmen ist, diskutiert.
Viele der Ideen und Entwicklungen rund um Blockchain kommen aus
der Anwendung heraus. Fortschritte und Wissen in diesen Bereichen
wird häufig nicht über wissenschaftliche Quellen weitergeleitet, son-
dern über sogenannte „graue Literatur“. Graue Literatur durchläuft bei
ihrer Veröffentlichung keiner Prüfung kommerzieller wissenschaftlicher
Verlage (Higgins und Green 2012).
Des Weiteren ist das Thema Blockchain sehr neu und gegenwärtig,
dass sich schnell weiterentwickelt. Durch Eigenschaften, wie Gegen-
wärtigkeit und Anwendungsbezug wurde als methodischer Ansatz
eine „Multivocal Literature Review“ (MLR) gewählt. Kommend aus der
sozialwissenschaftlichen Forschung, wird MLR auch immer häufiger
in den Informationswissenschaften angewandt (Garousi et al. 2019).
Eine MLR umfasst alle zur Verfügung stehenden Informationen und
beschränkt sich nicht nur auf wissenschaftliche Arbeiten (Ogawa und
Malen 1991).
Die Recherche basiert daher sowohl auf zugangsbeschränkter wissen-
schaftlicher Literatur sowie auf Informationen, welche öffentlich
zugänglich sind, wie zum Beispiel graue Literatur, Blogs oder Internet-
seiten jeweiliger Marktakteure. Auch wenn die Zuverlässigkeit solcher
Quellen nicht unbedingt gegeben ist, lässt sich deren Sichtung für
eine Blockchain-Studie nicht ausschließen, da es in diesem Umfeld
durchaus üblich ist, Informationen in Foren und Blogs weiterzugeben
(Andoni et al. 2019). Ebenfalls üblich ist es, dass Unternehmen, deren
Geschäftsmodelle auf der Blockchain basieren, ihre Aktivitäten in
einem sogenannten „White Paper“ auf der jeweiligen Unternehmens-
seite vorstellen. Auch solche „White Paper“ wurden im Rahmen der
Recherche ausgewertet. Vor allem unter dieser Art der Quellen fallen
auch die Angaben der geografischen Zuordnungen. Dies führt dazu,
dass die Zuordnung aufgrund ungenauer geografischer Angaben nicht
immer mit eindeutiger Korrektheit möglich ist. So wird beispielsweis
das EU-Projekt NEMoGrid, in welchem ein Strommarktdesign auf Basis
der Blockchain entwickelt wird, an drei unterschiedlichen Standorten
länderübergreifend durchgeführt. Andere Akteure, wie z. B. das Start-up
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft38
Shasta, welches einen freien Strommarkt unabhängig von Landesgren-
zen anbietet, veröffentlichen keine Angaben zum Geschäftsstandort.
Diese beiden Fallbeispiele werden daher separat aufgeführt.
Darüber hinaus wird darauf verwiesen, dass ausschließlich Quellen in
englischer und deutscher Sprache herangezogen wurden. Eine Gewähr
auf Ganzheitlichkeit kann daher vor allem für den asiatischen Raum
nicht gegeben werden.
Es bleibt festzuhalten, dass ein Nachteil dieser Art von Review dadurch
entsteht, dass durch den weiten Betrachtungswinkel eine Vielzahl an
Informationen nicht in einem angemessenen Maße erfasst werden können.
Um diesen Nachteil zu reduzieren sind unterschiedliche Parameter in
die Untersuchung aktueller Blockchain-Anwendungen eingegangen.
Ziel der MLR ist es, innerhalb vorhandener Geschäftsmodelle und Akteure
derart zu selektieren, dass zwar möglichst umfänglich, aber auch nur
solche Geschäftsmodelle berücksichtigt werden, welche in ihrem Kern
tatsächlich aktuell auf der Blockchain basieren und in der Energie-
wirtschaft Anwendung finden. So wurde zum einen das Kriterium der
„Aktualität“ angewandt sofern darauf verwiesen wird, dass ein Akteur
in Zukunft eine Leistung auf Basis der Blockchain bereitstellt. Wird
die Leistung derzeitig noch anderweitig generiert, wird diese Leistung
in der Studie nicht berücksichtigt. Als Beispiel sei hier das Berliner
Startup Lumenaza GmbH genannt, welches eine P2P-Softwarelösung
anbietet, die nach eigenen Aussagen in Zukunft auch auf Basis der
Blockchain-Technologie ausgeführt werden soll, derzeit jedoch durch
konventionelle Prozesse funktioniert (pv Magazine 2017). Gleiches
gilt, sofern ein Projekt oder Konsortium angekündigt, aber nicht nach-
weislich erfolgreich gestartet wurde. Dies ist beispielsweise bei einer
Kooperation zwischen Tavrida Electric und Qiwi der Fall, bei der laut
offizieller Ankündigung eine Kooperation zur Transaktionsverfolgung
im Energiehandel auf Basis von Blockchain geplant ist, allerdings außer
der Ankündigung keine weiteren Informationen zu finden sind.
Ebenso werden solche Vorhaben nicht aufgeführt, welche in der Ver-
gangenheit stattgefunden haben, jedoch nicht weiterverfolgt werden.
So wird das „PowerTree“ Projekt zum Beispiel auch im Blockchain-
Radar mit Stand 2018 aufgeführt, allerdings sind über dieses Unter-
nehmen kaum Informationen zu finden, da die letzten Informationen
auf der Website aus dem Jahre 2016 stammen. Eine Übersicht über
Unternehmen und Projekte, welche betrachtet, aber nicht in die
Übersicht aufgenommen wurden, findet sich im Anhang.
In Anlehnung an das Blockchain-Radar wurden nur solche Anwendungs-
beispiele berücksichtigt, welche der Energiewirtschaft zuzuordnen sind.
Als Energiewirtschaft wurde für die Studie jener Teiler der Wirtschaft defi-
niert, der an der Wertschöpfung der Energieversorgung beteiligt ist, sowie
Dienstleistungen, die im direkten Zusammenhang hierzu stehen. Noch
nicht inbegriffen, da ebenso in anderen Branchen relevant, aber perspekti-
visch zu integrieren, sind Anwendungen im Bereich des Emissionshandels.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft39
Im Falle konsortialer Strukturen oder Kooperationen von Unternehmen
wurde darauf verzichtet, die Unternehmen einzeln zu erwähnen. Statt-
dessen firmieren solche Zusammenschlüsse unter dem Projektnamen,
sofern ein Projektname vorliegt. So steht hinter „Enerchain“ zum Bei-
spiel ein Konsortium aus über 45 Unternehmen aus dem Energiehandel.
Die separate Darstellung aller Unternehmen in der Übersicht wäre
daher nicht zielführend.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft40
3.2 Globale Übersicht über aktuelle
Anwendungsfälle der Block-
chain in der Energiewirtschaft
Die im Zuge der Recherche entsprechend der Ausführungen aus Kapitel
3.1 gefundenen Anwendungsfälle sind in Anlehnung an das „Blockchain-
Radar“ der Version 2017 bis 2020 in fünf Bereiche eingeteilt:
• Peer-to-Peer Business to Customer (B2C): Stromhandel über
Blockchain mit Fokus auf Endkundenbelieferung.
• Mobilität: Dienstleistungen im Bereich der Mobilität, von
Lade säulenmanagement für Elektroautos bis Mobilitätsanbieter.
• Anlagenmanagement, Netze und Metering: Infrastrukturanwen-
dungen und Datenerhebung sowie Anwendungen im Bereich von
Microgrids.
• Stromhandel Business to Business (B2B) bzw. Customer to
Business (C2B) und Zertifizierung: Geschäftsmodelle mit Fokus
auf Unternehmenskunden sowie Zertifizierung im Sinne von
Herkunftsnachweisen.
• Entwickler und Sonstige: Projekte, Kooperationen und Unter-
nehmen, welche sich mit der Weiterentwicklung der Blockchain
beschäftigen, sowie Anwendungen, die nicht in einen der
vorherigen Bereiche fallen.
Innerhalb der aufgelisteten Anwendungsbereiche werden gefundene
Anwendungsbeispiele in geografischen Zonen aggregiert, wobei im
Unterschied zum Blockchain-Radar 2020 Tätigkeiten über den gesamten
Globus erfasst werden sollen, sodass in Zukunft Entwicklungsge-
schwindigkeiten geografisch differenziert besser nachvollzogen werden
können. Abbildung11 zeigt gefundene Anwendungsbeispiele, auf geteilt
in entsprechende Anwendungsbereiche, geographischen Kontext sowie
nach Blockchain-Plattform, welcher der Anwendung zugrunde liegt mit
Stand vom Februar 2020.
Energy Web Ethereum Hyperledger Fabric Sonstige
Tendermint n.a.
Anlagenmanagement
/ Netze / Metering
EuropaUSARestliche Welt
Entwickler / Sonstige Stromhandel B2B / C2B
Zertifizierung
Peer-to-Peer B2CMobilität
Electron
Wirepas
Energy Bazaar
NeMoGrid
Oli
PowerLedger
PROSUME
Sonnen & TenneT
Verv
Torus
Vanderbron & TenneT
CGI & Eneco
Gridchain
Ampere Energy
Filament
NYDRO
Sunchain
OneWattSolar
Freeel.io
Energy Web
Foundation
DAISEE
DAO IPCI
MyBit
M-PESA
Eco coin
ENLedgerChain of Things
fury.network
IOTA
StromDAO
Lition
Poseidon
ChromaWay
Datawatt
EverGreenCoin
Enerchain
GridSingularity
PowerLedger
Grünstrom Jeton
Powerchain
SolarDAO
PROSUME
CarbonX
OneUp
Start.Solar
ImpactPPA
Local-e
Volts Markets
Energy Blockchain Lab
& IBM
Clearwatts
The Energy Origin
NRGCoin
Corrently
Co-Tricity
BTL
SolarCoin
Key2Energy
TRUEKEN
stromhaltig.de
PetroBloq
VAKT
The Sun Exchange
Veridium Labs
AdptEve
LUtricity
PowerLedger
Cosol/IORE
Conjoule
enyway
slock.it
Energimine
VLUX
Hive Power
SunContract
Greeneum
PROSUME
WePower
Shasta
Alva Energy
Consortium
Bittwatt
Electfiy.Asia
Platinum
Energy Recovery
Pylon
Brooklyn Microgrid
LO3Energy
Toomuch.energy
:elblox
BloGPV
Restart Energy
Stratumn
Lition
Energy Exchange
Jouliette
Solar bankers
Tal.Market
Daije
Powerpeers
Power-ID
ToBlockChain
Share&Charge
PowerLedger
BlockCharge
Demos
PROSUME
Arcade City
Car eWallet
Green
Energy Wallet
Ponton LAMP
Pebbles
ElectricChain
(Solarcoin)
M-PAYG
Blocklab
4New
Alastria
Eloncity
ReWatt Power
Swytch
GreenX
Kepco open MG
MOBI
Bovlabs
Drift
OMEGA Grid
Power2Peer
TransActive Grid
Commuterz
La`Zooz
Eneres/Fujitsu
BCPG & Sansiri
Avocado Classic
Wattcoin Labs
/ Veriown
XiWatt
IT FR DE
DE
DE
LI
MLT CH
DE
CH
DE
NDL
FR DE
DE
DE
DE
DE
UK
UK
SI
ES
IT
LTU
NLD
CH
DE DE
FR
DE
DE
DE
DE
DE
DE
DE
BE
NLD
NLD
EE
EE
DE
IT
PT DE
DE
NLD
FR
NLD
NLD
BE DE
DE
NLD
LI
CH
UK
DE
DE
IT
DE
DE
DE
NLD
SE
AD
DK
NLD
UK
ES
NLD
ES
DE
DE
UK
DE
NLD
UK
FINN
CH
KR KE AUAU
IL
IL
SG
SG
SG
BR
IL
TH
JP
SG
AU
CA
CA
CN
CA
ZA
N.A
AU
SG
AU
Konsortium
SG
ARG
NGA
Abbildung 11: Aktuelle Blockchain Anwendungen in der Energiewirtschaft. (Stand: Februar 2020)
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft42
3.2.1 Geographische Technologieverbreitung
Europa nimmt weiterhin die führende
Rolle in der Energiewirtschaft ein
Die Blockchain im Kontext der Energiewirtschaft ist geografisch b ereits
weit verbreitet. So finden sich Fallbeispiele, auf jedem Kontinent. Ab-
bildung 11 verteilt die 132 Einträge der betrachteten Fallbeispiele, be-
stehend aus 125 unterschiedlichen Unternehmen, Start-ups, Projekten
und Kooperationen auf ihre 32 Ursprungsländer. Die folgenden Tabelle
zeigt die detaillierte Verteilung.
Tabelle 2: Globale Verbreitung von Blockchain Anwendungen in der Energiewirtschaft nach Projekten in Ländern
Bemerkenswert ist die hohe Anzahl der gefundenen Fallbeispiele auf
dem europäischen Kontinent. Insbesondere Deutschland (31) und
die Niederlande (12) weisen äußerst hohe Aktivitäten auf. Auch in der
Schweiz (5), Großbritannien (6) und Frankreich (4) findet sich eine
signifikante Anzahl an aktuellen Projekten.
Auf dem amerikanischen Kontinent beschränken sich die Aktivitäten auf
die nördliche Halbkugel. Die Vereinigten Staaten bündeln 25 der insgesamt
28 erkannten Projekte, die verbliebenen drei sind in Kanada verortet.
Im asiatischen Raum verzeichnet der Stadtstaat Singapur die höchste
Anzahl (6) an Aktivitäten. Neben Singapur sind aus dem asiatischen Raum
jedoch nur Thailand, Japan sowie China mit jeweils nur einer einzigen
gefundenen Aktivität vertreten.
Auf dem australischen Kontinent konnte nur ein einziges aktives Projekt
der Blockchain in der Energiewirtschaft gefunden werden. Auch der
afrikanische Kontinent weist mit jeweils einem nachgewiesenen Projekt
in Kenia sowie Südafrika und Nigeria nur geringe Aktivität auf.
Deutschland 31
USA 25
Niederlande 12
Singapur 6
Schweiz 5
Großbritannien 5
Frankreich 4
Belgien 3
Kanada 3
Israel 2
Estland 2
Spanien 2
Konsortium/ n.a. 2
Portugal 1
Südafrika 1
China 1
Malta 1
Dänemark 1
Schweden 1
Andorra 1
Kenia 1
Liechtenstein 1
Nigeria 1
Australien 1
Italien 1
Slowenien 1
Litauen 1
Japan 1
Argentinien 1
Thailand 1
Brasilien 1
Finnland 1
Südkorea 1
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft43
3.2.2 Entwicklung im Anwendungsbereich
Peer-to-Peer Anwendungen beherrschen
immer noch den Markt
Ähnlich dem „Blockchain-Radar“ findet auch die vorliegende Studie
einen Großteil der Geschäftsmodelle im Anwendungsbereich von
B2B-Plattformen in Form von P2P-Stromhandel. Mehr als ein Drittel
aller gesamten Aktivitäten werden dieser Anwendung zugeschrieben.
Diese überragende Anzahl Anwendungsfeld bestätigen auch die bis-
herigen „Blockchain-Radars“. Dies kann in jedem der Anwendungs-
bereiche festgestellt werden, mit Ausnahme der Elektromobilität.
Teilweise erfüllten Einträge nicht das Kriterium der Aktualität, sodass
es auch hier zu Veränderungen gekommen ist. Insgesamt kann unter
Berücksichtigung der Quantität der Einträge ein positiver Trend zur
Anwendung der Blockchain in der Energiewirtschaft erkannt werden,
auch wenn viele der Einträge eine reale Anwendung noch schuldig
bleiben. Der Unterschied zwischen den Einträgen liegt besonders in
dem Einzugsbereich der P2P-Handelsplattform (regional, überregional,
landesweit, grenzüberschreitend).
Auch im Bereich „Anlagenmanagement/Netze/Metering“ wird eine stei-
gende Anzahl realer Anwendungen erkannt. So finden sich insgesamt
21 Fallbeispiele, welche die Blockchain in diesem Bereich anwenden,
was ca. 17% der gesamten Blockchain-Anwendungen in der Energie-
wirtschaft entspricht.
In der Literatur wird der Blockchain insbesondere im Anwendungs-
feld „Mobilität“, so zum Beispiel beim Abrechnen des Ladevorgangs
von Elektroautos, ein erhebliches Potenzial zugeschrieben (BDEW
2017; Ffe 2018a). Tatsächlich lassen sich jedoch nur 7% der Aktivi-
täten diesem Anwendungsfeld zuordnen. Auch der Vergleich zur Studie
des BDEW und PwC von vor zwei Jahren verdeutlicht die untergeordnete
Rolle dieses Anwendungsbereichs für die Blockchain. Es kann keine
nennenswerte Veränderung der Projekte, zu denen der vorläufigen
Studie erkannt werden. Die Anzahl der Projekte aus diesem Bereich
stagniert.
Mit über 20% der gesamten Blockchain-Anwendungen sind im
Bereich „Stromhandel B2B/C2B und Zertifizierung“ ein großer Teil
aller Projekte involviert. Grünstromjeton stellt beispielsweise eine
Applikation zur Verfügung, die auf Basis von Wetterdaten, Strom-
erzeugung- und Verbrauch den lokalen physikalischen Anteil des
erneuerbaren Stroms berechnet. Enerchain ist laut eigener Aussage
die erste Blockchain-basierte Handelsplattform, die auf effiziente
Weise Over-The-Counter-Handel ermöglicht, unabhängig von zentra-
len Instanzen. Hierdurch werden die Markteintrittsbarrieren für neue
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft44
Teilnehmer reduziert und ein technologisches Level-Playing-Field
geschaffen. Das Projekt ist nach zwei jähriger Laufzeit mit Partnern
aus dem europäischen Energiesektor im Mai 2019 online gegangen.
Im Bereich „Entwickler / Sonstige“ befinden sich zum einen Unter-
nehmen und Projekte, die sich mit der weiteren Entwicklung und
Anwendung der Blockchain in der Energiewirtschaft beschäftigen. Zum
anderen sind hier Unternehmen gelistet, die zwar der Energiewirtschaft
zugeordnet, jedoch nicht in eine der klar definierten Kategorien
eingeordnet werden können. Ein Beispiel hierfür ist M-PAYG. M-PAYG
ermöglicht die Bezahlung von Solarstrom über das Mobil funknetz.
Bei Bezahlung werden die auf der Blockchain registrierten Batterien
freigeschaltet und der Kunde kann Strom beziehen, welcher vorher
von einer Photovoltaikanlage erzeugt wurde. Es entsteht ein Prepaid-
Stromvertrag auf wöchentlicher oder monatlicher Auflösung. Entwickelt
wurde diese Methode vor allem für den Markt in Entwicklungsländern.
3.2.3 Entwicklung der Blockchain-Plattformen
Unternehmen greifen häufiger auf
Blockchain Lösungen zurück
Im Rahmen der Untersuchung wurde insbesondere auf Quellen zurück-
gegriffen, die von den ausübenden Akteuren öffentlich zur Verfügung
gestellt werden, so in etwa „White Paper“ oder Internetseiten. Dabei
gestaltete es sich als schwierig, fundierte Aussagen zu den jeweilig
eingesetzten Plattformen der Einträge zu finden. Zwar bezeichnet die
37
Peer-to-Peer B2C
Stromhandel
B2B/C2B Zertifizierung
Entwickler/Sonstige
Anlagenmanagement/
Netze/Meteringt
Mobilität
n=125
22
17
17
7
Abbildung 12: Blockchain-Anwendungen in der Energiewirtschaft nach Anwendungsbereichen in Prozent
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft45
„Blockchain-Community“ sich selbst und vor allem den Umgang mit
Daten und Wissen als transparent, jedoch zeigte die Recherche,
dass dies in der Realität nur bedingt zutrifft. Viele Unternehmen sind
nicht dazu bereit, die von ihnen gewählte Plattformen transparent
darzulegen. So konnten die genutzten Anbieter der Blockchain-Platt-
form, wie in Abbildung 13 dargestellt, bei 35% der identifizierten
Anwendungsfälle nicht mit Sicherheit festgestellt werden.
Die Mehrheit der Unternehmen, welche die verwendete Plattform preis-
geben, stützt sich auf die öffentliche Ethereum-Blockchain. 33% aller
aufgeführten Unternehmen greifen somit auf den Dienst der etablierten
Blockchain-Plattform zurück. In der Annahme, dass die nicht identifi-
zierten Einträge ein ähnliches Muster aufweisen, wie die identifizierten,
kann davon ausgegangen werden, dass insgesamt noch mehr Anwender
auf die Ethereum Blockchain zurückgreifen. Einen wachsenden
Anteil nehmen jedoch Blockchains ein, die von einem Anbieter zur
Verfügung gestellt werden. Hierbei handelt es sich um Anbieter wie der
EWF, Hyperledger und Tendermint, die für Anwender eine Blockchain-
Lösung als Service bereitstellen.
Durch solche Services ist es für Unternehmen erheblich einfacher
geworden, ihre Geschäftsmodelle auf einer Blockchain zu implementie-
ren. Die Anbieter stellen hierfür den Unternehmen eigene Möglichkeiten
zur Erstellung von Applikationen zur Verfügung und kümmern sich
selbst um die dahinterliegende Blockchain. Als Unternehmen kann
man sich dadurch vollkommen auf die Entwicklung der Geschäftsidee
konzentrieren und benötigt innerhalb des Unternehmens kein aufwen-
diges Wissen für die Implementierung auf einer Blockchain. Je nach
Anbieter kann hierbei auf ein vorhandenes Netzwerk zurückgegriffen
werden (EWF) oder ein internes, eigenes Netzwerk nutzen, auf welchem
eine Blockchain ausgeführt wird (Hyperledger).
n=125
35
n.a.
Ethereum
Sonstige
Energy Web
Hyperledger Fabric
Tendermint
33
13
8
74
Abbildung 13: Verteilung nach genutzter Plattform in Prozent
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft46
Mit 8% der gefundenen Anwendungen hält die EWF bereits einen
nennenswerten Anteil aller Blockchain-Projekte. Die von der EWF zur
Verfügung gestellte Plattform „Energy Web Link“ wurde gezielt für die
Anwendung im Energiesektor entwickelt, sodass sie auf die regula-
torischen und rechtlichen Rahmenbedingungen angepasst ist. Auch
Tendermint nimmt mit 7% bereits einen messbaren Marktanteil ein.
So ist beispielsweise das Brooklyn Microgrid, das Leuchtturmprojekt
im Bereich von P2P-Plattformen, in Zusammenarbeit mit Tendermint
realisiert worden.
Das unter der Linux Foundation gelistete Projekt Hyperledger bietet
mit Hyperledger Fabric eine private Blockchain an, die vom Unterneh-
men auf seine Bedürfnisse frei zugeschnitten werden kann. Insgesamt
nutzen 4 % der untersuchten Marktteilnehmer diese Flexibilität, um mit
Hilfe der Hyperledger Fabric ihre Idee umzusetzen.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft47
3.2.4 Entwicklung in den Konsensmechanismen:
Die Notwendigkeit zur Anpassung
Die Ressourcenintensität ist immer noch
nicht transparent darstellbar
Die medial populäre Diskussion um den immensen Ressourcenver-
brauch von Blockchain-Netzwerken ist beinah ausschließlich in der
Wahl des Konsensmechanismus begründet. Entsprechend der Aus-
führungen in Kapitel 2.5 unterscheiden sich die jeweiligen Konsens-
mechanismen in der Rechenintensität, die von den validierenden Teil-
nehmern aufgebracht werden muss. Auch wenn weitere Faktoren, wie
zum Beispiel die Größe des Netzwerks, natürlich von Relevanz sind und
sich entsprechend ein anderes Bild ergeben kann, ist es der PoW-Kon-
sensmechanismus, der durch den Rechenwettbewerb zum Finden des
Konsenses im Allgemeinen bei vergleichbaren äußeren Umständen den
höchsten Stromverbrauch verzeichnet.
Um die Ressourcenintensität bzw. den Stromverbrauch eines Block-
chain-Netzwerks besser zu verstehen, muss im ersten Schritt das Kon-
zept der difficulty erörtert werden. Mit der Einführung von Bitcoin und
anderen alternativen Coins, wurde auch ein Mechanismus eingeführt,
der Algorithmen fortlaufend neu ausrichten kann. Bei Bitcoin wird die
difficulty Zielzeit Tdifficulty durch die Gleichung 1 berechnet, wobei der
Zeitraum der vorherigen Berechnung der Blöcke Talt durch dem Zeit-
raum der Berechnung der aktuellen Blöcke Tneu dividiert wird (Walker
2015). Das Ergebnis Tdifficulty dient dann als neuer Multiplikator für die
Lösung des kryptographischen Rätsels der nächsten Blöcke. Ist das
Ergebnis größer als 1, steigt die difficulty; ist das Ergebnis kleiner als 1,
sinkt sie.10 Bei anderen Blockchain-Lösungen kann die Berechnung der
difficulty durchaus anders aussehen.
Tdifficulty = Talt
Tneu
(1)
Die Idee hinter der difficulty Regelung beim Bitcoin ist, dass das Er-
stellen von 2016 Blöcken etwa zwei Wochen dauert; das entspricht
ca. 10 Minuten zwischen den einzelnen Blöcken. Im Falle, dass die
Berechnung von 2016 Blöcken länger als zwei Wochen dauert, wird
die difficulty verringert. Falls es weniger als zwei Wochen dauert, wird
die difficulty dementsprechend erhöht. Grundgedanke dahinter ist der
Versuch, der technologischen Weiterentwicklung von Hardware mit
der Justierung des Algorithmus über die Blockgenerierungszeit ent-
gegenzuwirken. Dies änderte sich grundlegend mit der Einführung von
ASICs11 Mitte 2013 (Tardi 2019). Damals stieg die difficulty stark an
(vgl. Abbildung 14), da man nach einem lang anhaltend konstanten
difficulty Niveau nun Hardware zur Verfügung hatte, die speziell für das
mining von Bitcoin entwickelt wurde und deutlich schneller und effi-
zienter bei der Berechnung von Blöcken war, als die zuvor benutzten
10 Die difficulty wird sich höch-
stens um den Faktor 4 (für alle
Ergebnisse größer gleich 4)
oder minimal um den Faktor
0,25 (für alle Ergebnisse kleiner
gleich 0,25) anpassen. Damit
soll ein abrupter Wechsel von
einer difficulty zur nächsten
verhindert werden.
11 ASIC steht für „application-spe-
cific integrated circuit“ und ist
ein Gerät, das ausschließlich
für den Zweck des mining von
digitalen Währungen konzipiert
wurde. Im Allgemeinen ist jeder
ASIC-miner ausschließlich für
Berechnungen einer bestimmten
digitalen Währung ausgelegt. So-
mit kann ein Bitcoin-ASIC-Miner
nur Bitcoin minen.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft48
handelsüblichen Computer- und Grafikkartenprozessoren. Zum Ver-
gleich: Ein ASIC Bitcoin Miner „Antminer S9“ berechnet 13 Billionen
hashes bei etwa 0,1 nJ (dies entspricht 10-9 Joule) Energieaufwand
pro hash. Dies ist etwa 200.000 mal schneller und 40.000 mal energie-
effizienter als eine hochmoderne Multi-Core-CPU (Stand 2017) (Ren und
Devadas 2017). Die Gesamtentwicklung der difficulty im Bitcoin-Netz-
werk kann der folgenden Grafik entnommen werden (BTC.com 2020):
Zwar geht die difficulty das „ASICs-Problem“ mit einer ständigen
Korrektur des Algorithmus an, jedoch ist ein Nachteil des PoW-Konsens-
mechanismus, dass dieser aufgrund der alleinigen Zeitrestriktion
nicht ASIC-resistent ist und dies zu Machtzentralisierung führen kann.
An zwei Beispielen lässt sich diese Schwäche anschaulich erklären.
Erstens kann es zu Problemen bei der Einführung eines neuen Coins
kommen, der auf dem gleichen SHA256 Algorithmus basiert wie der
Bitcoin; gleiches gilt auch für andere Coins. Dies kann dazu führen, dass
das Netzwerk um den gerade eingeführten Coin von minern dominiert
wird, die den difficulty-Mechanismus durch den technologischen Vor-
sprung der Hardware unverhältnismäßig schnell verändern würden.
Dieser Umstand führt unmittelbar zum zweiten Beispiel, den sogenann-
ten Multipools12. Durch den gewinnbringend wechselnden Einsatz von
Rechenleistung entsteht das Phänomen von „Pool-Hopping“, welches
sich nachteilig auf eine Blockchain, und somit auf das Wachstum alter-
nativer Coins auswirken kann. Beim Pool-Hopping treten miner einem
Netzwerk nur bei, wenn die difficulty niedrig ist. Diese verlassen das
Netzwerk sobald die difficulty nach oben korrigiert wird. Wird nach dem
Verlassen nach einer definierten Zeit die difficulty wieder nach unten
korrigiert, so treten die Pools dem Netzwerk wieder bei und nutzen die
„vereinfachten“ Verhältnisse gewinnbringend aus. Verlässt der Pool
an minern das Netzwerk komplett, da beispielsweise das Grundniveau
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
1,00E‐12
1,00E‐10
1,00E‐08
1,00E‐06
1,00E‐04
1,00E‐02
1,00E+00
1,00E+02
1,00E+04
1,00E+06
1,00E+08
Difficulty in
Billionen
Hash/s
Abbildung 14: Entwicklung der durchschnittlichen hash-rate des Bitcoin Netzwerks
12 Ein Multipool ist eine Plattform
für miner, die durch den alterni-
erenden Abbau verschiedener
Krypto-Währungen Gewinne
maximiert. Miner können dabei
wechselnd und barrierefrei an
verschiedenen Pools teilnehmen.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft49
der difficulty eines bestimmten Coins zu hoch geworden ist, wird das
Netzwerk für diesen einen dedizierten Coin nahezu unbenutzbar, da es
für einzelne miner fast unmöglich ist profitabel im Netzwerk zu agie-
ren und dieses im Sinne eines node-Netzwerks aufrecht zu erhalten
(Bashir 2017). Die einzige Lösung für dieses Problem ist eine vorher
bereits erwähnte hard fork, die allerdings von der Gemeinschaft oft als
unerwünscht angesehen wird. Natürlich existieren einige Algorithmen,
die zur Lösung dieses Problems entwickelt wurden. Diese Algorithmen
basieren auf der Idee, verschiedene Parameter als Reaktion auf
Änderungen der hash-rate zu verändern; diese Parameter umfassen
beispielsweise die Anzahl der vorhergehenden Blöcke, Schwierigkeit der
vorhergehenden Blöcke, Verhältnis der Anpassung und den Betrag, um
den die Schwierigkeit nach oben oder unten angepasst werden kann.
Nach Bashir (2017) sind Beispiele hierfür Komoto Gravity Well, Dark
Gravity Wave, DigiShield und MIDAS, die von verschiedenen alternati-
ven Krypto-Währungen verwendet werden. Da wir uns in dieser Studie
aufgrund der Datenlage zur Ressourcenintensität nur auf Bitcoin be-
ziehen, werden wir an dieser Stelle nicht weiter auf alternative Krypto-
währungen und deren Algorithmen eingehen.
Die tatsächlichen gesamten Strombezüge teilnehmerstarker PoW-ba-
sierter Netzwerke, wie zum Beispiel Bitcoin oder Ethereum, lassen
sich jedoch nur schwierig quantifizieren. Die Auswahl der eingesetzten
Technik wird jedem miner selbst überlassen, sodass die individuellen
Stromverbräuche teilnehmender Knoten mitunter stark voneinander
abweichen können, obwohl sie im Rechenbetrieb nicht variieren, son-
dern stets auf voller Leistung betrieben werden müssen. Außerdem ist
nicht ausgeschlossen, dass sich hinter einem teilnehmenden Knoten
mehrere zusammengeschlossene Rechner verbergen, welche gemein-
sam an der hash calculation teilnehmen. Es ist daher ein verbreiteter
Ansatz, nur die untere Grenze des Stromverbrauchs zu approximieren
(A. de Vries 2018). Dazu wird sich der aktuell effizientesten im
Handel erhältlichen mining Maschine bedient; gemessen in Joule pro
Gigahash, also Stromverbrauch pro gelöstes kryptographische Rätsel.
Überschlägt man nun die Anzahl an Versuchen zur Lösung eines Rät-
sels pro Sekunde, also der hash-rate und der Zeit, die es bedarf einen
neuen Block zu erstellen bei der gegebenen Schwierigkeit des krypto-
graphischen Rätsels, ergibt sich aus simpler Multiplikation der Effizienz
und der hash-rate die beschriebene untere Grenze des Strombezugs
eines Netzwerks (A. de Vries 2018). Unter Annahme eines Antminer
S9 mit einer Effizienz von 0.098 J/Gigahash und einer momentanen
hash-rate von etwa 110.000.000 TH/s (Stand 28.01.2020, 01:00 Uhr)
errechnet sich ein Strombezug des Bitcoin Netzwerks von 10,78 GW.
Auf diesem Wege lässt sich der minimale jährliche Stromverbrauch für
das Ethereum Netzwerk auf 8,16 TWh, der des Bitcoin Netzwerks auf
48,52 TWh (vgl. Abbildung 15), in etwa entsprechend des Stromver-
brauchs von Österreich, approximieren (Digiconomist 2019). Eine direkte
Aussage über die damit verbundenen CO2-Emissionen ist mangels
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft50
Informationen über die Stromquellen nicht möglich. In der Literatur
werden jedoch 34,733 Mio. t CO2 aufgerufen, welche durch den mining
Prozess innerhalb des Bitcoin-Netzwerks anfallen (Digiconomist 2019).
Diese beeindruckenden Angaben zum Stromverbrauch unterschätzen
die tatsächlichen Werte in jedem Fall jedoch um ein Vielfaches. In der
Regel sind teilnehmende Rechner zu Clustern zusammengeschlossen
und stehen in unmittelbaren räumlichen Zusammenhang. Für den
Betrieb solcher mining-Fabriken sind extreme Kühlaufwendungen
notwendig, die ein Überhitzen der Geräte verhindern (A. de Vries 2018).
Verlässliche Informationen über die so verursachten Strombezüge fin-
den sich jedoch nicht.
Auch weitere alternative Ansätze zur Bestimmung des Stromverbrauchs
der Blockchain-Netzwerke, so zum Beispiel ein ökonomischer Ansatz
von A. de Vries (2018) oder Hayes (2017), welcher zur Bestimmung
des Bitcoin Energy Consumption Index dient, können den tatsächlichen
Verbrauch nur nähern, erzielen jedoch vergleichbare Resultate, wie die
vorangegangenen Schätzungen.
Unter anderem wegen dieser Ressourcenproblematik entwickelten sich
in der Vergangenheit die alternativen Konsensmechanismen PoA sowie
PoS. Es erscheint durchaus nachvollziehbar, dass diese Mechanismen
unter Umständen einen geringeren Stromverbrauch benötigen als der
PoW-Konsensmechanismus. Genau quantifizieren lässt sich dieser
jedoch nicht. So bleibt es an dieser Stelle nur die eigenen Angaben der
EWF anzuführen, die angibt, mit dem PoA-Mechanismen einen 2 bis
3-fach geringeren Energieverbrauch zu haben, als im Fall einer PoW-
Anwendung des Ethereum-Netzwerks (energy web foundation 2019).
Ein nachweislicher quantitativer Vergleich konnte von den Autoren
nicht gefunden werden, sodass an dieser Stelle weiterer Forschungs-
bedarf festgestellt werden kann.
Jan. Feb. Mär. Apr. Mai Jun. Jul. Aug. Sep. Okt. Nov. Dez.
10
20
30
40
50
60
70
80
20
40
60
80
100
120
140
Jahres-
verbrauch
[TWh]
Hashrate
[TH/s]
in Mio.
Hashrate in TH/s Erwarteter Jahresverbrauch in TWh
linearer Mindestverbrauch in TWh Mindestverbrauch in TWh
00
Abbildung 15: Energieverbrauch des Bitcoin Netzwerks in 2019
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft51
Auch offenbarte die Recherche nur wenige Einblicke in die derzeit
tatsächlich verwendeten Konsensmechanismen der jeweiligen Anwen-
dungsbeispiele. Offenbar gilt auch hier, dass die aktiven Unternehmen
zwar völlige Transparenz suggerieren, jedoch nicht tatsächlich ausüben.
Somit kann nur durch Rückschluss auf die verwendete Blockchain-
Plattform auf den jeweils verwendeten Konsensmechanismus geschlos-
sen werden.
Für solche Netzwerke, die durch eine monolithische Softwarearchitektur
aufweisen, lassen sich jedoch Rückschlüsse auf den eingesetzten
Konsensmechanismus schließen. Dies ist sowohl im Ethereum als auch
im Bitcoin Netzwerk der Fall. Beide Netzwerke verwenden den PoW-
Konsensmechanismus (coindesk 2019; Ffe 2018b). Entsprechend des
vorherigen Kapitels verwenden also mindestens 33 % der betrachteten
Anwendungen in der Energiewirtschaft noch immer den PoW-Konsens-
mechanismus. Dies könnte sich im Zuge der Einführung von Casper
bei Ethereum verringern, sofern sich Unternehmen entscheiden den
angestrebten hard fork zu akzeptieren und in der Folge den PoS-Konsens-
mechanismus zu verwenden. Die EWF, in 8% der Anwendungsfälle als
genutzte Blockchain-Plattform detektiert, kommuniziert bereits öffent-
lich ihr Vertrauen in den PoA-Konsensmechanismus, entsprechend der
verbreiteten Anwendung in konsortiale Infrastrukturen (energy web
foundation 2019).
Das Hyperledger Netzwerk verfolgt auch den PoA-Konsensmechanismus,
in dem einige Knoten eines Konsortiums gesonderte Rechte besitzen.
Jedoch variieren Details je nach Fallbeispiel, sodass Hyperledger selbst
verschiedenste Ausprägungen des BFT als Ursprung des Konsens-
mechanismus angibt, welcher modifiziert wird. Innerhalb von Hyperledger
werden so derzeit vor allem Simplified Byzantine Fault Tolerance (SBFT)
sowie der Honey Badger BFT als Konsensmechanismen weiterentwickelt
(Hyperledger 2018).
Ein ähnliches Konzept wird von Tendermint unterstützt. Tendermint
empfiehlt in öffentlichen Netzwerken einen PBFT zusammen mit PoS
mit dem Unterschied, dass die Knoten Coins als Einsatz hinterlegen
müssen. Wird ein validierender Knoten als unehrlich befunden, wird
er monetär bestraft, in dem die Coins einbehalten werden (Ffe 2018b)
(Cosmos 2018).
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft52
3.3 Erkenntnisse aus der
Markt analyse
Ethereum weiter vorne, Markt immer
noch teilweise intransparent
Die Marktanalyse offenbarte, dass Blockchain in der Energiewirtschaft
bereits über den gesamten Globus verteilt in breitem Anwendungs-
spektrum, genutzt wird. Überragend tritt Deutschland in Erscheinung,
in dem 31 der insgesamt 132 gefundenen Anwendungsfälle beheimatet
sind. Die Mehrheit solcher Anwendungsfälle, nämlich 37% sind im
Bereich „Peer-to-Peer B2C“ angesiedelt. Dabei handelt es sich meist
um digitale Marktplätze für lokal begrenzten Stromhandel von erneuer-
barem Strom. Die wenigsten Anwendungsfälle wurden im Bereich
„Mobilität“ gefunden, obwohl dieser Branche medial sehr hohes
Potenzial zugeschrieben wird.
Ebenso wurde in der Marktanalyse gezeigt, dass die Ethereum-Plattform
und einhergehend der von Ethereum verwendete PoW-Konsensme-
chanismus mit mindestens 33 % immer noch die größte Plattform für
energiewirtschaftliche Anwendungen im Blockchain-Bereich (weltweit)
darstellt. Durchaus konnte auch ein Anstieg von Anbietern wie EWF,
Tendermint und Hyperledger beobachtet werden, die ihre Blockchain
als eine Art Service für Nutzer anbieten. Zusammen haben diese An-
bieter zum heutigen Zeitpunkt (Anfang 2020) bereits einen Marktanteil
von 19%. Das Gesamtbild könnte anders ausfallen, wenn die große
Intransparenz des Marktes in die Analyse mit einbezogen werden
könnte, da immer noch ein großer Teil der Unternehmen bzw. Projekte
ihre Blockchain-Plattform für die jeweilige Anwendung nicht öffentlich
bekannt geben. Dies wäre in Zeiten des Klimawandels und der damit
geforderten Transparenz zum Thema Energieintensität jedoch dringend
erforderlich. Auch die langanhaltende Diskussion über die Einführung
von Casper, der Umstellung von Ethereum vom PoW-zum PoS-Konsens-
mechanismus könnte noch weitere Bewegung in den Markt bringen und
gleichzeitig auch die Chance eröffnen, die Anwendung des PoS-Kon-
sensmechanismus weiter zu fördern und dies ins Verhältnis mit PoW zu
setzen. Fraglich bleibt allerdings, welche Auswirkungen dies auf bis-
herige Geschäftsmodelle hat, die bisher auf Ethereum aufbauen. Durch
den monolithischen Ansatz der Ethereum Blockchain kann dies zu
erheblichen Problemen der Kompatibilität einzelner forks führen. Daher
ist es wahrscheinlicher, dass bisherige Anwendungen auch weiterhin
auf dem PoW-Konsensmechanismus setzen werden. In jedem Fall
wird es auch in Zukunft eine große Herausforderung sein, den Energie-
verbrauch von Blockchain-Lösungen wissenschaftlich hinreichend
genau zu untersuchen. Eine genaue Beobachtung der weitere Entwick-
lung in diesem Bereich ist somit unabdingbar: nicht nur, um die bereits
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft53
etablierten Konsensmechanismen besser auswerten, sondern auch, um
die neu eingeführten Technologien von Anfang an besser begleiten und
eine Bewertung hinsichtlich der verschiedenen Blockchain-Technologien
und deren Ressourcenintensität abgeben zu können.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft54
4. Abschließendes Fazit
und Diskussion
Mit dieser Studie konnten wir einige interessante Einblicke in das
Thema der Blockchain im Anwendungskontext der Energiewirtschaft
gewinnen. Mit einer strikten Unterteilung der Blockchain-Technologie
in businessrelevante Fragestellungen und den damit verbundenen
Lösungsansätzen, war es unser Ziel, heutigen Entscheidungsträgern
Direktionen auf dem Weg der Überprüfung zur Umsetzbarkeit einer
Blockchain-Technologie für ihre Anwendung zu geben. Aus unserer
Perspektive fehlte genau dieses Transparenzinstrument in einem stark
fragmentierten und teilweise schwer zugänglichen Marktumfeld. Wei-
terhin konnte die ganzheitliche Marktanalyse zeigen, dass zwar immer
noch die etablierten Konsensmechanismen den energiewirtschaftlichen
Markt dominieren, jedoch auch neue Plattformen bereits heute in der
Entwicklung und Anwendung sind. Insgesamt ist zu beobachten, dass
die Anzahl der Blockchain Lösungen und die aus der Modularität her-
vorgegangenen Kombinationen eine Vielzahl an maßgeschneiderten
Lösungen möglich machen. Dies führt unter anderem dazu, dass auch
im Blockchain Markt ein stetig wachsendes Aufkommen von Plattform-
anbietern zu beobachten ist – ein Phänomen, dass wir aktuell weltweit
in einer Vielzahl von Märkten beobachten können. Technische Lösungen,
die Schnittstellen ermöglichen und Blockchains miteinander kommuni-
zieren lassen, könnten daher in Zukunft eine besondere Rolle spielen.
Tendermint ist mit Cosmos dieser Idee schon nachgekommen unter der
Vermutung, dass Blockchains in Zukunft auf spezielle Problemlösungen
zugeschnitten sein werden und dennoch übergeordnet koordiniert
werden müssen. Ob sich mit dem Mehrangebot von Blockchain Lösungen
tragfähige Geschäftsmodelle (sowohl für den Plattformanbieter als
auch für den Nutzer) entwickeln, wird die Zukunft zeigen. Festzuhalten
gilt, dass es keine allumfassende Blockchain-Lösung gibt, die, wie
oft im Vorfeld angenommen, die Energiewirtschaft grundsätzlich
umkrempelt. Vielmehr haben einzelne Module oder Besonderheiten der
Blockchain (z. B. Smart Contracts) das Potenzial für ganz spezifische,
maßgeschneiderte Lösungen unterstützend zu wirken.
Gleichzeitig herrscht aber auch eine große Intransparenz im Markt,
welche dem Kredo der Blockchain – also der allgemeinen Transparenz-
schaffung – grundlegend widerspricht. Dies führt unter anderem dazu,
dass es noch schwieriger wird, ressourcenbezogene Analysen und
der damit einhergehenden Vergleichbarkeit der einzelnen Blockchain-
Lösungen bzw. Konsensmechanismen zu erstellen. Es besteht also
großer Handlungsbedarf. Hierzu wäre es wichtig im Nachgang zu dieser
Studie eine detaillierte Analyse der nicht weiter spezifizierten Block-
chain Plattformen (siehe Abbildung 13 in hell-orange hinterlegt) auszu-
führen, und gleichzeitig gemeinsam mit aktuellen Lösungen am Markt
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft55
eine Metrik zu entwickeln, mittels der man sich der ungelösten Intrans-
parenz stellen könnte. Eine langfristige Verfolgung der Entwicklungen
sowie die Erstellung weiterer wissenschaftlicher Studien ist somit
sinnvoll. Weiterhin erscheint es – aufbauend auf dieser Studie – logisch,
im nächsten Schritt die technische Realisierbarkeit und die damit
verbundenen Implementierungsprozesse zu untersuchen. Dies würde
dem Leser nicht nur eine bessere Einschätzung zu den technischen
Hürden geben, sondern auch zeigen, inwiefern verschiedene Konsens-
mechanismen vergleichbar sind und welche Perfomance für welchen
Anwendungsfall notwendig und realisierbar ist.
Zuletzt bleibt noch die Beobachtung, welche uns während der Arbeit
mehrfach aufgefallen ist: das unübersichtliche Potpourri an Begrifflich-
keiten und die damit einhergehende Zugangsbarriere. Um den Zugang
zum Thema grundlegend zu erleichtern, ist es wichtig feststehende
Definitionen zu formulieren und diese als Stand der Technik publik zu
machen. So hat beispielsweise der „Verband der Elektrotechnik Elekt-
ronik Informationstechnik“ (VDE) eine Task Force „Energy Blockchain“
ins Leben gerufen, die Begrifflichkeiten rund um das Thema Blockchain
in einem Leitfaden definiert hat (Klebsch et al. 2019), um sich nicht nur
auf ein gemeinsames Wording zu einigen, sondern auch den Grundstein
für eine Standardisierung in diesem Bereich einzuführen. Ein, unserer
Meinung nach, sehr wichtiger Schritt für zukünftige Entwicklungen im
Blockchain-Bereich.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft56
Glossar
Application Blockchain Interface Seite 2
Authority Seite 36
Bitcoin Seite 23
Bitcoin Energy Consumption Seite 51
Byzantine fault Tolerance Seite 13
Casper Seite 21
Centralized Ledger Technologie Seite 10
channels Seite 34
Coin Seite 28
Commit Message Seite 23
consortial Seite 17
Cosmos Seite 18
decentralised Apps Seite 15
Delegated Practical Byzantine Fault Tolerance Seite 23
Delegated Proof of Stake Seite 21
difficulty Seite 47
Digest Seite 11
Distributed Ledger Technologie Seite 13
Energy Web Chain Seite 32
Ethereum Seite 30
Ethereum Virtual Machine Seite 15
forks Seite 13
hard forks Seite 14
hash Seite 11
hash calculation Seite 20
Hashing-Power Seite 19
hash-Rate Seite 49
Hyperledger Seite 33
Hyperledger Fabric Seite 33
Infrastruktur Seite 17
Initial Coin Offering Seite 28
Interoperability Seite 18
Intraoperability Seite 18
Konsensmechanismus Seite 19
miner Seite 19
mining Seite 19
miningpower Seite 20
monolythic Seite 16
nodes Seite 10
ordinary nodes Seite 23
Peer-to-peer Seite 4
permissioned Seite 17
permissionless Seite 17
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft57
polylithic Seite 16
Practical Byzantine Fault Tolerance Seite 22
prepare Seite 23
Pre-prepare Seite 23
private Seite 17
professional nodes Seite 23
Proof of Elapsed Time Seite 19
Proof of Work Seite 19
Proof-of-Authority Seite 22
Proof-of-Stake Seite 21
Proposer Seite 23
Protokoll Seite 13
public Seite 17
rewarding Seite 13
Ripple Seite 19
side forks Seite 13
Smart Contract Seite 30
soft forks Seite 13
Softwarearchitektur Seite 16
Software Development Kits Seite 16
Stake Seite 21
Tendermint Seite 34
Tendermint Core Seite 34
Token Seite 28
Turing-complete Seite 15
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft58
Anhang
Liste mit Unternehmen und Projekten, welche nicht in die Übersicht
aufgenommen wurden:
Assetron Energy
Initial Coin Offering 2017, seitdem jedoch keine weiteren Fortschritte.
Möglicherweise Probleme mit der gewählten Blockchain-Plattform
(Waves).
Bankymoon
Blockchain-Entwickler ohne direkten Bezug zur Energiewirtschaft.
BCDC
Nicht mehr aktiv.
BLOC
Blockchain-Entwickler ohne direkten Bezug zur Energiewirtschaft.
Blockchain Future Lab
Kein direkter Bezug zur Energiewirtschaft.
CoSol
Keine Nutzung von Blockchain.
ClimateCoin
Nutzung der Blockchain zur Erstellung eines Carbon Footprint. Fällt
aktuell nicht in die Definition der Energiewirtschaft.
Divvi
Es konnten keine Informationen zu dem Unternehmen gefunden werden.
Dooak
Es konnten keine Informationen zu dem Unternehmen gefunden werden.
Ecochain
Es konnten keine Informationen zu dem Unternehmen gefunden werden.
Echarge
Informationslage diffus.
Elegant
Akzeptieren Bitcoin als Zahlungsmittel.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft59
EMotorwerk
Hersteller von Wallboxen und Zusammenarbeit mit Share&Charge.
Enercity
Akzeptieren Bitcoin als Zahlungsmittel.
EnergoLabs
Internetauftritt nicht mehr erreichbar. Wöchentliches Update auf
medium.com wurde Ende 2018 eingestellt.
Energy unlocked
Start-up Accelerator ohne direkten Kontakt zur Blockchain.
Enerport
Projekt wurde planmäßig 2019 beendet.
ETH@Energy
Es konnten keine Informationen zu dem Unternehmen gefunden
werden.
Etherisc
Kein direkter Bezug zur Energiewirtschaft.
Everty
Keine Nutzung von Blockchain.
Evolve Power
Es konnten keine Informationen zu dem Unternehmen gefunden
werden.
Fintec4good
Blockchain-Accelerator ohne direkten Bezug zur Energiewirtschaft.
Farad
Informationslage diffus.
Fortum
Keine Nutzung von Blockchain.
Grid+
Zahlungsanbieter für Blockchain ohne direkten Bezug zur
Energiewirtschaft.
GridX
Keine Nutzung der Blockchain.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft60
Guardtime
Keine Nutzung der Blockchain.
HydroMiner
Miner, der Strom aus erneuerbaren Quellen bezieht.
Inuk
Tracking von Emissionen für Privatpersonen. Fällt nicht unter die
Definition der Energiewirtschaft.
Linq
Blockchain-Plattform der NASDAQ. Kein direkter Kontakt zur
Energiewirtschaft.
Lisk
Kein direkter Kontakt zur Energiewirtschaft.
Lumenaza
Keine Nutzung von Blockchain.
Lykke
Kein direkter Kontakt zur Energiewirtschaft.
Marubeni
Kein direkter Kontakt zur Energiewirtschaft.
Oursolargrid & ITP
Letzte Informationen aus 2017. Darüber hinaus konnte keine Aktivität
festgestellt werden.
Oxygen Initiative
Zahlungsanbieter, der mit Share&Charge zusammenarbeitet.
Parity
Kein direkter Kontakt zur Energiewirtschaft.
PowerTree
Nicht mehr aktiv.
PRTI
Kein direkter Kontakt zur Energiewirtschaft.
Smart Solar
Letzte Informationen aus dem Jahr 2016.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft61
TavridaElectric
Kooperation mit Qiwi, jedoch seit Bekanntwerden der Partnerschaft im
Jahr 2017 keine weiteren Informationen verfügbar.
WanXiang Blockchain Labs
Kein direkter Kontakt zur Energiewirtschaft.
XinFin
Kein direkter Kontakt zur Energiewirtschaft.
Eine Marktübersicht der Blockchain in der Energiewirtschaft62
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