Diese Technologie kann und wird die Welt verändern

Blockchain für Nichtinformatiker

Nach dem Besuch des Global Summit on Blockchain Technology in the Energy Sector in Wien ist mir klar: Diese Technologie kann und wird die Welt verändern. Grund genug, sie näher zu ­beleuchten und sich auf eine neue industrielle und gesellschaftliche Revolution vorzubereiten.
 
Meine Eltern haben mir ein Grundstück vermacht. 1.000 m2, gute Lage, im Allgäu. Im Grundbuch wird beim Grundstück mit der Flurnummer 2204 eingetragen, dass es mir gehört. Das kostet 635 EUR. Die auf dem Grundstück lastende Grundschuld wird gestrichen. Früher ging das noch mit Kugelschreiber und Lineal, heute machen das die Leute im Grundbuchamt mit dem Computer. Die Leute sind Beamte. Da kann nichts schiefgehen!

Vertrauen ist die Basis
Wir vertrauen drauf, dass sie das richtig machen. Und sie vertrauen dem Computer, dass er das richtig und auf Dauer speichert. Und ich kann drauf vertrauen, dass kein Unberechtigter Zugriff auf diesen Eintrag hat. Mit den Leuten im Grundbuchamt habe ich dabei keinen Kontakt. Das macht der Notar für 531 EUR. Dem Notar darf ich aber auch vertrauen. Nun baue ich ein Haus auf dem Grundstück, die andere Hälfte verkaufe ich. Im Grundbuch wird das Grundstück in 2204/1 und 2204/2 geteilt. Die Kosten von Notar und Grundbuchamt trägt in dem Fall der Käufer. Was der und seine Kinder mit der anderen Hälfte machen, geht mich nichts an. Ich sehe die zukünftigen Einträge im Grundbuch dazu nicht. Aber bei ihm und bei mir steht drin, dass mein Großvater vor 60 Jahren eine Grunddienstbarkeit hat eintragen lassen und deshalb die Telekom immer an das Kabel darf, das unter dem Grundstück liegt. Um genau zu erfahren, was da eingetragen ist, lasse ich mir einen Grundbuchauszug kommen. Das kostet 18 EUR. Das gibt auf die Dauer eine lange, auch recht unübersichtliche Kette von Vorgängen rund um mein Grundstück. Kette heißt auf Englisch „chain".
 
Die virtuelle Transaktionskette
Bergsteiger und Business: Vieles in unserer Gesellschaft und in unserem Wirtschaftssystem erfordert Vertrauen, schafft aber auch Abhängigkeiten. Ist ein System denkbar, in dem ich nicht von anderen abhängig bin? © istock, bitontawanNun haben schlaue Informatiker etwas ausgedacht, mit dem sich solche Ketten von Transaktionen auch anders realisieren lassen. Für jede Transaktion wird eine Art elektronisches Zertifikat angelegt. Im Fall meines Grundstücks erhalte ich ein solches, wenn meine Eltern es mir schenken. Ich vergebe ein nur mir bekanntes Passwort und schreibe mir die Nummer des Zertifikats auf. Wenn das Grundstück geteilt wird, entstehen zwei solche Zertifikate. Mein altes kann ich vergessen. Wenn ich oder mein Käufer später mal etwas zur Historie wissen müssen, gehen wir an den Computer, öffnen mit unserem Passwort unser Zertifikat und geben quasi einen Suchauftrag. Da das Zertifikat ein Block in einer Kette von Transaktionen ist, kann es sich entlang der Kette zurückhangeln, bis es zum Beispiel zu dem Block kommt, wo mein Großvater der Telekom versprochen hat, dass die auf Dauer an das Kabel darf. Was mein Großvater dafür bekommen hat, erfahre weder ich noch der Käufer der anderen Grundstückshälfte. An meine Zertifikate komme ich immer, auch am Sonntagabend oder wenn ich im Hotel in Peking bin. Welche Rolle in einem solchen System dann die Leute vom Grundbuchamt spielen und die Notare – darüber muss man sicher noch diskutieren.  Sicherlich würd es aber Auswirkungen auf ihr Geschäftsfeld haben.

Technisch ist das alles heute schon möglich. Die Technologie heißt Blockchain und wird vermutlich sehr viele Lebens- und Geschäftsbereiche revolutionieren. Beim Grundbuch wird es wohl noch sehr lange dauern. Das hat ja schließlich sehr viel mit Vertrauen zu tun. Und ich möchte da schon sicher sein, dass auf Dauer alle wissen, dass dieses tolle Grundstück mir gehört!
 
Im Finanzsystem ist Blockchain schon angekommen
Die virtuelle Währung Bitcoin ist eine der ersten kommerziellen Anwendungen von Blockchain. Der Nachweis, dass ich eine Bitcoin besitze, ist weder eine Münze noch ein Eintrag auf einem Computer einer Bank. Anders als im herkömmlichen Bankverkehr gibt es keine zentrale Abwicklungsstelle für Überweisungen. Jedes Mal wenn einer dem anderen eine Menge Bitcoins gibt, werden entsprechende Einträge in der Blockchain gemacht. Mit Hilfe von hochsicheren Mechanismen im verteilten System wird sichergestellt, dass Transaktionen mit Bitcoins nur vom jeweiligen Eigentümer vorgenommen und die Bitcoins nicht mehrfach ausgegeben werden können. Auch das unberechtigte Schaffen von Bitcoins ist ausgeschlossen: Falschgeld kann es nicht mehr geben. Im Kern funktioniert das so, dass alle Transaktionen bei allen an das System angeschlossenen Rechner gespeichert sind. Würde man betrügen wollen, müsste man absolut zeitgleich auf allen Rechnern die Kette verfälschen – sonst würde der Betrug sofort auffallen. Den Zugang zu meinen Bitcoins erhalte ich über eine elektronische Geldbörse (wallet), eine passwortgeschützte App auf meinem Smartphone oder ein Programm auf meinem PC. Inzwischen akzeptieren viele Unternehmen das Bezahlen mit Bitcoins, von der Pizzeria bis zum Online-Dienst Threema. Ohne Geld, ohne Karte, ohne Bank dazwischen. Allerdings können Bitcoins bei Online-Börsen gegen andere virtuelle Währungen getauscht werden. Auch ein Tausch in eine „echte" Währung ist möglich.

Leider werden Bitcoins wegen der Anonymität der Transaktionen heute auch als Zahlmittel für Waffen sowie zur Abwicklung illegaler Drogengeschäfte genutzt. Ein Hinweis darauf, dass man auch im Fall der Blockchain wie bei anderen Technologien eine Nutzung für gesellschaftlich unerwünschte Anwendungen nicht ausschließen kann. Bei neueren Systemen wird deshalb die Nachvollziehbarkeit einzelner Transaktionen verbessert um sie bei einem Verdacht zu nutzen. Natürlich unter Wahrung aller Datenschutz- und Persönlichkeitsrechte.
 
Blockchain macht vor dem Energiesystem nicht Halt
Im Energiebereich sind große Veränderungen im Gange. Früher war es normal, dass Strom in wenigen großen Kraftwerken produziert wurde. Noch heute habe ich einen Vertrag mit meinem Stadtwerk. Dieser regelt, dass die Stadtwerke einen Teil des in Europa erzeugten Stroms kaufen und mir dann in der von mir benötigten Menge weiterverkaufen. Da der Strom eine der wenigen Sachen ist, die ich mir nicht per Paketdienst liefern lassen kann, schickt ihn mir das Stadtwerk über das Netz. Dass das funktioniert, dafür sorgt ein Netzbetreiber. In Rahmen der sogenannten Liberalisierung des Strommarkts wurde festgelegt, dass der Stromversorger und der Netzbetreiber nicht der Gleiche sind. Aber ich darf darauf vertrauen, dass die das schon richtigmachen. Und drum zahle ich mit der Stromrechnung nicht nur gern den Strom, sondern auch eine Gebühr für die Nutzung des Netzes. Ich zahle mit der Stromrechnung auch ziemlich viel Steuern, einen Beitrag zur Energiewende und ein paar andere Sachen. Dass das alles seine Ordnung hat, darüber wacht eine Regulierungsbehörde.
 
Stirbt der Stromhändler?
Nun gibt es heute ganz viele Stromerzeugungsanlagen. Mein Nachbar hat eine auf dem Hausdach, mir gehört ein Teil einer großen PV-Anlage auf einem Feld. Andere Leute in unserem Viertel haben sich schon Batterien gekauft, um auch in der Nacht den selbsterzeugten Strom zu nutzen. Andere haben ein sogenanntes Blockheizkraftwerk im Keller, mit dem sie gleichzeitig das Haus heizen und Strom erzeugen. Da fängt der Ärger aber schon an: die wollen heizen, brauchen aber den Strom nicht, der dabei zwangsläufig entsteht. Ich könnte den Strom aber gut brauchen, um mein Elektroauto zu laden. Das jetzige System hat dafür eine funktionierende, aber doch etwas unbefriedigende Lösung: Wer Strom überhat, kippt ihn gewissermaßen in den großen Strom-See zu dem anderen Strom von den Großanlagen. Und wer grad zu wenig hat, kauft Strom vom Stadtwerk, das ihn letztlich aus diesem großen See entnimmt. 
 
Die Blockchain-Leute würden das anders machen. Wenn ich zu wenig Strom habe, liefert ihn mir mein Nachbar. Der bekommt dafür ein Zertifikat darüber, dass er eine bestimmte Menge Strom geliefert hat. Hat er dann selbst einmal zu wenig, bekommt er ihn von einem anderen Nachbarn aus unserem Viertel. Nun erhält der ein Zertifikat. Wenn es zufällig die gleiche Menge Strom war, steht mein Nachbar damit quasi auf Null und ich schulde seinem anderen Nachbarn die Lieferung der entsprechenden Menge Strom. Dass das so ist, kann sein Nachbar mit seinem Zertifikat beweisen, denn es ist ein Block am Ende einer zurück verfolgbaren Kette von Transaktionen. Nachdem es aber selten so ist, dass es zufällig um die gleiche Menge Strom geht, ist es wie bei meinem Grundstück: das Zertifikat wird geteilt. In der Blockchain ist damit zu jedem Zeitpunkt klar, wer wieviel geliefert hat und wer noch zu liefern hat. Geld ist dabei nicht im Spiel. Es ist eher ein permanenter Austausch von Werten zwischen gleichberechtigten Partnern. Darum nennt man das auch Peer-to-Peer System. Es gibt keinen, der als Händler dazwischensteht, keinen der eine Stromrechnung erstellt und keinen der an einer Geldüberweisung verdient. Gedanken muss man sich noch machen, wie zu verfahren ist, wenn die Bilanz einiger Teilnehmer nie ausgeglichen werden kann. Gedanken muss man sich auch machen, ob die Lieferung von Strom zu jeder Tageszeit gleich viel Wert hat. Im einen Fall kann man mehr Teilnehmer aufnehmen, im anderen so etwas wie Wertfaktoren einbauen. Und wenn es gar nicht aufgeht, muss halt vorerst ein Ausgleich durch Aufnahme von Geldtransfers in die Blockchain geschaffen werden.
 
Die Blockchain kann keine Energie transportieren
Schwieriger zu lösen ist ein anderes Problem: auch ich kann den Strom nicht im Eimer zum Nachbarn tragen. Es geht nicht ohne Stromnetz und ohne Netzbetreiber. Ob sich das wohl auch über eine Blockchain lösen lässt? Vielleicht so, dass der Netzbetreiber ein Block-Zertifikat bekommt, wenn er meinen Strom zum Nachbarn durchlässt? Und mit diesem Zertifikat bezahlt, wenn er auf die Batterie meines Nachbarn zugreift, damit die anfängt zu laden, wenn sonst das Netz mit zu viel Strom überlastet würde?

Bis das alles funktioniert, ist es noch ein weiter Weg. Aber viele glauben, dass die Blockchain-Technologie auch im Energiebereich eine Rolle spielen wird. Nicht nur ein paar technikverliebte Informatiker, sondern auch die ersten Stromversorger und Netzbetreiber schauen sich die Sache an. Jedenfalls ist das alles so interessant, dass sich fast 500 Menschen aus aller Welt in Wien versammelt haben, um die Chancen und Herausforderungen zu diskutieren. Auffallend jung war die Gruppe von Informatikern, Energiewirtschaftlern und Investoren. In der Pause gab‘s grüne Smoothies und Powerdrinks, frische Äpfel und vegane Suppe. Entsprechend spürbar war die Aufbruchsstimmung.  Fast wie in Silicon Valley.
 
Es funktioniert schon ganz gut
Zuerst einmal war da die Frage, wie die riesig große Menge von Transaktionen abgewickelt werden soll. Hier entwickelt die Blockchain-Technologie eine ihrer größten Stärken. Die Abwicklung können „Autonome Agenten" übernehmen. Das sind kleine Computer oder Computerprogramme auf größeren Computern, die in meinem Namen handeln, wenn ich sie dazu autorisiert habe. Sie sind in der Lage untereinander Verträge über kleinste Transaktionen abzuschließen und kommunizieren dazu über sichere Kommunikationsschnittstellen. Eindrucksvoll gezeigt wurde das von bankymoon, einer Firma, die Bezahlsysteme ohne Geld für Afrika entwickelt. Eine Schule in Zimbabwe hat meist zu wenig Geld um die Kinder zu verköstigen und auch noch Strom für die Klassenzimmerbeleuchtung zu kaufen. Sie ist über einen Agenten an eine Blockchain mit Sponsoren angeschlossen. Bei einer Konferenz in Berkley wurde für die Beleuchtung der Schule gespendet. Der Agent in Berkley informierte den elektronischen Kollegen in Afrika und schon nach wenigen Sekunden ging das Licht im Klassenzimmer an. Könnte man sich vorstellen, dass so ein Licht-anmach-und-bezahl-Agent auf meinem Smartphone wäre? Wenn ich dann durch eine dunkle Straße gehe und mich ängstige, kann der den Kollegen in der Straßenlaterne veranlassen, das Licht anzumachen. Wenn die Straßenlaterne zur gleichen Blockchain gehört wie die Batterie meines Nachbarn, kann mein Agent mit dem Zertifikat zahlen, das ich bekommen habe, als ich gestern bei Sonnenschein den Überschuss von meiner Solaranlage in seine Batterie gegeben habe. Und irgendwie brennt jetzt doch die Straßenlaterne mitten in der Nacht mit meinem Solarstrom, oder? Und keiner schickt mir eine Rechnung.
 
Fortschrittliche Stromversorger sind schon dabei
Wie man die Sache mit dem Zusammenspiel einer Strom-Blockchain mit dem wie gesagt notwendigen Netzbetreiber gestalten kann, dazu berichtete Éric Larchevêque vom Australischen Unternehmen Ledger. Dort gelingt es mit PowerLedger schon, dass private Stromerzeuger ihren Strom mittels einer Blockchain und unter Nutzung des vorhandenen Netzes direkt an spezielle Abnehmer vertreiben. Auch in Europa tut sich schon Einiges. VUB in Belgien hat NRGCoin entwickelt, eine Währung für Erneuerbare Energien, mit der man sogar die Netzdurchleitungsgebühr bezahlen kann. Wien Energie testet die Lösungen der kanadischen Firma BTL, RWE bindet seine E-Fahrzeug-Ladestationen in eine Blockchain ein. Dass man sogar einen sogenannten Kapazitätsmarkt und Realzeit-Marktplätze für das Handeln von Flexibilitäten im Stromverbrauch mit Blockchains bauen kann – davon ist auch Manuel Sánchez Jimenéz von der EU Kommission überzeugt. Genauso wie die junge EU-Parlamentarierin Eva Kaili, die dafür sorgt, dass solche Ansätze auch von der EU gefördert werden.

Erste reale Einsätze im Energiebereich könnte die Blockchain-Technologie wohl im Bereich der Versorgung von mehreren Parteien in einem Haus mit Strom vom gemeinsamen Dach erhalten. Ob Mieterstrom oder Inhouse-Flatrate – die Blockchain ist ein sicheres Medium um die einzelnen Verbräuche zu erfassen und gegeneinander zu verrechnen. Geld muss dabei nicht im Spiel sein. Das erleichtert den Betrieb eines solchen Systems auch bei den gegebenen Restriktionen seitens der Regulierungsbehörden. An dieser Stelle setzt eine ganze Reihe deutscher Startups an, z. B. slock.it oder freell.io.
 
Blockchains für die Nachhaltigkeit des Energiesystems
Wie könnte nun so eine schöne neue Energiewelt mit Blockchains entstehen? Zuerst einmal muss sichergestellt sein, dass die zugrundeliegende Hardware und Software ordnungsgemäß funktioniert. Da es keinen Zentralrechner gibt, über den alle Agenten zusammengeschlossen sind, gibt es schon mal nicht diesen einen Ort, bei dessen Ausfall das gesamte System zusammenbrechen würde. Alle Agenten zusammen bilden gewissermaßen das Betriebssystem für die Blockchain, also so etwas wie Windows oder Android, aber komplett verteilt auf Tausende von Computer. Ob die App auf diesem Betriebssystem dann eine Grundbuch-Kette aufbaut oder eine Peer-to-Peer-Stromversorgung, das ist fast egal. Hauptsache die verteilte Blockchain-Plattform erfüllt die 5-T-Anforderung: trustable, traceable, time-stamped, transparent transactions. Die Programmierer von Anwendungen werden dadurch quasi gehindert, Anwendungen zu realisieren, bei denen die Teilnehmer betrogen werden. Spätestens wegen der Anforderung „traceable" (komplett rückverfolgbar) wäre jeder Betrug schnell aufzuklären. Trotzdem bleibt die Frage: wer stellt sicher, dass die Blockchain-Plattform den Anforderungen genügt? Wer setzt sie erstmals auf, bevor sich dann viele Teilnehmer nach klaren Spielregeln anschließen können? Wer hat noch eine Lösung, wenn sich die Energiebilanz in einer Strom-Blockchain nicht ausgleichen lässt? Wird es noch eine Regulierungsbehörde geben und wenn ja, was sind ihre Aufgaben?

Um hier zu befriedigenden Antworten zu kommen, hat sich die Energy Web Foundation, eine weltweit operierende, non-for-profit NGO, gegründet (www.energyweb.org). Federführend war dabei das Rocky Mountain Institute, dessen Leiter Amory Lovins ja schon so weitblickende Werke wie „Faktor 4" oder „Natural Capitalism - Creating the Next Industrial Revolution" veröffentlich hat. Maßgeblich dabei auch die Firma GridSingularity, deren Gründer Ewald Hesse und Gavin Wood als zentrale Köpfe bei der Entwicklung von Energy Blockchains gelten.

Es geht dabei um nicht mehr und nicht weniger als die Frage, ob und wie sich unser gesamtes System der Energieversorgung – im Bereich Technik wie im Bereich Markt – anders gestalten lässt als bisher. Natürlich wird es weiterhin Leitungen zum Transportieren von Strom geben. Aber die werden wohl nicht mehr ein hierarchisches Einsammel- und Verteilungssystem sein. Mit der Blockchain lassen sich zellulare Systeme bauen (wie z. B. im Projekt c/sells) oder ganz neue Konzepte wie das Holare Modell (im Projekt PolyEnergyNet). Zuverlässig, transparent und kostengünstig.

Die Energy Web Foundation denkt nun wie auch viele innovative Kräfte in Deutschland und Europa bereits über die Veränderungen in den Rollen der bisherigen Akteure nach. Wie die virtuelle Bitcoin-Währung derzeit die Finanzwelt durchrüttelt, so fragen sich nun auch die Akteure im Energiebereich, was mit den vielen innovativen Startups auf sie zukommt. Es wird noch eine Zeit dauern, bis wir zum neuen Transaktionssystem so viel Vertrauen haben wie bisher zu den Banken, Rechtsanwälten, Notaren, Stadtwerken und Regulierern. Aber die Menschen auf dem Kongress in Wien haben so viel Energie ausgestrahlt, dass man gern glaubt, dass sie in den nächsten Jahren alles auf den Kopf stellen. Energie 4.0 steht vor den Toren – auch wenn einige es nicht glauben. So etwas gab es schon einmal und es ging schnell, wie diese beiden Bilder vom Aufkommen des Automobils beweisen.
 
Ludwig Karg ist Gesellschafter-Geschäftsführer der B.A.U.M. Consult GmbH München/Berlin und Chairman von INEM. Mit seinem Team berät er Unternehmen und entwickelt in großen Projekten Lösungen für eine nachhaltige Versorgung mit Material, Mobilität und Energie.

 
Wirtschaft | CSR & Strategie, 01.05.2017
Dieser Artikel ist in forum Nachhaltig Wirtschaften 02/2017 - Wie ernähren wir uns in Zukunft? erschienen.
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