Gridchain

Foto: shutterstock (chombosan)

Ein Projekt in Österreich zeigt, dass die Blockchain auch im Netzmanagement erheblichen Nutzen stiften kann. Nun sollen die Potentiale für deutsche Netzbetreiber ausgelotet werden.

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Deutschland ist nicht nur Vorreiter beim Ausbau der erneuerbaren Energien, sondern spielt auch in der Liga der Netzengpässe, des Einspeisemanagements und nicht zuletzt bei der Abregelung von EE-Anlagen ganz oben mit. „Im Zuge der Energiewende kommt es vermehrt zu Effekten, die eine mangelhafte Integration der heutigen Netzebenen beziehungsweise deren Datenkommunikation offenlegen“, sagt Dr. Michael Merz, Geschäftsführer der PONTON GmbH. Der Hamburger Software-Lieferant und IT-Dienstleister gehört zu den Pionieren bei Blockchain-Anwendungen für die Energiewirtschaft.

Eine klassische Situation ist etwa die Folgende: Ein ÜNB ruft bei seinen SDL-Anbietern Regelenergie ab, beispielsweise Minutenreserve. Heute stehen als SDL-Anbieter diverse Aggregatoren respektive virtuelle Kraftwerke zur Verfügung, deren Erzeugungspark über das gesamte Bundesgebiet in Form von BHKWs, Batteriespeichern, industriellen Verbrauchern oder PV- oder Windkraftanlagen verteilt ist. Beim Abruf von Minutenreserve kann es daher vorkommen, dass fünf MW von einem BHKW abgerufen werden, welches sich jedoch unglücklicherweise in einem Ortsnetz befindet, das sich bereits an der Kapazitätsgrenze befindet und die zusätzliche Regelleistung nicht mehr zulässt. Problematisch ist eine derartige Situation insoweit, als dass der verantwortliche VNB erst dann von dem Regelleistungsabruf erfährt, wenn das BHKW hochfährt und die resultierende, physischen Rampe im Netz wahrnehmbar ist. Um die Netzstabilität zu gewährleisten, kann er dann nur noch durch sofortiges Abregeln reagieren. Unterm Strich eine denkbar ungünstige Situation für alle Beteiligten: Das lokale Netz ist mit vermeidbaren Netzengpässen konfrontiert, der Aggregator muss sich kurzfristig um Ersatzkraftwerke kümmern und der ÜNB erhält möglicherweise nicht die abgerufene Regelleistung zur Frequenzhaltung.

Für Dr. Michael Merz verdeutlicht das genannte Beispiel, dass der bislang praktizierte Datenaustausch zwischen den Marktteilnehmern über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung nur bedingt geeignet ist, den Herausforderungen der Energiewende auf der Ebene der Übertragung und Verteilung zu begegnen. Doch wie lässt sich dieser Kommunikations- Knoten auflösen?

Gridchain-Projekt in Österreich

Hier kommt das Gridchain-Projekt ins Spiel, bei dem österreichische VNBs die Blockchain-Technologie zur Integration von ÜNB- und VNB-Prozessen nutzen wollen. „In Österreich ist das Engpass-Problem zwar bei weitem nicht so präsent wie in Deutschland, aber auch dort wird im Zuge neuer Regulierungen zum Mieterstrom erwartet, dass in spätestens fünf Jahren ,bayerische Verhältnisse‘ in den unteren Netzebenen entstehen können – also eine hohe lokale Netzlast durch PV-Erzeugung“, erläutert Dr. Merz. Vor diesem Hintergrund haben die österreichischen Netzbetreiber Wien Energie, Energie AG, TINETZ, Salzburg AG, EVN, Kärnten Netz, Energienetze Steiermark, Vorarlberger Energienetze und Wels Strom bereits im Jahr 2016 gemeinsam mit PONTON das Gridchain-Projekt ins Leben gerufen. Nach konzeptioneller Vorarbeit und der Entwicklung eines Prototypen fand im Januar 2018 ein technischer Workshop statt, wo sich die Teilnehmer unter Anleitung von PONTON das eigenständige Aufsetzen eines Blockchain- Netzwerks erarbeiteten. Dr. Michael Merz: „Beim Gastgeber ,Österreichs Energie’ haben Vertreter der teilnehmenden Netzbetreiber zunächst unter ,Laborbedingungen’ jeweils einen Blockchain-Knoten installiert, konfiguriert und mit den anderen Netzwerkknoten verbunden, bevor im Anschluss Testnachrichten über die Blockchain ausgetauscht wurden. Anschließend haben die Teilnehmer die Software mit ,nach Hause’ genommen und in ihrer Organisation installiert. Nach erneuter gegenseitiger Vernetzung waren sie wenige Tage später in der Lage, den Gridchain-Prozess direkt zwischen ihren Unternehmen simulativ zu erproben.“ Als nächster Schritt soll bis zum zweiten Quartal 2018 bei einigen Marktteilnehmern die Anbindung an das jeweilige Live-System erfolgen, während andere weiterhin simulierte Logik nutzen, um anhand von Echtdaten zu testen, inwieweit die Blockchain als Kanal für den Datenaustausch genutzt werden kann.

Kommunikation und Koordination mit der Blockchain

Was leistet nun die Blockchain-Technologie im Rahmen von Gridchain? „Zunächst ist zu differenzieren zwischen einem Konsortialeinsatz wie bei Gridchain und anderen Nutzungsformen der Blockchain“, erläutert Dr. Michael Merz – weder handele es sich um eine Kryptowährung wie beispielsweise Bitcoin, noch um eine Smart-Contract-Plattform wie Ethereum. „Die bei Gridchain eingesetzte Technologie basiert auf einer zugangsbeschränkten Blockchain-Infrastruktur, die es ermöglicht, Netzwerkknoten zwischen Teilnehmern aufzuteilen und als gemeinsame Infrastruktur für die gesicherte Datenkommunikation, Datenspeicherung und Abrechnung einzusetzen“, so der PONTON-Geschäftsführer weiter.

Gridchain – Synchronisierung der Prozesse zwischen VNB und ÜNB. Foto: PONTON GmbH

Dabei machen sich die Gridchain-Teilnehmer die sogenannte 1:n-Kommunikation zu Nutze: Nachrichten, die ein Teilnehmer in die Blockchain schreibt, können wiederum von allen anderen Teilnehmern gelesen werden. Dies steht im Gegensatz zur anfangs beschriebenen, „klassischen“ Punkt-zu-Punkt-Kommunikation und bietet insbesondere für dezentrale Prozesse zahlreiche Vorteile.

Konkret greifen somit ÜNB, VNBs, Aggregatoren und Erzeugungsanlagen mit ihren Anwendungen auf die Blockchain zu und tauschen Daten miteinander aus. Eine zentrale Plattform ist hierbei aufgrund des dezentralen Ansatzes der Blockchain nicht erforderlich. Wenn nun also, wie im eingangs genannten Beispiel, der Aggregator Regelenergie vom BHKW im Netzgebiet des VNB abruft, liest letzterer einfach mit. Im Falle eines Engpasses kann der VNB sofort reagieren, indem er eine „Sperrflag“ in der Blockchain vermerkt und dem Aggregator somit signalisiert, dass von diesem BHKW aktuell keine Leistung bezogen werden kann. In diesem Fall hat der Aggregator genügend Zeit, sich Regelenergie bei einer alternativen Erzeugungsanlage zu beschaffen. Weiter gedacht könnte der VNB in der gelben Ampelphase sogar proaktiv ein Engpasssignal in die Blockchain schreiben, welches allen Aggregatoren a priori signalisiert, dass im bezeichneten Netzgebiet beispielsweise nur vier MW an Kapazität zur Verfügung stehen.

Praxis-Workshop „Blockchain-Anwendungen für die Netzwirtschaft“

Dr. Michael Merz von PONTON sieht insbesondere in den Kommunikations- und Koordinationsprozessen der Netzwirtschaft weitreichende Potentiale für die Blockchain-Technologie. Um diesen Potentialen auf den Grund zu gehen, lädt PONTON am 10./11. April alle interessierten Netzbetreiber, Aggregatoren und Flexibilitätsanbieter zu einem Praxis-Workshop nach Berlin ein. Im Rahmen des zweitätigen Workshops „Blockchain-Anwendungen für die Netzwirtschaft“ möchten er und sein Geschäftsführungskollege Tilo Zimmermann ihre Blockchain-Erfahrungen teilen und in kreativer Atmosphäre gemeinsam an konkreten Anwendungen für die Netzwirtschaft arbeiten.

Kontakt: PONTON GmbH, Dr. Michael Merz, 22301 Hamburg, Tel. +49 (40) 866275-340, merz@ponton.de

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