ProChain

Prosumer- und Nutzeranbindung im Verteilnetz mittels Blockchain

Programm / Ausschreibung Energieforschung (e!MISSION), Energieforschung, Energieforschung 4. Ausschreibung 2017 Status abgeschlossen
Projektstart 01.02.2018 Projektende 31.03.2019
Zeitraum 2018 - 2019 Projektlaufzeit 14 Monate
Keywords Blockchain-Technologie, Datenschutz, Datensicherheit, Benutzerakzeptanz

Projektbeschreibung

Blockchains werden als Schlüsseltechnologie im Bereich digitalisierter Energiesysteme gesehen (z.B. PwC Studie, „Revolutioniert Blockchain den Energiesektor?“, 2016 oder auch Bloomberg, „Gridchain: will blockchain work in the energy sector?“, 2016). Neben allen Vorteilen dieser Technologie ist eine differenzierte, kritische und systematische Bewertung notwendig. Dieses Projekt führt eine solche Bewertung für den Einsatz von Blockchain-Technologie in der Kundendomäne durch.
Gerade im Bereich der Anbindung von Endkundinnen und Endkunden ist eine detaillierte Bewertung der passenden Einsatzgebiete von Blockchain-Technologie essentiell, besonders hinsichtlich der Benutzerakzeptanz. Darüber hinaus spielen gerade im Endnutzerbereich, in dem kundenbezogene Daten verarbeitet werden, Datenschutz und damit auch Datensicherheit eine entscheidende Rolle.
Projekt ProChain wird den Einsatz von Blockchains zur Prosumer- und Nutzeranbindung im Verteilnetz anhand konkreter Anwendungsfälle untersuchen (Mieterstrommodell, Eigenverbrauchsoptimierung und Electric Vehicle Charging). Generelle Anforderungen für den Einsatz von Blockchains, besonders hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Datenschutz und -sicherheit, Benutzerinteraktion, Datenhaltung und passende Blockchainmodelle, werden für die Endanwenderdomäne abgeleitet. Im Speziellen werden folgende Punkte adressiert:
1) Eignung verschiedener Blockchainansätze (private, public, hybrid; Consensus Algorithmen, Smart Contracts, etc.)
2) Anforderungen in Datenschutz und Datensicherheit
3) Anforderungen für Nutzerakzeptanz und für die Nutzerschnittstelle
Basierend auf den Anwendungsfällen werden allgemeine Schlüsse und Empfehlungen erstellt. Ein integriertes Projektkonzept wird erabeitet, welches Methoden und Ansätze aus den Erkenntnissen der Sondierung entwickelt (geeignete Blockchainansätze, Methoden für Datenschutz – privacy enhancing technologies, IT-Sicherheit, Nutzerakzeptanz und -anbindung). Folgende Beiträge werden vom Sondierungsprojekt geleistet:
• Systematische Bewertung der Implikationen des Einsatzes von Blockchain-Technologie im Endnutzerbereich anhand verschiedener Parameter und am Beispiel konkreter Anwendungsfälle
• Bewertung der Auswirkungen von blockchain-basierter Nutzeranbindung auf Datenschutz und Datensicherheit
• Erhebung möglicher Methoden um Datenschutz für die Verarbeitung sensibler kundenbezogener Daten zu gewährleisten
• Gegenüberstellung und Bewertung verschiedener Modelle zum Betrieb von Blockchains (z.B. private Blockchains, öffentliche Blockchains, Consortium Blockchains; Validierungskonzepte, sowie verschiedene Mechanismen zur Abbildung der Businesslogik), sowie die Möglichkeit ihrer Verbindung in einem hybriden Modell
• Erste Erhebungen von Anforderungen für Nutzerakzeptanz von Blockchain-Technlogie und der Anforderungen für die Schnittstelle zum Nutzer

Abstract

Blockchains are seen as a key technology in the area of digitized energy systems (e.g., PWC study, “Will Blockchain Revolutionize the Energy Sector”, 2016, in German, or Bloomberg, „Gridchain: will blockchain work in the energy sector?“, 2016). Regardless of the many advantages of this technology, it is necessary to assess it critically and systematically. In this project, such an assessment is conducted for the use of blockchain technology in the consumer domain.
Consumer integration is a field, where the evaluation of suitable areas of use for blockchain technology is essential, especially for user acceptance. Furthermore, due to the processing of personal customer data, the aspects of privacy and security play a vital role.
Project ProChain will evaluate the utility of blockchains as a technology for prosumer and user integration in the low voltage grid on the basis of concrete use cases (distribution of user shares for photovoltaics, optimization of local energy usage and electrical vehicle charging). General requirements for the use of blockchains in den consumer domain will be deduced, especially regarding economic utility, privacy, security, user interaction, data handling and suitable models for blockchain operations. The following three points will be focal:
1) Feasibility and suitability of different blockchain approaches (private, public, hybrid; consensus algorithms, smart contracts, etc.)
2) Requirements for privacy and security
3) Requirements for user acceptance and user interfacing
Based on the use cases, general conclusions and recommendations will be drawn. An integrated project concept will be created, which will develop methods and approaches for blockchain usage, based on the insights of the exploratory project (suitable blockchain approaches, privacy enhancing technologies, IT security, user acceptance and integration).
The exploratory project will make the following contributions:
• Systematic assessment of the use of blockchain technology in the end user domain based on concrete use cases
• Assessment of the implications of blockchain-based user integration for privacy and data security
• Investigation of possible methods to safeguard privacy for personal data
• Comparison and evaluation of different blockchain approaches (e.g., private, public, consortium; concepts for validation, different mechanisms to include business logic) and the possibility to combine them in a hybrid model
• Initial investigation of requirements for user acceptance and requirements for user interfacing