„Wir haben in WindNODE ein für alle offenes Verzeichnis aufgebaut, in das die Player der Energiewirtschaft ihre Daten einstellen können“, sagt Dittwald. Statt „Dateneldorado“ zieht er ein anderes Wort vor: „Wir wollen die Gelben Seiten der Energieversorgung aufbauen.“

Die Webplattform ist unter datenmarkt.windnode.de öffentlich zugänglich. Hunderte Datensätze sind hier hinterlegt: Daten zur Stromeinspeisung auf der Hochspannungsebene in Berlin, die Liste der Kraftwerke in Deutschland, eine Übersicht der Bundesnetzagentur mit öffentlich zugänglichen Ladesäulen für E-Autos oder die Daten des Deutschen Wetterdienstes. „Das sind mehrere Terabyte. Die Kollegen haben ziemlich gestöhnt, weil sie den Speicherplatz im Rechenzentrum erweitern mussten“, erinnert sich Dittwald. 

Über die alte Welt der Energiedaten heißt es in der Projektbeschreibung des WindNODE-Arbeitspaketes: „Derzeit basieren Systeme zum Datenaustausch häufig auf bilateralen Absprachen und proprietären Schnittstellen und Datenmodellen, die für Dritte in der Regel nicht zugänglich gemacht werden oder nur mit großem Aufwand integriert werden können.“ Ein Gelbe-Seiten-Verzeichnis würde die Teilnehmer der Energiewirtschaft dagegen in die Lage versetzen, sich mithilfe der Informationstechnik in einem beliebig großen und komplexen Gebiet zu vernetzen. Unternehmen, die bisher in einer begrenzten und analogen Art und Weise auf der Suche nach Kooperationspartnern sind, könnten in diesem Datenkatalog unbegrenzt nach Partnern mit komplementären energetischen Eigenschaften suchen – so wie der Kühlhaus- und der Windparkbetreiber. Die Verknüpfungen auf dem Energie- und Datenmarktplatz des Fraunhofer-Instituts sollen von Entwicklern entdeckt werden, um Mehrwerte zu generieren.

Diesseits der Vision müssen jedoch noch viele Hürden überwunden werden – nicht nur in regulatorischer und rechtlicher Hinsicht, sondern auch handwerkliche informationstechnische Hindernisse tun sich auf. Denn zunächst müssen die Daten, die energierelevante Eigenschaften beschreiben, so vereinheitlicht werden, dass sie sich überhaupt zueinander in Beziehung setzen lassen. „Für ein offenes Verzeichnis müssen Daten einheitlich formatiert oder durch Meta-Daten beschrieben werden, damit sie besser verarbeitbar sind“, erklärt Dittwald.

Ein Metadatum beschreibt, wie die vorliegende Kette aus Zahlen und Zeichen zu verstehen ist. Wo steht der Titel eines Datensatzes? Wo steht, worum es sich in diesem Datensatz handelt? Wo stehen die energiewirtschaftlich relevanten Zahlen? Die Metadaten sagen auch, wer die Daten veröffentlicht hat und unter welcher rechtlichen Lizenz sie stehen.

In den „Energiedaten- und Energiedienstemarktplatz“ auf datenmarkt.windnode.de haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS beispielsweise Lastdaten von Anlagen in den Berliner Siemens-Werken eingelesen. Siemens ist mit diesen Maschinen mit einem eigenen Projekt in WindNODE eingebunden ("Industrielles Lastmanagement als Ganzes beherrschen").

„Wir sehen den Verbrauch von Lastanlagen in 15-Minuten-Takten“, sagt Dittwald. Es gibt ein Tagesdatum verbunden mit Lastgang und Informationen dazu, um welche Anlage es sich handelt. Aus solchen Daten lassen sich Annahmen zur Flexibilität ableiten – und ein Anbieter könnte sich überlegen, für dieses Lastprofil Strom anzubieten.

Im Falle von Siemens wurden die Daten in dem verbreiteten CSV-Format übergeben. Das sind kommaseparierte tabellarische Daten in einem Textformat. Andere Daten liegen als Excel, als XML oder in JSON vor, einem in der Informationstechnik verbreiteten und beliebten Format.

Die Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes wurden ebenso als CSV-Dateien zur Verfügung gestellt und sind in derselben Syntax beschrieben. „Nun kann man die Daten aufeinander beziehen und darüber nachdenken, die Maschinen so zu takten, dass sie dann Energie verbrauchen, wenn besonders viel Strom aus den wetterabhängigen Erneuerbaren Energien im Netzt ist“, sagt Dittwald. 

„Wir müssen erreichen, dass eine bestimmte Last nicht immer zur selben Zeit um drei Uhr morgens Strom verbraucht, sondern vielleicht auch mal um acht Uhr abends“, fasst Philipp Lämmel die Herausforderung zusammen. Dabei beschäftigt sich der Forscher am Fraunhofer-Institut für offene Kommunikationssysteme (FOKUS) in WindNODE mit der Frage, wie die Blockchain für die Verträge zwischen Energieanbietern und Verbrauchern genutzt werden kann.

Das Potenzial gilt als gewaltig: „Die Blockchain könnte bei der Digitalisierung des Energiesystems eine zentrale Rolle spielen, denn die Transaktions-

technologie vereinfacht den Austausch, die Validierung und Dokumentation von Daten“, heißt es etwa von der Deutschen Energieagentur dena. „Die Blockchain kann für Verträge das leisten, was das Internet für Informationen leistet“, verspricht der amerikanische IT-Konzern IBM. Die Blockchain gilt dabei als offenes Transaktionsbuch, das von allen Geschäftspartnern eingesehen und von niemandem einseitig verändert werden kann. Das macht dann auch den direkten und sicheren Handel von Tausenden Anbietern und Abnehmern untereinander möglich.

In der Energiewirtschaft ist ein Projekt im New Yorker Stadtteil Brooklyn berühmt geworden, in dem Haushalte mit einer Solaranlage überschüssigen Strom an ihre Nachbarn verkaufen konnten und sich dabei gegenseitig in einer eigenen digitalen Währung bezahlten. Das Revolutionäre dabei: Der direkte Handel könnte theoretisch den lokalen Stromhändler überflüssig machen. „Die Blockchain hat ein disruptives Potenzial, so wie es Uber für den Taximarkt, Jobbörsen für den Stellenmarkt in Zeitungen oder Videoplattformen für herkömmliches regionales Bezahlfernsehen haben“, erklärt Lämmel. Die Blockchain könnte den Intermediär, den Zwischenhändler, überflüssig machen.

Für die Unternehmen der Energiewirtschaft ist dies gleichzeitig eine Bedrohung und ein mögliches neues Geschäftsfeld. „Die Blockchain wird erst seit wenigen Jahren wirklich zur Kenntnis und ernst genommen. Und niemand kann heute voraussagen, wie sie in zehn oder zwanzig Jahre eingesetzt werden wird“, sagt FOKUS-Forscher Philipp Lämmel.

Technisch beschreibt man die Blockchain gerne als ein Betriebssystem, das speziell auf die gemeinsame Abwicklung von Verträgen mit einer großen Zahl an Vertragspartnern entwickelt wurde. Vergleichbar mit Microsoft Windows als Betriebssystem für PCs oder Android für Smartphones. Und so wie es verschiedene Betriebssysteme von unterschiedlichen Herstellern gibt, wird auch das Betriebssystem „Blockchain“ von verschiedenen Entwicklern angeboten. Ethereum, die von WindNODE genutzte Blockchain, ist eine „globale Open-Source-Plattform für dezentralisierte Anwendungen“, die von einer Stiftung getragen und von einer weltweiten Community entwickelt wird.

Die Daten werden in Blockchains in einer immer länger werdenden Kette von digitalen Blöcken gespeichert. Je mehr Transaktionen zustande kommen,

desto länger wird die Kette, weil alle Transaktionen jeweils in einem neuen Block abgelegt werden und die neuen Informationen dann mit dem vorherigen Kettenende verknüpft werden – ähnlich wie bei der Replikation von genetischen Informationen. Das ständige Erzeugen neuer Blöcke auf einem riesigen Netzwerk von verteilten Computern führt aber auch direkt zu einem der größten Nachteile aller Blockchain-Techniken: Der Stromverbrauch ist bei Blockchains mit Proof-of-Work als Konsensalgorithmus enorm. Alleine die bekannte Bitcoin-Blockchain hat schon 2018 genauso viel Strom verbraucht wie Österreich – so die „Expertenkommission für Forschung und Innovation“ der deutschen Bundesregierung.[1]

[1] EFI Gutachten 2019, Seite 85 linke Spalte.

Die WindNODE-Blockchain ist nicht auf den Handel mit privatem Sonnenstrom ausgerichtet, sondern auf die Ebene der Übertragungs- und Verteilungsnetze. „Prinzipiell wird schon an Lösungen für den Handel mit Flexibilitäten gearbeitet“, sagt Lämmel. Aber diese Lösungen seien immer zentral organisiert und setzten voraus, dass die Marktteilnehmer sich auf eine zentrale Instanz einigen können, der alle Teilnehmer vertrauen. Das entfällt bei der Blockchain: Da alle Transaktionen fälschungssicher abgelegt werden, ersetzt der „dezentrale Vertrauensraum“ den zentralen Marktplatzbetreiber.

Nach dem Vertragsabschluss zwischen Parteien könnte die Abrechnung des Handels nun in der Kryptowährung Ethereum erfolgen, deren Kurs im November 2020 bei rund 500 Euro je Ethereum liegt. Grundsätzlich ließe sich der Handel aber auch an eine Währung wie beispielsweise den Euro binden. Lämmel: „Das ist aufwendiger, würde aber finanzielle Risiken aus den Kursschwankungen der digitalen Währungen ausschließen.“