Energy Web Foundation

Die Energie Web Foundation ist eine globale Non-Profit Organisation die Infrastruktur bereitstellt, um den globalen Übergang zu einem dezentralen, demokratisierten, dekarbonisierten und digitalisierten Energiesystem zu beschleunigen. Das Ziel soll durch die Freisetzung des Potenzials der Blockchain Technologie im gesamten Energiesektor erreicht werden. Zukunftsweisende Markt- und Geschäftsmodelle sollen ermöglichen werden, die klare gesellschaftliche, ökologische und wirtschaftliche Vorteile bieten.

Blockchain

Tobalaba (basiert auf Ethereum Blockchain)

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Die EWF ist davon überzeugt, dass der Mehrwert der Blockchain nur durch aktive Beteiligung der Gemeinschaft und Partnerschaften erzeugen lässt. Daher bemüht sich die EWF Energieunternehmen, Entwickler und Regulierer für eine kollaborative Entwicklung zusammenzubringen. Das ist der EWF bisher gut gelungen. Das Ökosystem ist bereits erstaunlich groß. Mehr als 70 Unternehmen, unter denen sich zahlreiche Energieversorger aus unterschiedlichen Ländern befinden, sind bereits Partner des Netzwerks (z.B. AGL (Australien), E.ON, Innogy , ptt group (Thailand), Shell, TEPCO (Japan)). Zudem sind auch viele Start-ups die Blockchain Anwendungen bzw. Ökosysteme entwickeln, wie Share&Charge, Electron und FlexiDAO Teil des EWF Netzwerks geworden.

 

Handlungsprinzipien der EWF

Um die Vision von einer breiten Akzeptanz von Blockchain-Anwendungen im Massenmarkt zu erreichen, arbeitet die EWF nach den folgenden Prinzipien:

  1. Auf die Vorteile, die Blockchain im Energiesektor bringen kann, fokussieren.
  2. Interdisziplinäre Expertenteams aus Blockchain- und Energieexperten bilden.
  3. Aufbau eines kollaborativen Ökosystems mit Vertretern aus der gesamten Branche.
  4. Frameworks und Tools bereitstellen, um die Entwicklung kommerzieller Anwendungen zu beschleunigen.
  5. Einsatz innovativer Blockchain Governance, um die Vorteile der Dezentralisierung mit der Regulierungsaufsicht in Einklang zu bringen.
  6. Bereitstellung einer grundlegenden Technologie, die Entwicklerprobleme löst und die open-source und öffentlich verfügbar ist.

 

EWF Blockchain

Bei der Entwicklung der Blockchain hat man sich dazu entschieden auf bereits existierenden Blockchain Projekten aufzubauen, um sich ganz auf die Anpassung der Technologie an die Eigenschaften der Energiebranche zu konzentrieren. Dafür wurde die Code-Basis der Ethereum Blockchain als Ausgangspunkt verwendet.

Da die Technologie der EWF ebenfalls open-source ist, war es zwingend auch auf einem open-source Projekt aufzubauen. Die Blockchain muss zudem öffentlich sein, weil die meisten Use Cases im Energiesektor dieser Blockchain Art benötigen. Da öffentliche Blockchains sehr vielen Hackerangriffen ausgesetzt sind und die Ethereum Blockchain seit 2015 standhält, ist diese Robustheit ein weiterer wichtiger Aspekt, der für den Einsatz des Ethereum Codes spricht. Nicht zuletzt spielt auch die Flexibilität, jede erdenkliche Art von Anwendung auf Ethereum ausführen zu können und Popularität der Blockchain in der Entwickler Community eine wichtige Rolle.

 

Unterschied zu anderen Blockchains

Seit April 2018 betreibt die EWF die Beta Version ihres Testnetzwerk „Tobalaba“, bei dem Sie die fünf wichtigsten Änderungen an der Ethereum Blockchain vorgenommen haben, die für die Energiebranche wichtig sind:

Geringe Netzwerkkapazität

Beim Proof-of-Work (PoW) Konsensmechanismus, übersteigt die Transaktionsnachfrage oft das verfügbare Rechenangebot. Das Resultat sind zu hohe Transaktionskosten, verzögerte Abwicklung und begrenzte Skalierbarkeit für kommerzielle Anwendungen.

Proof-of-Authority Konsensus

EWF ersetzte den in Ethereum verwendeten Konsensmechanismus durch den Proof-of-Authority (PoA) Konsensmechanismus. Diese Änderung erhöhte die Netzwerkkapazität um das 30-fache.

Unzureichende IoT-Integration

Große Software-Clients können aufgrund unzureichender Speicher- und Rechenleistung nicht in kleine Geräte integriert werden, was die Anwendbarkeit der Blockchain im IoT einschränkt.

Light Client

EWF bietet verschiedene Versionen von Licht-Clients an, die an verschiedene Arten von IoT-Geräten angepasst sind und den Anschluss von verteilten Energieanlagen an die EW-Chain ermöglichen.

Keine Unterscheidung zwischen Knoten im Netzwerk

Die Unfähigkeit, zwischen Knoten (Node) und Konten aus der Sicht der Rechte und Pflichten zu unterscheiden, schränkt die Funktionalität von Governance ein.

Genehmigungsverfahren

EWF bietet die technische Möglichkeit, zwischen Knoten auf der Grundlage von Governance, Anwendungen und regulatorischen Anforderungen zu unterscheiden, wobei die Blockchain öffentlich bleibt.

Geringe Privatsphäre

Die geringe bis nicht existente Möglichkeit private Transaktionen durchzuführen, schränkt die Fähigkeit ein, Anwendungen in Märkten zu entwickeln, in denen Datenschutz erforderlich ist.

Private Transaktionen

EWF bietet einen Mechanismus, der es Entwicklern ermöglicht, den Datenschutz zu wahren und gleichzeitig die Validierungsvorteile einer Blockchain zu erhalten.

Entwicklungseinschränkungen

Die Ethereum Virtual Machine (EVM) ist im Vergleich zu anderen Maschinen, die Code ausführen, langsam und teuer. Um Smart Contracts für die EVM zu schreiben, müssen Entwickler spezielle Programmiersprachen (z.B. Solidity) verwenden. Diese sind weniger sicher und funktional eingeschränkter als andere Sprachen mit längerer Geschichte und breiterer Nutzung.

WASM

EWF bietet Zugriff auf eine virtuelle Web Assembly (WASM)-Maschine auf der Ethereum Virtual Machine, die im Vergleich zum EVM eine schnellere Ausführung ermöglicht. Der Zugriff auf zusätzliche Programmiersprachen über Solidity hinaus und robustere Entwickler-Toolkits für das Auditing und Debugging von Code werden so ermöglicht.

Die Expertise der EWF diese Änderungen an der Ethereum Code Basis durchzuführen kommt aus dem Ethereum Netzwerk selbst. Sie arbeitet mit den Unternehmen Parity Technologies und Slock.it zusammen, die jeweils von Ethereum Entwicklern gegründet wurden.

 

Kryptowährung der EWF

Wie bei den meisten öffentlichen Blockketten verfügt die EW-Blockchain über einen nativen Utility-Token der ersten Ebene, den Energy Web Token (EWT). Utility-Token schöpfen ihren Wert aus der Tatsache, dass die Nutzer eines Netzwerks wirtschaftliche Vorteile aus der Nutzung ziehen und bereit sind, für diese Vorteile zu bezahlen.

Die Tokens eines Blockchain Netzwerks dienen meistens der Sicherheit und zur Wirtschaftlichen Kompensation der Block-Validatoren. Der Sicherheitsaspekt kommt daher, dass jede Interaktion mit dem Netzwerk Transaktionskosten verursacht. Dies ist gerechtfertigt, da die Transaktionen Rechenleistung des Netzwerks beanspruchen. Ohne die Transaktionskosten könnte das Netzwerk durch Code mit unendlichen Schleifen lahmgelegt werden. Die Transaktionskosten werden dann den Teilnehmer ausgezahlt, die Rechenleistung für Netzwerkknoten zur Verfügung stellen.

Die EW-Blockchain unterstützt ebenfalls Tokens der zweiten Ebene. Dies bedeutet, dass die Applikationsentwickler ebenfalls Währungen erschaffen können, die für ihre Use Cases notwendig sind. Dies kennen wir bereits von der öffentlichen Ethereum Blockchain, auf welcher die meisten ICOs bisher basieren.

 

Verwaltung der Blockchain Infrastruktur

Blockchain Governance ist allgemein eine Kombination aus On-Chain-Code und Off-Chain-Administrationsprozessen, die es ermöglicht, eine Blockchain zu steuern. Blockchains müssen sich im Laufe der Zeit weiterentwickeln, um auf technologische Veränderungen und potenzielle Regulierungen oder Marktkräfte zu reagieren.

Die Regeln und Prozesse für Entscheidungen darüber, wie die EWF-Blockchain funktioniert, sind von entscheidender Bedeutung, da das Netzwerk mit der Energieinfrastruktur interagieren wird. Daher versucht die EW Chain Governance-Struktur die Vorteile der Dezentralisierung mit einem Kontrollaspekt zu verbinden, der für die regulatorische Akzeptanz erforderlich ist.

 

Fokus der Governance

Das Ziel des Governance-Modells ist es, sicherzustellen, dass die EWF-Blockchain sicher, kostengünstig und nützlich bleibt, indem sie die hilfreichsten Technologie-Upgrades durchführt und die Community über die Richtung der EWF-Blockchain aufklärt.

Die EWF formuliert die folgenden Eigenschaften der Blockchain Governance:

  • Inklusiv: Offen für Blockchain basierte Anwendung im Energiesektor und Unterstützung ihrer breiten Anwendung.
  • Transparent: Offen für die Prüfung durch Regulierungsbehörden, Entwickler und Marktteilnehmer.
  • Sicher: In der Lage, Hackerangriffen zu widerstehen und die Privatsphäre zu schützen.
  • Reaktionsfähig: In der Lage, bei Bedarf schnell zu handeln.
  • Anpassungsfähig: Kann sich mit der Technologie verbessern, an ändernde Bedürfnisse anpassen und auf Bedrohungen reagieren.
  • Kostengünstig: In der Lage, wettbewerbsfähige Transaktionskosten zu halten.
  • Skalierbar: Unterstützung von Anwendungen im industriellen Maßstab.

 

Umsetzung der Governance

Praktisch wird den Anwendungsentwicklern die führende Rolle bei der Steuerung der EWF-Blockchainchain gegeben. Das Stimmrecht richtet sich danach, wie nützlich ihre Anwendungen sind. Allerdings soll dabei trotzdem allen Anwendungsentwicklern gleichermaßen ein diskriminierungsfreier Zugang geboten werden. Welche Parteien Einfluss auf die Verwaltung der Blockchain nehmen wird transparent gemacht, um eine Kontrolle durch die Regierungsbehörden gewährleisten zu können.

Dieser Governance Ansatz der EW-Blockchain ist ein großer Unterschied zu anderen Blockchains. Diese legen die führende Rolle zur Veränderung des Netzwerks in die Hände von Minern oder Token-Inhabern (Shareholder).

 

Frameworks für die Energiewirtschaft

Um die Verwendung von Blockchain Technologie im Energiesektor voranzutreiben, baut die EWF Open-Source-Frameworks, die auf ihrer Blockchain aufsetzen. Frameworks sind Softwaremodule oder Referenzanwendungen, mit denen Entwickler ihre Anwendungsentwicklung beschleunigen und deren Kosten senken können.

Damit sind nicht nur Module, die von den Entwicklern für ihre jeweilige Applikation verwendet werden können gemeint, sondern auch fertige Use Case Frameworks. Diese Use-Case Frameworks können kopiert, erweitert oder einfach verwendet werden, um daraus kommerzielle Anwendungen zu erstellen.

Bisher wurden drei erste Versionen gebaut:

  1. EW Origin: ist eine Applikation für den Handel von Zertifikaten bzw. Herkunftsnachweise.
  2. EW Link: ist die Brücke zwischen der physikalischen und digitalen Welt. Es wird eine Referenzarchitektur vorgegeben, mit welcher physikalische Geräte (z.B. das Smart Meter) und andere offline Systeme mit der EW- Blockchain kostengünstig, verlässlich und sicher kommunizieren und interagieren können.
  3. EW D3A: steht für „Decentralized Autonomous Area Agent”. Dies ist ein dezentralisiertes und demokratisiertes Energiemarkt Modell, dass durch die Blockchain ermöglicht wird. Das Modell ermöglicht es energieverbrauchenden oder -produzierenden Geräten mit anderen Geräten in seinem lokalen Umfeld zu handeln.

Die Referenzmodelle wurden zu demonstrationszwecken von den Mitgliedern des Netzwerks bereits erfolgreich eingesetzt. Das EW-Origin Framework wurde bspw. von E.ON, Engie und anderen für den Handel von Zertifikaten auf verschiedenen Märkten an unterschiedlichen Orten auf der Welt eingesetzt.

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