pebbles

Im Rahmen des vom BMWi geförderten Projektes pebbles entwickeln das Fraunhofer FIT, die Siemens AG, die AllgäuNetz GmbH, die Allgäuer Überlandwerke und die Hochschule Kempten eine deutschlandweit einmalige digitale Plattform für den lokalen Handel in zukünftigen Energieversorgungssystemen auf Basis von Blockchains.

Ausgehend von einem stockenden Ausbau des inländischen und insb. grenzüberschreitenden Stromnetzes sowie einer fortschreitenden technologischen Entwicklung, rücken intelligente, dezentrale Lösungsansätze für die Ausgestaltung zukünftiger Energieversorgungssysteme zunehmend in den Mittelpunkt. Für die Gewährleistung eines sicheren und zuverlässigen Betriebs der Energieversorgungssysteme müssen insbesondere Verteilungsnetzbetreiber netzorientierte Dienste bereitstellen, die Wechselwirkungen zwischen Markt und Stromnetz antizipieren (z.B. anhand von Ampelfunktionalitäten). Diesen mit Hilfe von digitalen Technologien realisierbaren Innovationen, stehen vielfältige Herausforderungen (z.B. Koordination, Kompatibilität, Sichere und Transparente Prozesse, Versorgungszuverlässigkeit, Informationstechnologien, etc.) gegenüber.

Entwicklung einer lokalen Blockchain-Plattform für P2P-Handel und digitale Dienste

Daher hat das Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT gemeinsam mit der Siemens AG, der AllgäuNetz GmbH, den Allgäuer Überlandwerke und der Hochschule Kempten das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Projekt pebbles ins Leben gerufen. Kernziel des Projektes ist die Entwicklung einer lokalen Blockchain-Plattform für P2P-Handel und digitale Dienste. Das umfasst zum einen die Umsetzung der damit realisierbaren innovativen Geschäftsmodelle und Dienste von und für Unternehmen und Endkunden. Zum anderen werden neue Ansätze für die Transaktionsabwicklung und -dokumentation demonstriert. Hierbei analysiert und testet das Konsortium ganzheitlich auf allen relevanten physischen und informationstechnischen Ebenen die Auswirkungen von Blockchain-basierten Prozessen. So können die Chancen und Herausforderungen der innovativen Geschäftsmodelle und Dienste für die betroffenen Akteure berücksichtigt werden. Weiterhin wird die entwickelte P2P-Handelsplattform über ein Virtuelles Kraftwerk im Rahmen eines Feldversuches demonstrativ in die bestehenden Strommärkte eingebettet und der Einfluss auf den Betrieb des Verteilungsnetzes analysiert.

Aufgaben des Fraunhofer FIT

Innerhalb des Projektes arbeiten die beiden Fraunhofer FIT Abteilungen »Digitale Energie« und »Kooperationsunterstützung« an der Konzeptionierung und multikriteriellen Optimierung der digitalen Plattform. Ein besonderer Fokus wird auf die Berücksichtigung der Grenzen der technischen, marktwirtschaftlichen, institutionellen sowie rechtlich-regulatorischen Rahmen gelegt bzw. notwendigen Änderungen abgeleitet. Auf Basis einer simulativen Analyse sollen potenzielle Geschäftsmodelle aufgezeigt werden, die ein hohes wirtschaftliches Potenzial für die beteiligten Akteure (insb. Energieversorgungsunternehmen, Verteilnetzbetreiber, Endverbraucher und Anlagenbetreiber bzw. Prosumer) bieten. Hierbei soll der bestehende institutionelle Rahmen als Referenz für die untersuchten Zukunftsszenarien herangezogen werden. Darüber hinaus wird ein bewertender Vergleich unterschiedlicher Blockchain-Infrastrukturen für die Umsetzung der Geschäftsmodelle durchgeführt. Bei der Konzeptionierung der Geschäftsmodelle wird ebenso davon ausgegangen, dass:

• die digitale Plattform sowohl für P2P-Handel als auch für den Austausch von Netzdiensten (z.B. Austausch von Systemdienstleistungen, dynamische Netzentgelte) genutzt werden kann.
• weiterhin die Möglichkeit besteht, die eigene Energie an den konventionellen Strom- und Regelleistungsmärkten zu vermarkten.

In diesem Kontext soll untersucht werden, inwiefern Virtuelle Kraftwerke als Schnittstelle zwischen P2P-Handel und zentralen Märkten geeignet sind und wie die neuen Anforderungen in bestehende Einsatzplanungsverfahren integriert werden können. Zur Gewährleistung der Aussagekraft und Repräsentativität der Aussagen soll eine Simulationsumgebung entwickelt werden, die die Untersuchung einer Vielzahl von Geschäftsmodellen, Untersuchungsgegenständen (Netztopologien, Last- und Erzeugungssituation, etc.) sowie Blockchain-Infrastrukturen über den projektspezifischen Kontext hinaus ermöglicht. Neben der theoretischen und softwaretechnischen Konzeptionierung und Mitentwicklung von digitalen Plattformen für zukünftige Energieversorgungssysteme ist ein weiteres Arbeitsziel des Fraunhofer FIT die Erstellung von Techniken zur Visualisierung von Handels- und Leistungsflüssen im Rahmen des Demonstrators. Den Blockchain-Teilnehmern und weiteren Stakeholdern der Plattform soll die Möglichkeit gegeben werden, die über die Plattform abgewickelten Prozesse zu visualisieren. Somit soll ein wesentlicher Beitrag zur Steigerung der Akzeptanz des Projekts und insbesondere des Demonstrators in der Öffentlichkeit geleistet werden.