De energietransitie versnellen met een ‘energievretende technologie’ – kan dat?

Frits Thijs
23 mei 2023

Veel urgente problemen en discussies zijn een ‘welkome’ afleiding van het zwaard van Damocles dat ons boven het hoofd hangt: klimaatverandering. We staan voor een gigantische uitdaging, en de Nederlandse overheid heeft met Europa ambitieuze doelstellingen gesteld op dit vlak. De energietransitie realiseren is echter makkelijker gezegd dan gedaan. Duidelijk is dat er nieuwe samenwerkingen voor opgezet moeten worden, en dat innovatie een belangrijke rol zal spelen.

Blockchain is één van de innovaties die de afgelopen jaren voor veel reuring gezorgd heeft. Deze technologie linken veel mensen vooral aan Bitcoin; en dat is een ‘energieslurpend betaalmiddel’. Niet een eigenschap waar je direct warm van wordt als je aan de energietransitie denkt. Nu de hype rondom Bitcoin weer is gaan liggen, hebben we de ruimte over de toegevoegde waarde van de blockchaintechnologie zelf te praten. Bitcoin is immers maar één van de toepassingen van blockchain. De laatste jaren zijn er veel andere toepassingen ontwikkeld in verschillende sectoren, zoals Financial Services, Identity, Supply Chain en ook in de energiesector. Deze gedecentraliseerde technologie die partijen in staat stelt om data op een betrouwbare manier met elkaar te delen kan, gezien de benodigde samenwerking tijdens de energietransitie, wel eens een oplossing bieden voor onze problemen.

Is blockchain één van de oplossingen voor de uitdagingen in onze energietransitie?

Voor iedereen die vandaag nét te weinig tijd heeft om alles te lezen: het antwoord is ja. Met blockchain kan veel. Zo kunnen er bijvoorbeeld oplossingen voor netcongestie gerealiseerd worden, en kunnen we transparantie bieden over de herkomst van de (groene) energie die iedereen gebruikt. Wat hiervoor noodzakelijk is? Samenwerken, en breder en verder kijken dan je eigen horizon. Iets wat nlmtd onder andere probeert met Rethinking Energy.

"Zo kunnen er bijvoorbeeld oplossingen voor netcongestie gerealiseerd worden, en kunnen we transparantie bieden over de herkomst van de energie die iedereen gebruikt"

In het kort: wat is blockchain ook alweer precies?

Op zijn kortst: Blockchain is een gedecentraliseerde technologie die informatie op een veilige en transparante manier kan opslaan en delen. Dit maakt blockchain geschikt voor toepassingen waarbij vertrouwen tussen partijen een uitdaging is, zoals bijvoorbeeld bij transacties tussen onbekende partijen of bij het delen van gevoelige informatie.

Het is een gedeeld, gedecentraliseerd grootboek dat transacties vastlegt en deze versleutelt op een manier die zorgt voor integriteit en transparantie. Het grootboek bestaat uit een reeks blokken die aan elkaar zijn gekoppeld, waarbij elk blok een groep transacties bevat die zijn geverifieerd en vastgelegd door een netwerk van computers.
Elk blok in de blockchain heeft een unieke code, een ‘hash’, die is gebaseerd op de gegevens in het blok. De hash van het vorige blok wordt gebruikt als input voor de hash van het volgende blok, waardoor de blokken aan elkaar worden gekoppeld en een onveranderlijk en continu groeiend grootboek ontstaat.
Het netwerk van computers dat de blockchain onderhoudt en verifieert, wordt vaak aangeduid als ‘nodes’. Deze nodes werken samen om de transacties in de blockchain te verifiëren en consensus te bereiken over de volgorde van de transacties. Dit proces wordt vaak aangeduid als ‘mining’. De nodes ontvangen hierbij geld (vaak uitgekeerd in tokens) voor het werk dat ze geleverd hebben.
Dit netwerk van computers gebruikt logischerwijs energie. Gelukkig is de blockchain-industrie ook op dit vlak continu aan het innoveren om dit probleem op te lossen. Zo is Ethereum – één van de bekendste blockchain initiatieven – vorig jaar van een Proof of Work (PoW) algoritme naar een Proof of Stake (PoS) algoritme overgestapt. Zonder te diep op details in te gaan, levert dit schaalvoordelen op, en daarmee ook een lager energieverbruik (voor wie wel graag details wil lezen over PoW en PoS: business insider schreef er een duidelijk artikel over).

Een belangrijk kenmerk van blockchain is dat het een “vertrouwensloos” (“trustless”) systeem is. Dit betekent dat er in het systeem geen intermediair of centrale partij nodig is om de correctheid te vertrouwen. Dit maakt blockchain geschikt voor toepassingen waarbij vertrouwen tussen partijen een uitdaging is, zoals bijvoorbeeld bij transacties tussen onbekende partijen of bij het delen van gevoelige informatie.

Maar wat maakt blockchain nou waardevol? De belangrijkste kenmerken van blockchain zijn:

1. Decentralisatie
In plaats van een centrale autoriteit die alle gegevens beheert, wordt de blockchain-technologie gedistribueerd over een netwerk van computers.

2. Consensus
Consensus is het proces waarbij alle nodes op het blockchainnetwerk het eens zijn over de huidige staat van het grootboek. Dit gebeurt via een consensusalgoritme, dat ervoor zorgt dat alle nodes het eens zijn en dat alle voorgestelde wijzigingen in het grootboek geldig zijn.

3. Onveranderlijkheid
Zodra een transactie op de blockchain is geregistreerd, kan het niet worden gewijzigd zonder de goedkeuring van het netwerk. Hierdoor wordt de integriteit van de gegevens gewaarborgd.

4. Smart contracts
Smart contracts zijn zelfuitvoerende contracten die automatisch de voorwaarden van een overeenkomst afdwingen. Ze worden automatisch uitgevoerd zodra aan bepaalde voorwaarden is voldaan, en kunnen worden gebruikt om een groot aantal processen te automatiseren, waaronder financiële transacties en supply chain management.

5. Veiligheid
Informatie op de blockchain is beveiligd met cryptografie en is daardoor bijna niet te hacken.

6. Transparantie
Informatie op de blockchain kan worden bekeken door alle deelnemers aan het netwerk, waardoor het vertrouwen tussen partijen wordt vergroot.

Uitdagingen in de energiesector

Zoals gezegd staat de (Europese)energiesector voor een enorme uitdaging om te voldoen aan de doelstellingen van de energietransitie. Zo heeft de Nederlandse regering in 2019 het Klimaatakkoord gepresenteerd, waarin is afgesproken dat de CO2-uitstoot in 2030 met 49% verminderd moet zijn ten opzichte van 1990. Dit betekent de komende jaren flinke stappen moet zetten in het verduurzamen van de energievoorziening. Enkele uitdagingen hierbij zijn:

1. Vergroten van de duurzame energieopwekking
Momenteel komt ongeveer 12% van de Nederlandse energievoorziening uit hernieuwbare bronnen, zoals wind en zonne-energie. Om de doelstellingen van het Klimaatakkoord te halen, moet dit percentage fors omhoog. Dat leidt direct tot een volgende uitdaging.

2. De capaciteit van het energienetwerk vergroten
De elektrificatie en de toename van decentrale energieopwekking, zoals zonnepanelen op daken van huizen, vraagt om verzwaring van het netwerk. Veel netbeheerders hebben niet genoeg capaciteit om het netwerk zo snel te verzwaren, wat leidt tot netcongestie (wat onder andere in het Zuiden van Nederland al tot problemen leidde).

3. Het verminderen van de vraag naar fossiele brandstoffen
Het verminderen van de vraag naar gas en olie zorgt voor het meest directe effect. Energiebesparing in de industrie, transport en gebouwde omgeving zorgt voor een lagere uitstoot. Da’s logisch. De overheid is onder andere van plan om de uitstoter te laten betalen. Hoe dit precies te handhaven is echter nog een uitdaging.

4. Het balanceren van het energienet
De volatiliteit die met de weersafhankelijke opwekking van duurzame energie (zoals wind en zon) gepaard gaat, gecombineerd met het afbouwen van de stabiele, fossiele opwekking van energie, leidt tot een uitdaging op het gebied van netstabiliteit. De (toenemende) vraag naar elektriciteit moet immers altijd geleverd kunnen worden. Ook als de zon niet schijnt, of het niet hard waait.

Kan Blockchain een rol spelen om de energietransitie te laten slagen?

Absoluut. Gezien de complexiteit van de uitdagingen is samenwerking van groot belang. Ons toekomstig energiesysteem heeft waarschijnlijk veel meer actoren dan het energiesysteem zoals we het nu gewend zijn, met een energieproducent en een netbeheerder. Bewoners van huizen, bedrijven, energieproducenten, netbeheerders (en de overheid) spelen allemaal een rol in de toekomst. Blockchain kan op vele verschillende manieren een rol spelen. Enkele voorbeelden hiervan zijn:

1. Netcongestie en onbalans voorkomen door slimmer met de netwerkcapaciteit om te gaan
De opschaling van de netwerkcapaciteit loopt tegen grenzen aan. Daarom zullen we vooral veel slimmer met de capaciteit om moeten gaan. Blockchain kan hierbij een rol spelen door het mogelijk te maken om vraag en aanbod van energie beter op elkaar af te stemmen. Met blockchain kan er een peer-to-peer energiemarkt worden gecreëerd waarbij consumenten hun overtollige energie aan andere consumenten kunnen verkopen. Ook wordt het mogelijk om een efficiëntere energieproductie te realiseren, waarbij de energie zo dicht mogelijk bij de bron wordt gebruikt en er minder transportverliezen zijn. Dit zorgt voor een betere balans in het elektriciteitsnetwerk, waardoor het netwerk beter kan worden benut en er minder uitbreiding nodig is.

Wereldwijd worden hier door verschillende partijen pilots uitgevoerd. Equigy is een internationale samenwerking – met onder andere TenneT – die het net wil balanceren met behulp van duizenden grote en kleine deelnemers van het energienet, Maar ook lokaler en dichter bij huis, zoals de Haven van Rotterdam heeft met blockchain en microgrids geëxperimenteerd.

2. Transparantie bieden over de herkomst van gebruikte energie
Niet alle groene stroom is even groen. Vaak is het niet even makkelijk om terug te vinden hoe duurzaam de energieopwekking precies is, en hoeveel CO² bij alle activiteiten worden uitgestoten. De transparantie van blockchain kan het mogelijk te maken om de herkomst van groene energie te traceren en te certificeren. Hierdoor wordt het voor consumenten en bedrijven transparanter welke energie echt groen is en waar deze vandaan komt. Plannen van de overheid om hier actief op te sturen worden daardoor een stuk haalbaarder.

Een voorbeeld van een dergelijk systeem is de samenwerking van de Deense netbeheerder Energinet met blockchainbedrijf Concordium, zoals begin 2023 aangekondigd. De blockchain van Concordium levert hier een bijdrage aan het platform dat Energinet ontwikkelt om de geloofwaardigheid van alle certificaten voor hernieuwbare energie te controleren. Deze oplossing maakt het voor het eerst mogelijk voor bedrijven om te zien hoeveel van hun energieconsumptie hernieuwbare energie was. Deze oplossing is ook snel op te schalen richting andere bedrijven en landen.

Dus: kunnen we de energietransitie versnellen met blockchaintechnologie?

De mogelijkheden liggen er absoluut. Maar: samenwerking tussen bedrijven en overheden is noodzakelijk om de energietransitie te versnellen. Innovatieve oplossingen – zoals blockchain – moeten hierbij zeker meegenomen worden. Trek hierbij niets aan van het (grotendeels onterechte) negatieve stigma dat blockchain soms rondom energieverbruik heeft.

Daarom zetten we bij nlmtd actief in op samenwerkingen, zoals onder andere met Rethinking Energy, een open innovatie platform om de energietransitie te versnellen. Hierbij kunnen bedrijven en overheden samen optrekken, maar kunnen ook internationale samenwerkingen opgetuigd worden. Want waarom moeten we het wiel hier uitvinden, als bijvoorbeeld Energinet dit in Denemarken misschien al gedaan heeft?