B LOCKKEDJEBASERADE STYRMEDEL

Manipuleringssäkra register

Ytterligare ett område där blockkedjetekniken har potential att göra det mer lönsamt att investera i förnybar energi är inom incitamentsprogram och styrmedel. Genom att blockkedjan kan skapa distribuerade och säkra register av alla energiflöden och affärshändelser ökar spårbarhet och

trovärdighet för olika typer av certifikat eller utsläppsrätter. Systemen för handel eller registrering av olika typer av certifikat eller utsläppsrätter skulle även kunna drivas mer kostnads- och tidseffektivt genom att smarta kontrakt tillsammans med smarta mätare kan automatisera registrering av produktion och konsumtion av el, bokföring av affärstransaktioner och utdelning av certifikat och utsläppsrätter. Blockkedjan kan även användas för att skapa större integritet för slutkonsumenter i olika typer av tjänster som företag erbjuder, exempelvis när det gäller e-mobilitet. I och med att data som lagrats i blockkedjan är nästintill omöjlig att ändra i efterhand, och att samtliga transaktioner finns inlagrade på noder runt om i systemet, så möjliggör blockkedjan full spårbarhet av både transaktioner och ägande, vilket kan skapa större trygghet och enklare verifikationsprocesser på energimarknaden (Hasse et al., 2016; Energy Cities, 2018; World Energy Council & PWC, 2018).

3.7 TILLÄMPNINGAR AV BLOCKKEDJETEKNIK INOM

SVERIGES ELSYSTEM

Med utgångspunkt i de utmaningar som Sveriges elsystem står inför i och med omställningen till förnybar energi har fyra tillämpningsområden för blockkedjeteknik valts ut för att analyseras i kontexten och med förutsättningarna för det svenska elsystemet. Områdena det rör sig om är effektivisering av styrmedel och incitamentsprogram för förnybar elproduktion, ökad lönsamhet för prosumenter i Sverige, betal- och laddningslösningar för elbilar samt ökad efterfrågeflexibilitet för att möta utmaningarna med minskad svängmassa och ökad väderberoende produktion.

3.7.1B

LOCKKEDJEBASERADE STYRMEDEL

Blockkedjetekniken har potential att öka transparens och spårbarhet för en rad styrmedel som syftar till att stimulera förnybar elproduktion, exempelvis elcertifikat, urprungsgarantier och utsläppsrätter, samtidigt som administrationen för dessa styrmedel skulle kunna kostnadseffektiviseras. En rad projekt inom blockkedjeteknik har lanserats för att anpassa eller imitera styrmedel till en elmarknad med ökad diversifiering av produktion och lagring samt fler system som bygger på mikrogrid och P2P-elhandel. Nedan fokuserar vi framförallt på blockkedjetillämpningar på utsläppsrätter, elcertifikat och ursprungsgarantier.

3.7.1.1H

ANDEL AV UTSLÄPPSRÄTTER GENOM BLOCKKEDJAN

I en studie från National University of Singapore och Cambridge University (2017) designas en modell för handel med utsläppsrätter, som genom att inkorporera blockkedjeteknik och smarta enheter (smart devices) effektiviserar processerna för övervakning, rapportering och verifikation av

utsläppsrätter. Det nya systemet för utsläppsrätter minskar också möjligheter till bedrägerier och stölder av utsläppsrätter. Systemet medför inga ändringar i processerna för att utfärda eller distribuera utsläppsrätter, utan förändrar endast att processerna utförs genom en blockkedja, istället för genom konventionell IT-infrastruktur.

handlingsutrymme kan begränsas. Endast noder som har fått tillstånd av systemoperatören (vilket i Sveriges fall skulle vara Naturvårdsverket och European Union Transaction Log m.fl för hela

registret) kan delta i en viss roll och författarna introducerar fyra olika roller i sitt system: Myndighet, Företag, Projekt (CDM projekt eller liknande) och en granskande roll, kallad Auditor, vars syfte är att granska företags strategier och utsläpp och tilldela s.k. reputation-points (Khaqqi et al., 2017).

En konsekvens av att använda en decentraliserad blockkedja är att den centrala aktören som sköter, sorterar och matchar bud på utsläppsrätter försvinner. Istället måste varje enskild aktör i systemet självständigt sortera och välja ut vilket bud som önskas accepteras. För att skapa större incitament för företag att investera i utsläppsminskande åtgärder, så har ett ryktessystem (reputation system) införts som avgör vilka bud ett företag får tillgång till. Ryktessystemet tar hänsyn till en aktörs tidigare utsläpp såväl som deras nuvarande strategi för att minska sina utsläpp och ju bättre ett företag presterar desto mer s.k. reputation-points får företaget i systemet. Ett företags reputation-points, som alltså korresponderar mot aktörens engagemang och prestation för att minska sina utsläpp, bestämmer vilka bud aktören får tillgång till i systemet. Blockkedjan inte bara stödjer, utan möjliggör, detta

ryktesbaserade handelssystem eftersom handelsreglerna, som bygger på aktörens ”rykte” i systemet, kan integreras i den algoritm som styr hur en transaktion utförs inom blockkedjan. Ryktessystemet ger ett direkt finansiellt incitament för företag att minska sina utsläpp, eftersom detta medför tillgång till bättre priser på utsläppsrätter. Blockkedjetekniken i systemet medför full transparens, där företag inte kan använda data på ett vilseledande sätt för få sitt engagemang för att minska utsläpp att se större ut än vad det är. Detta skapar ytterligare ett incitament för företaget att minska sina utsläpp, då de inte vill skada sitt varumärke. Författarna visar att ryktessystemet skapar en större vilja hos företagen att investera för att minska sina utsläpp långsiktigt.

Eftersom blockkedjan endast kan garantera att transaktionerna inuti blockkedjan inte modifierats, och således inte pålitligheten av den data som matas in i systemet, så kommer smarta mätare behöva användas för att garantera att indatan i systemet är riktig.

I ett konventionellt system kan företag utnyttja att dubbelräkning kan undgå upptäckt. För att tackla problemen har EU ETS har låtit koppla upp samtliga nationella register mot FN:s internationella transaktionslogg, ITL, som verifierar transaktioner för att garantera att dubbelräkning inte sker. Att basera systemet på blockkedjor kan effektivisera övervakning, validering och verifiering av utsläppen som produceras eller reduceras, och därmed minska kostnaderna för att avskräcka företag från bristande efterlevnad av kraven på utsläppsrätter, exempelvis dubbelräkning. (Energimyndigheten, 2016a; Khaqqi et al., 2017)

3.7.1.2K

RYPTOVALUTOR SOM URSPRUNGSGARANTIER

Precis som att blockkedjans s.k. tokens kan representera en enhet valuta, så kan de också representera en enhet energi. Genom att använda blockkedjenätverket Ethereum tillsammans med smart kontrakt designades ett system som presenterades på International Conference on Smart Energy Grid

Engineering (Castellanos, Coll-Mayor & Notholt, 2017), där prosumenter på ett förenklat sätt skulle kunna sälja en form av ursprungsgarantier (tokenized Guarantees of Origin) direkt till konsumenter. Syftet var att ge aktörer som inte har tillgång till officiella marknadsplatser för ursprungsgarantier, antingen för att det är dyrt eller för att det är krångligt, tillgång att handla tokens som imiterar de officiella ursprungsgarantierna, och samtidigt ge konsumenter ett direkt sätt att stödja förnybar elproduktion. Istället för att konsumenter köper ”grön el” från bolag som köpt ursprungsgarantier, köps garantierna direkt från prosumenter, vilket innebär att prosumenter kan kringå krångliga och kostsamma system för att sälja sina ursprungsgarantier, samtidigt som systemet åstadkommer samma resultat, dvs. att konsumenter får garantier för att ”deras” el är producerad av förnybara källor.

De smarta kontrakten i systemet fungerar både som operatör för marknaden och som själva marknadsplatsen, eftersom kontrakten både bestämmer reglerna och villkoren för handeln samtidigt som de utför samtliga transaktioner. Funktionerna för de smarta kontrakten är att registrera

konsumenter och prosumenter på marknaden, sköta transaktioner av valutan Ether (valutan inom blockkedjan Ethereum) mellan konsumenter och prosumenter, skapa och upprätthålla en databas för transaktionerna och balanserna, samt tillåta prosumenter att få ut pengar för sina ursprungsgarantier.

Marknadsplatsen är en spotmarknad där tokens används som ursprungsgarantier, s.k. Proof of Energy Provenance och kan handlas mot Ether. En token motsvarar en MWh av förnybar el. Marknadsplatsen i simuleringen är helt fristående från energimarknaden och påverkar inte flöden av el, utan är endast en handelsplats. Både marknadsplatser med ett fixt pris och ett rörligt pris simuleras framgångsrikt.

Varje transaktion (rad av kod) som utförs inom Ethereumnätverket medför en kostnad, som representeras av en enhet Gas. När enkla beräkningar, som addition eller subraktion, är relativt billiga, så är det betydligt dyrare att lagra data i nätverket. I simuleringen blir transaktionskostnaderna för prosumenterna dyrare än traditionella handelsplatser för ursprungsgarantier, medan de initiala investeringarna för att delta i handeln blir betydligt mindre. Även kostnaderna av att administrera systemet blir mindre. Författarna föreslår att koden i de smarta kontrakten kan optimeras för att minska transaktionskostnaderna, men prisfluktuationer för Ether och Gas gör det svårt att förutsäga vad transaktionskostnaderna i ett verkligt system kan landa på. Simuleringen visar att konsumenter som köper tokens via blockkedjan för att kompensera för sin egen elförbrukning inte upplever stor skillnad i sitt elpris medan prosumenterna kan tjäna betydligt mer genom att kringgå traditionella marknadsplatser för att sälja sina ”ursprungsgarantier” (Castellanos, Coll-Mayor & Notholt, 2017).

3.7.1.3S

OLAR

C

OIN

SolarCoin är ett annat exempel där en kryptovaluta används för att efterlikna systemet med

ursprungsgarantier, som till skillnad mot systemet ovan, redan används på verkliga marknader. Istället för att bygga på en annan kryptovaluta som i fallet ovan, så är SolarCoin sin egen kryptovaluta som använder godkända solkraftsanläggningar i processen för att belöna miners, dvs. istället för

exempelvis Proof of Work. Detta innebär att de som har en solcellsanläggning kan tjäna SolarCoins genom att generera elektricitet. Dessa SolarCoins kan senare säljas, precis som ursprungsgarantier. SolarCoin är alltså ett globalt incitamentsprogram för solcellsanläggningar, och samtidigt är det en betydligt miljövänligare kryptovaluta än exempelvis Bitcoin.

SolarCoin drivs av The SolarCoin Foundation, vilka har en kontroll- och certifieringsfunktion i nätverket. Producenter registrerar sin anläggning och deras mätare integreras genom APIer med SolarCoins plattform för att produktionen ska kunna verifieras. SolarCoins belönas till producenter för varje MWh de producerar i ett publikt register. Idag innehåller nätverket över 10 000 anläggningar (200 MW) i 28 länder och målet är att nätverket ska understödja solcellsproduktionen så att den installerade effekten uppgår till 3000 GW 2050, att jämföra med den nuvarande installerade effekten globalt på ungefär 300 GW (Wesoff, 2017). Anläggningarna behöver inte vara uppkopplade mot ett nät för att kunna erhålla SolarCoins för sin produktion, vilket är en stor fördel för att skapa incitament för småskalig produktion i delar av världen där infrastrukturen för elektricitet är bristfällig.

För att upprätthålla efterfrågan på kryptovalutar kan de inte nyproduceras på obestämd tid, det skulle urvattna värdet. Ofta tacklas detta problem direkt i kodstrukturen, exempelvis är taket för antal Bitcoins som kan skapas satt till 21 miljoner Bitcoins, där produktion sker i en avtagande takt ju närmre antalet kommer 21 miljoner. Maxgränsen för antal SolarCoins är satt till 98 miljarder, vilket innebär att SolarCoins kommer nyproduceras i drygt 40 år.

en kryptovaluta som accepteras av över 100 000 företag som betalningsmetod globalt medan SolarCoin däremot inte är en kryptovaluta som företag generellt accepterar, även om det finns undantag. SolarCoins största utmaningar är därför att utöka sitt nätverk genom att attrahera fler solcellsägare, både storskaliga och småskaliga och försäkra sig om att företag börjar acceptera SolarCoins som betalningsmetod. Företags vilja att exponera sig mot SolarCoins bygger i sin tur på valutans likviditet och förmåga att attrahera konsumenter relativt andra kryptovalutor samt på robustheten i nätverket och den underliggande tekniken. En ytterligare utmaning är att få producenter att vilja dela med sig av produktionsdata. En stor styrka för SolarCoin är det sociala och miljömässiga värde som valutan erbjuder jämfört med andra kryptovalutor (Colarcoin, 2018).

3.7.1.4E

N

“

GRÖN BLOCKKEDJA

”

FÖR ATT ANPASSA URSPRUNGSGARANTIERNA TILL EN

DECENTRALISERAD MARKNAD

Med ökad andel mindre producenter, skiljelinjer som suddas ut mellan producenter och konsumenter och ett elkraftsystem som består av en allt större mängd olika energikällor och system för

energilagring så finns ett behov av P2P elhandel via mikronät (microgrids). Ursprungsgarantierna är i vissa avseenden inte anpassade till den här typen av nya elkraftsystem, där småskalig produktion (> 1 MWh) finns utspritt i ”ändarna” på nätet, snarare än aggregerat på en nationell nivå. I det traditionella systemet finns också risken att en ursprungsgaranti i själva verket inte alls är en garanti för förnybar el. En lång kedja av ägandeskap och en risk för att samma enhet förnybart kan användas för att få fler än en ursprungsgaranti kan skapa misstro mot ursprungsgarantiernas äkthet.

I projektet The Green Blockchain av Imbault et al. från 2017 inkorporeras blockkedjeteknik på operativssytemet Predix, vanligen använt inom industrin för att samla och analysera data från industrimaskiner, för att utveckla ett system som kan bidra till optimering av ett mer distribuerat elsystem. Den ”gröna blockkedjan” som artikeln föreslår skulle kunna användas för att administrera utsläppsrätter, elcertifikat och ursprungsgarantier såväl som andra styrmedel för att skapa säkrare och mer transparenta register för bl.a. utsläppsrätter som är anpassade att fungera inom mikrogrid. Den gröna blockkedjan tillämpas och testas i projektet inom ramen för en skola för att övervaka lokal elproduktion och konsumtion. Lösningen tillåter även uppföljning av åtgärder för att öka energieffektiviteten.

Blockkedjan som inkorporeras i det befintliga operativsystemet är en privat blockkedja vilket medför en högre grad av skalbarhet, även om en privat blockkedja kan medföra minskad säkerhet och/eller att det skapas en silo-effekt genom att man delar upp systemet i flera olika kedjor. Blockkedjan balanserar själv utsläppsrätter för byggnaden genom att sälja eller köpa utsläppsrätter beroende på den lokala konsumtionen och produktionen.

När testet kördes kunde noder bli instabila vid stora transaktionsvolymer, speciellt i de försök då inte endast ursprungsgarantier skulle lagras, utan även produktions- och konsumtionsdata. Slutsatsen från projektet var att blockkedjeteknik är lovande för att skapa säkra och transparenta mät- och

övervakningssystem för energirelaterade tillgångar i mikrogrid. Framförallt om utvecklingen fortsätter mot mer decentralisering och lokal produktion i elkraftsystemt. Dock menar författarna att det behövs mer forskning både kring det teoretiska ramverket såväl som på de praktiska tillämpningarna av blockkedjeteknik (Imbault et al., 2017).

3.7.1.5E

LCERTIFIKAT

Som tillämpningarna av blockkedjeteknik inom utsläppsrätter och ursprungsgarantier visat så skulle transparensen, spårbarheten och säkerheten eventuellt kunna öka för elcertifikatsystemet genom att använda blockkedjeteknik. Våra efterforskningar har inte visat att några projekt testat att tillämpa blockkedjeteknik för elcertifikatsystemet. Om systemet ska avvecklas före 2030 så kan det vara

ineffektivt och kostsamt att försöka flytta över hanteringen av elcertifikaten från de fem handläggare som arbetar med processerna idag, till blockkedjenätverk och smarta kontrakt. (Norwald, 2018)

3.7.2B

LOCKKEDJEBASERAD PROSUMTION

Om ett P2P-handelssystem skulle etableras med hjälp av blockkedjan skulle den genererade elektriciteten vara registrerat på blockkedjan och möjliggöra för prosumenten att helt och fullt ta kommando över sin produkt, sina val och preferenser utan att vara beroende av elleverantören som mellanhand. Forskning inom P2P-handel visar på att en blockkedjebaserad elhandel där

mellanhänderna utesluts är möjlig och skulle kunna bli fördelaktig både för köpare och säljare och sedan 2015 har ett flertal blockkedjeföretag tagit sig in på elhandelsmarknaden. Några av de företag som genom blockkedjan möjliggjort P2P-elhandel är Alliander i Nederländerna, Conjoule i Tyskland, Electron i Storbritannien, Energy Web Foundation i Somalia, Haiti, Indien och Argentina, LO3 Energy i Brooklyn, USA och Power Ledger i Australien och Nya Zeeland (Chitchyan and Murkin, 2018). Av dessa företag kommer Power Ledger och LO3 beskrivas närmare nedan.

3.7.2.1P

OWER

L

EDGER

Det australiensiska företaget Power Ledger startades i maj 2016 för att adressera tre huvudsakliga utmaningar som världens elsystem står inför:

1. Inkludera individer i tätbebyggda områden i den distribuerade energimarknaden.

2. Förändra elnätet för att skapa incitament till att ge sig in i den decentraliserade elhandeln. 3. Minska behovet av mångmiljardsinvesteringar i elnätsinfrastruktur.

Power Ledger tillhandahåller en plattform på vilken man som eldistributör, eller på en oreglerad elmarknad, prosument, enkelt kan handla el sinsemellan och få betalt i realtid från ett automatiserat och tillförlitligt system. Tanken är att transaktionskostnaderna ska vara låga, det ska vara möjligt att köpa och sälja överskottsel av sina grannar, transaktionerna ska vara transparenta och lätta att spåra samtidigt som de levererar en affärsmodell med låga investeringskostnader för initiativtagaren (powerledger, 2018). Den som tillhandahåller Power Ledgers modell och system på en elmarknad kallas nedan för application host, eller applikationsvärd, och kan vara en tidigare konventionell eldistributör, till exempel Fortum i Sverige, eller om mellanhänder helt kapas kan det vara prosumenterna själva i ett grannskap eller samhälle. Power ledger är Australiens största gräsrotsfinansierade projektet någonsin och ligger på 14:e plats på listan över världens störsa gräsrotsfinansierade projekt.

Den blockkedjeunderbyggda plattformen som Power Ledger tagit hanterar P2P-transaktioner genom att registrera både produktionen och konsumtionen av elen i realtid med ett förutbestämt pris. Plattformen verkar på två lager av blockkedjor, en publik och en konsortium-blockkedja, och använder två typer av valutor, Power Ledger Token (POWR) och Sparkz. Valutorna samverkar på båda

blockkedjorna och har olika funktioner.

Den första valutan, POWR, är vad som ger applikationsvärden och resterande deltagare access att använda plattformen. Då applikationsvärden inte har tillräckligt med POWR har den inte längre tillgång till plattformen. POWR byts och annulleras via den publika blockkedjan i utbyte mot den andra valutan – Sparkz. När applikationsvärden annullerat tillräckligt med POWR kan den inte längre utföra transaktioner på plattformen och måste således erhålla nya POWR att lösa in mot Sparkz för att återfå access.

Den andra valutan Sparkz köps och inlöses med fiatpengar (eller ”riktiga” pengar om man så vill, t.ex. kronor) inom individuella handelsplattformar som har stängda handelsekosystem med el och Sparkz. Enkelt uttryckt betalar elkonsumenten pengar för Sparkz, som den sedan kan handla för.

Prosumenten får Sparkz i utbyte mot levererade kWh och löser in Sparkz mot kronor av applikationsvärden (Sessa, 2018).

Figur 14 Schematisk skiss över Power Ledgers modell

3.7.2.2B

ROOKLYN

M

ICROGRID

The Brooklyn Microgrid Project som initierats av företaget LO3 Energy har sedan april 2016 verkat i Brooklyn, New York för att främja förnyelsebar och decentraliserad P2P handel med solel. Projektets mål är att se hur blockkedjeteknik kan användas för att effektivisera handel av solel grannar

sinsemellan och är byggt ovanpå en publik blockkedja, närmare bestämt Ethereum. Byggnaderna som har solcellsanläggningar på taken och deltar i projektet är ihopkopplade med det konventionella distributionsnätet, med transaktioner som styrs av blockkedjan, och ger en bild av hur ett framtida distribuerat system skulle kunna komma att se ut. Implementeringen av projektet kräver smarta mätare av produktion och konsumtion, blockkedje-mjukvara för att effektivisera transaktionerna och smarta kontrakt som utför och bokför transaktionerna automatiskt och säkert.

För närvarande utförs och slutförs transaktionerna manuellt; köp och försäljning accepteras av prosumenten och konsumenten innan transaktionen genomförs. Tanken är emellertid att köp och sälj ska ske automatiskt i framtiden, då med specificerade parametrar, t.ex. till vilket pris konsumenten är beredd att köpa för. Transaktionerna kommer då att genomföras per automatik utifrån förutbestämda individanpassade premisser. Ett av projektets mål är således att som prosument kunna skräddarsy sin försäljning och vinna ytterligare nytta i solelsproduktion, inte bara mata elen till distributionsnätet mot ett av eldistributören eller nätägaren reglerat pris.

LO3 Energys vision i Brooklyn är att projektet i framtiden ska verka som en kooperativ organisation där de som bor i området och deltar i mikronätet är delägare i företaget. Dessa planer gestaltar idén om att framtidens förnyelsebara elnät ägs av folket, där medlemmar kollektivt tar del av vinsterna som genereras. Detta medför att även konsumenterna blir prosumenter; det räcker att vara en del av kooperativet för att vara delägare i solelsproduktion, även om individen inte har möjlighet till installation av solcellsanläggning (Hasse et al., 2016).

In document Kan blockkedjeteknik bidra till energiomställningen? (Page 37-43)