Come la tecnologia blockchain impatta sul mondo dell'energia

I possibili utilizzi della tecnologia blockchain sono infiniti e, in larga parte, ancora da esplorare. È potenzialmente in grado di impattare ogni cosa: attività bancarie, ogni tipo di pagamento e transazione finanziaria, il sistema di votazione, l’educazione, il mondo assicurativo, i contratti commerciali, i documenti pubblici, i tracciati medici e le analisi cliniche e, naturalmente, il mondo dell’energia.

Ci sono due modi con cui la blockchain è in grado di impattare il mondo dell’energia. Il primo è, come per gli altri campi sopra menzionati, la possibilità di costruire applicazioni basate su blockchain in grado di rivoluzionare il modo di produrre, consumare, scambiare l’energia.  Il secondo modo è il consumo energetico derivante dal suo utilizzo.

Le applicazioni possibili della blockchain nel mondo dell’energia.

Tra le possibili applicazioni della tecnologia blockchain al mondo dell’energia si possono elencare:

1. Scambio di energia P2P. Questa classe di applicazioni blockchain permette ai rivenditori di consentire agli utenti finali (o in un ambiente deregolato che permette la vendita diretta dell’energia da parte degli utenti finali) di scambiarsi tra di loro l’elettricità autoprodotta e di ricevere pagamenti in tempo reale attraverso un sistema di compensazione e riconciliazione automatico e trustless (senza intermediari). Ci sono altri benefici, oltre a quello economico, connessi con questo scenario, quali: la possibilità per il singolo consumatore di scegliere di consumare energia pulita, di scegliere di scambiare energia con i vicini (rilocalizzazione economica), di ricevere denaro per energia in eccesso; la trasparenza e il basso costo delle transazioni; la valorizzazione degli investimenti in impianti distribuiti di produzione di energia.
2. Gestione servizi operativi di microgrid. Questa classe di applicazioni blockchain consente la misura dei consumi elettrici, l’aggregazione delle misure in big data con valore statistico, la possibilità di micro transazioni rapide e la gestione della rete ad una scala estremamente granulare. Le transazioni incorporate nella rete spezzano il legame tra chi è proprietario della generazione elettrica e chi consuma effettivamente quella energia, il che implica che può essere attribuito valore agli investimenti in Energie Rinnovabili Distribuite anche in assenza di investitori o se il proprietario degli impianti di generazione non consuma tutta l’energia che produce. I dati di misura dei consumi elettrici sono disponibili, come già ora, alla società di distribuzione che utilizza la misura per la fatturazione, ma anche al singolo utente (relativamente ai dati di sua pertinenza) ed alla autority di controllo, il tutto in maniera automatica, trasparente ed economica.
3. I Nuovi Rivenditori nel mercato al dettaglio. La tecnologia blockchain è in grado di fornire l’infrastruttura necessaria per la nascita di nuovi intermediari, Nuovi Rivenditori, in grado di fornire servizi di gestione dell’offerta e della domanda, che possono essere remunerati quasi istantaneamente per il loro servizio di bilanciamento tra domanda e offerta.
4. Il mercato all’ingrosso. L’infrastruttura blockchain è in grado di supportare la gestione e l’ottimizzazione rapida ed a basso costo del dispacciamento di energia, mediante l’aggregazione dei dati, il servizio di compensazione e riconciliazione (ossia la verifica contabile dei saldi tra energia scambiata e controvalore monetario pagato) nel mercato all’ingrosso dell’energia. Tale applicazione è già stata sperimentata da diverse grandi utilities elettriche per l’interscambio di energia nei mercato trasfrontalieri.
5. Gestione Autonoma degli Asset. L’infrastruttura blockchain è in grado di supportare agenti software autonomi collegati con asset di produzione di energia in grado di coordinarsi per vendere e comprare energia e distribuire i guadagni a preassegnati portafogli elettronici in maniera automatica.
6. Veicoli elettrici. Questa classe di applicazioni intende facilitare la misurazione real time dell’energia assorbita in ricarica (interfacciandosi attraverso opportuni protocolli al punto di ricarica), l’aggregazione dei dati, l’identificazione dell’utente al punto di ricarica ed il conseguente pagamento. Può inoltre rendere possibile il pagamento verso l’utente se la batteria del veicolo viene utilizzata in maniera inversa, vale a dire per immettere energia accumulata in rete in caso di richiesta.
7. Commercio dei diritti di emissione. La tecnologia blockchain è in grado di supportare i cosiddetti “smart contract”, ossia accordi commerciali tradotti in algoritmi software per assicurare le transazioni digitali necessarie allo scambio di certificati di emissione tra diverse organizzazioni. Il vantaggio dell’utilizzo della blockchain sta nella credibilità fornita da un registro distribuito ed immutabile, dalla sua trasparenza e dalla possibilità di auditing della transazioni da parte di terze parti o autorità di controllo.
8. Trasporto di energia sulle reti di trasmissione. Nella gestione delle reti di trasmissione, questa tecnologia è in grado di fornire misurazioni di grandezze da campo in tempo reale, raccolta di grosse moli di dati, gestione dei diritti di accesso alle informazioni, regolamento delle transazioni.

Il consumo energetico della tecnologia blockchain

Il secondo modo in cui la tecnologia blockchain impatta sul mondo dell’energia è attraverso il suo consumo di elettricità, problema che è assurto agli onori delle cronache in seguito al rapido affermarsi della prima blockchain effettiva rilasciata al mondo: la blockchain sulla quale è basata la criptovaluta Bitcoin.

Nella implementazione della blockchain fatta da Bitcoin, l’algoritmo di convalida del blocco viene ottenuto mediante un meccanismo di consenso denominato Proof of Work. In pratica, ogni computer appartenente alla rete Bitcoin tenta di guadagnarsi il diritto di aggiungere il successivo blocco alla catena blockchain risolvendo un quiz matematico difficile che, statisticamente, viene risolto ogni dieci minuti.  Il primo computer che risolve il quiz acquisisce, assieme al diritto di aggiungere il successivo blocco alla catena, anche una serie di nuovi Bitcoin che rappresentano la sua remunerazione per il lavoro svolto. Questo processo è noto come mining. Il processo di mining è un processo molto intensivo dal punto di vista computazionale e richiede, quindi, molta elettricità. Il fatto di essere difficile e di richiedere molta energia elettrica rende di fatto impossibile per un’organizzazione male intenzionata mettere assieme abbastanza potenza di calcolo da riuscire a ricalcolare (e quindi a falsificare) l’intera blockchain. L’altra faccia della medaglia, però, è che all’aumentare della popolarità del Bitcoin, e quindi all’aumentare del numero di transazioni, il consumo energetico è cresciuto in modo inesorabile.

La seguente tabella mostra le statistiche della rete di Bitcoin aggiornate al 2 Marzo 2018.

Se si considera il fatto che il numero delle transazioni Bitcoin è qualche ordine di grandezza inferiore rispetto a quelle effettuate con le carte di credito, si capisce bene che l’attuale implementazione della blockchain fatta da Bitcoin non risulta assolutamente sostenibile.

Per rendere la tecnologia scalabile e permettere alla blockchain di sostenere volumi di transazioni paragonabile a quelle delle attuali carte di credito, sono stati proposti diversi algoritmi di consenso alternativi al Proof of Work, quali ad esempio il Proof of Stake, il Proof of Elapsed Time e, più di recente, una versione del Bizantine Agreement studiata dal prof. Silvio Micali del MIT nella blockchain Algorand. Tutti questi sistemi di consenso alternativi fanno un uso molto minore di potenza computazionale e, quindi, consumano molta meno energia.

Tra tutte queste implementazioni alternative della blockchain, quella che si dimostrerà in grado di superare i test di sicurezza, velocità e scalabilità necessari ad una infrastruttura globale, diventerà la base per la costruzione delle applicazioni commerciali distribuite del prossimo futuro.