Tra le applicazioni d’uso che coinvolgono la tecnologia blockchain si stanno esplorando anche soluzioni innovative che permettono alle persone di scambiare tra loro l’energia elettrica. L’infrastruttura decentralizzata e distribuita che costituisce la blockchain offre sicurezza ed economicità nelle transazioni tra parti che non si conoscono senza che debba intervenire tra loro un intermediario che faccia da garante durante le operazioni di scambio.
L’implementazione e l’uso di questa tecnologia nella distribuzione dell’energia elettrica centralizzata, alla quale siamo abituati, può favorire la transizione verso nuovi modelli di produzione, distribuzione e consumo dell’elettricità, più economici ed efficienti.
Infatti, grazie alla blockchain produttori e utenti finali di elettricità, connessi in un ambiente dove sia garantita la libera cessione dell’energia, possono scambiare la corrente autoprodotta e ricevere pagamenti in criptovaluta, in tempo reale, attraverso un sistema di compensazione e riconciliazione automatico.
Le potenzialità di questo nuovo paradigma di allocazione dell’energia sono molteplici.
Ogni utente o consumatore, che partecipa a un network di scambio, potrà scegliere non solo il fornitore di elettricità che applicherà il miglior prezzo, ma anche di acquistare l’energia prodotta da un vicino di casa realizzata da fonti rinnovabili oppure prodotta di notte da impianti eolici off-shore.
Per ricercare l’elettricità preferita sarà necessario scegliere lo smart contract contenente le specifiche richieste e l’offerta migliore presente sul mercato.
Economie di scala
La blockchain è certamente una tecnologia che può diventare utile alla futura gestione del dispacciamento dell’energia elettrica prodotta mediante l’uso di piccoli impianti di generazione domestica.
Infatti, la produzione di energia elettrica in eccesso proveniente da una rete di utenti/produttori, grazie alla programmabilità degli smart contract, può accedere al mercato della distribuzione dell’energia, permettendo alla produzione delle energie rinnovabili anche una maggiore sostenibilità economica.
Il collo di bottiglia del processo di distribuzione della corrente elettrica prodotta da fonti rinnovabili, di solito, è legato proprio al controllo della gestione e del bilanciamento tra la domanda e l’offerta di energia.
La tecnologia blockchain, mettendo in contatto diretto l’offerta e la domanda di elettricità, può essere lo spazio digitale dove gli utenti si incontrano per regolare ed essere remunerati istantaneamente per il servizio di fornitura.
Inoltre, le blockchain o le DLT e gli smart contract possono essere utilizzati anche per gestire il controllo dei dati aggregati della domanda e dell’offerta aggiornando la contabilità dei saldi tra energia scambiata e valore monetario corrisposto ad ogni nuovo stato o blocco aggiunto.
I partecipati ai network di scambio dell’energia o i loro finanziatori potranno, inoltre, utilizzare gli smart contract per distribuire automaticamente i guadagni incassati dalla vendita dell’energia prodotta e conferita nel mercato, garantendo che la distribuzione delle royalties avvenga in maniera costante e ripetitiva in favore dei portafogli elettronici dei beneficiari.
Blockchain e consumo dell’energia
Nel trattare i diversi algoritmi utilizzati dalle blockchain per regolare il loro funzionamento è stato introdotto il problema del consumo energetico legato alla blockchain Bitcoin. In effetti è noto che il suo funzionamento è basato su un algoritmo di consenso Proof of Work che impone per la creazione di ogni nuovo blocco un grande consumo di energia.
Tra i modi alternativi di consumo di energia per permettere alla blockchain di funzionare diminuendo il suo impatto energetico sono stati adoperati e realizzati gli altri algoritmi di consenso sopra illustrati, che richiedono un minore consumo di energia, ma dall’altro lato limitano il suo grado di incorruttibilità.
Dal punto di vista del consumo energetico della catena Bitcoin si stanno cercando anche altre strade e modelli di consumo consapevole dell’energia.
Come funziona la blockchain: la sicurezza delle transazioni
Le blockchain sono protocolli informatici decentralizzati, ovvero dei sistemi tecnologici digitali, composti da un network di nodi che mettono a disposizione le loro risorse computazionali per la realizzazione di un sistema automatico comune utile per la gestione elettronica dei flussi di transazioni. Per convalidare le transazioni, racchiuse all’interno di pacchetti di dati (blocchi), i nodi si coordinano tra loro grazie a un algoritmo di consenso.
Per algoritmo di consenso si intende una strategia o insieme di operazioni, che i nodi devono eseguire e/o rispettare, per raggiungere la soluzione accettata e concordata. Alcuni tra gli algoritmi di consenso più utilizzati dai protocolli blockchain sono:
- Proof of Work è utilizzato da Bitcoin per regolare l’archivio delle transazioni (catena di blocchi) e contemporaneamente per emettere la sua moneta virtuale.
Implementa la funzione crittografica SHA-256 che è alla base del problema matematico che i nodi o miners, impiegati nell‘attività mineraria, devono provare di avere individuato. I miners, infatti, devono calcolare un hash che inizia con molti zeri e il cui risultato corretto può essere raggiunto solo dopo molti tentativi che vengono eseguiti attraverso l’uso di computer specializzati.
I blocchi per essere convalidati devono contenere una prova di lavoro accettata dal 51% della potenza computazionale dei nodi partecipanti.
Infatti, questa prova di lavoro viene verificata da tutti gli altri nodi Bitcoin ogni volta che ricevono un blocco.
L’attività di mining richiede molto tempo ed energia per alimentare i calcolatori che eseguono le operazioni matematiche alla ricerca dell’hash esatto, per cui i miners vengono incentivati a svolgere il loro lavoro con delle ricompense in BTC che vengono attribuiti al miner che dimostra di avere trovato per primo l’hash del nuovo blocco che deve essere aggiunto alla catena.
- L’algoritmo Proof of Stake (PoS) è stato introdotto nel 2011 con l’obiettivo di risolvere i problemi del consumo energetico di Bitcoin.
Il lavoro di aggiunta di un nuovo blocco, contenete le transazioni del network, viene attribuito di solito ad un unico nodo o ad un piccolo gruppo di nodi. Questi possono essere scelti in base al caso o in ragione di un certo numero di monete native che i nodi dimostrano di avere bloccato all’interno della chain.
Nei sistemi basati Proof of Stake le monete vengono distribuite come premio per le commissioni sulle transazioni.
- La Proof of Authority (PoA) è un algoritmo di consenso basato sulla reputazione. Questo significa che i validatori dei blocchi vengono incaricati di eseguire la verifica delle transazioni in ragione della loro reputazione.
Questo modello di consenso si basa su un numero limitato di validatori, che lo rende un sistema altamente scalabile. I blocchi e le transazioni sono verificati da nodi/validatori, che sono anche i moderatori del sistema. Le regole che governano l’algoritmo di consenso, dunque, determinano il funzionamento della blockchain, nonché la sua solidità come infrastruttura tecnologica e il grado di sicurezza attribuito alle transazioni archiviate al suo interno.
Smart contract e automazione degli scambi
Le transazioni all’interno di una rete blockchain possono essere eseguite da persone oppure da uno smart contract, un protocollo informatico che facilita, verifica, o fa rispettare l’esecuzione delle obbligazioni di un contratto.
Gli smart contract, di solito, hanno anche un’interfaccia utente e spesso simulano la logica delle clausole contrattuali.
La logica utilizzata per la scrittura di uno smart contract, infatti, consente al programma informatico di inviare automaticamente alla macchina l’ordine di eseguire un comando all’avverarsi di una o più condizioni precedentemente stabilite.
Sono proprio gli smart contract che possono permettere agli utenti e produttori del nuovo mercato della distribuzione dell’energia di regolare e scambiare tra loro gli acquisti e la vendita di elettricità in base alle proprie preferenze.
Conclusioni
Probabilmente il mercato dell’energia dominato dai grandi distributori centralizzati si dovrà presto o tardi confrontare anche con un nuovo concorrente composto da milioni di utenti/consumatori (prosumer) che vorranno collocare sulla piazza le piccole quantità di energia prodotta attraverso i loro impianti domestici in cambio di un guadagno.
La blockchain è una tecnologia che sembra avere le qualità per assicurare, ai partecipanti di questo nuovo mercato dell’energia, un’infrastruttura e delle regole di funzionamento utili per poter eseguire degli scambi di elettricità controllati tra parti che non si conoscono.
Il vantaggio della blockchain applicata ai sistemi di distribuzione dell’energia è quello di rendere più efficiente e competitivo il mercato e di portare una maggior trasparenza e certezza nella compravendita di elettricità, permettendo l’accesso anche a soggetti che fino a oggi ne erano quasi totalmente esclusi.
Tuttavia la tecnologia blockchain non modifica la necessità che le reti elettriche dovranno essere gestite e manutenute da un ente pubblico che favorisca l’accesso a tutti i soggetti partecipanti garantendo lo scambio fisico di elettricità tra i diversi utenti della rete.
Per cui la regolamentazione degli asset fisici dovrà tenere conto del nuovo contesto, fornendo un nuovo sistema legale che disciplini un mercato dell’energia composto anche da molti prosumer e dunque realizzato con un’ottica di apertura nei confronti dei sistemi di transazione e scambio di energia basati su tecnologie e protocolli decentralizzati e distribuiti.
