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3. April 2023

HydrogenChain MVP 1.0: Die Ersten Schritte

MVP 1.0 - Was ist das Ziel?

Die transparente Darstellung von Herkunftsnachweisen für grünen Wasserstoff ist sehr komplex. Derzeit lassen sich aufgrund der stark vernetzten Strom- und Gasnetze nur bilanziell die Herkunft von Energiemengen aus nachhaltigen Quellen nachweisen. Im Rahmen des Forschungsprojektes ist eine zentrale Frage, ob für jede produzierte Einheit Wasserstoff die Lieferkette zurückverfolgt werden kann. Um dies zu untersuchen, wurde ein Showcase entwickelt, der den Lösungsansatz greifbar macht.

Der MVP 1.0 bildet für die Herkunftsnachweise beispielhaft die Produktion, Weiterverarbeitung und den Verbrauch von grüner Energie ab. Die cloudbasierte Plattform kommuniziert mit der eigens aufgesetzten, privaten Blockchain "HydrogenChain", welche auf dem Ethereum-Protokoll basiert. Dies geschieht durch eine Schnittstelle mit dem OpenSource-Wallet MetaMask. Produktion und Weiterverarbeitung von technischen Anlagen sowie der Verbrauch von Energiemengen, zB. durch Endverbraucher, werden via Smart Contracts auf der dezentralen Datenbank festhalten. Durch einen eigens entwickelten Certificate Service können auch nicht auf der Plattform registrierte Interessenten transparent die Transaktionshistorien der Anlagen abrufen. So können Produzenten und Verbraucher gleichermaßen die nachhaltigen Herkunftsquellen ihrer Energiemengen zertifizieren.

Die technischen Details

Die momentane Iteration der HydrogenChain...
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• ist eine private, nicht öffentliche Blockchain Plattform die auf der AWS gehostet wird ☁️
• nutzt eine zentrale Node die mit der Blockchain kommuniziert
• ermöglicht Kommunikation mit der Blockchain auch ohne Einsatz der Plattform (die aber ein hilfreiches UI ist)
• ermöglicht die Kommunikation mit der Blockchain über die Open-Source Wallet MetaMask 🦊
• hat ein eigenes Backend, das alle relevanten Stammdaten sicher speichert
• hat einen Certificate Service, der Informationen zu Herkunftsnachweisen der Blockchain (Lesenode) speichert, und mit der Plattform über Frontend-Anbindung kommuniziert

MVP 1.0 - Alle Features

Sign-Up & Registrierungsprozess

Um als User die Plattform zu nutzen, muss entweder eine bestehende MetaMask Wallet verknüpft oder eine neue erstellt werden.

Die Plattform liest Informationen des Wallets und verarbeitet diese automatisch.

Sowohl von Endverbrauchern als auch Anlagenbetreibern werden Stammdaten wie Name, Ort und Beschreibung benötigt.
Betreiber von Technischen Anlagen wählen beim Erstellen einer Anlage zusätzlich die Anlagenart aus. Derzeitwerden folgende Anlagenarten unterstützt:
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• Biogas
• Windpark
• Elektrolyse
• Blockheizkraftwerk
• Wasserkraft
• Photovoltaik

Das Anlagendashboard

Das Anlagendashboard ist das zentrale Hub des Users.

Auf dem Anlagendashboard sind folgende Features integriert:
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• Eine Transaktionshistorie gibt dem User eine Übersicht über die vergangenen Transaktionen.

• über Aktionen kann der User eine Produktion registrieren, wobei ein Energietyp und die entsprechende Menge ausgewählt wird.

• über Aktionen kann auch die Weiterverarbeitung von Energie registriert werden. Zum Beispiel die Umwandlung von Strom zu Wasserstoff. Weitere Umwandlungen sind in Entwicklung.

• Die Herkunftsbilanz zeigt über einen Pie-Chart sowohl relativ als auch absolut die Herkunftstypen der Energiemengen einer Anlage an. Es kann nach Datum und Energietyp gefiltert werden.

• Das Transaktionfeature ermöglicht es Energiemengen von einem User zum anderen zu transferieren.

Wie geht es weiter?

Der MVP 1.0 ist ein erster und wichtiger Schritt. Wir haben aber noch einen weiten Weg vor uns.

Für die Erweiterung des ersten MVP ist eine Authentifizierungsstelle geplant, die Produktionsstätten autorisiert, ihre Energiemengen über die HydrogenChain abzubilden. Desweiteren ist eine Schnittstelle mit Smart Metern geplant, welche automatisch produzierte Mengen registriert, um die Nachweisführung zu vereinfachen. Zudem sollen Anlagenbetreiber in der Lage sein, ihre eigenen Anlagen zentral verwalten zu können. Es werden ebenfalls alternative Blockchain-Architekturen verglichen, um eine präzise Abbildung der Energiequellen zu gewährleisten und die Skalierung der Prozesse für den internationalen Handel zu prüfen.

Zusammengefasst:

• Es ist eine Authentifizierungsstelle geplant, die Produktionsstätten autorisiert, ihre Energiemengen über die HydrogenChain abzubilden.
• Eine Schnittstelle mit Smart Metern ist geplant, welche automatisch produzierte Mengen registriert, um die Nachweisführung zu vereinfachen.
• Anlagenbetreiber sollen in der Lage sein, ihre eigenen Anlagen zentral verwalten zu können.
• Wir untersuchen alternative Blockchain-Architekturen um eine präzise, sichere und kostengünstige Abbildung der Ernergiequellen zu gewährleisten.
• Die Skalierbarkeit der Prozesse für den internationalen Handel wird geprüft.
• Die Plattform soll Renewable Energy Directive (RED) konform sein.
• Es werden weiterer Marktrollen hinzugefügt.