Foto: AKIMOTO

De Energiewende in Duitsland wekt bewondering, maar achter een façade van wind- en zonneparken gaat een verouderde infrastructuur schuil. Want behalve duurzame hardware, is een onderliggende infrastructuur voor uitwisseling en transacties nodig. Harde infra, maar belangrijker nog: software. Blockchains blijken de sleutel naar een duurzame toekomst.

Blockchain is een nieuwe technologie en werkwijze voor veilige uitwisseling van digitale gegevens en betalingen. Misbruik is moeilijk, omdat elke transactie door meerdere computers wordt gecontroleerd en volledig transparant is, zonder tussenkomst van een derde partij - aldus de site van de Nationale Blockchain Coalitie BC3 (zie onder).

Het begon allemaal met een paper van Satoshi Nakamato uit 2008, of van de persoon die zich achter dit pseudoniem schuilhield. Daarin beschrijft hij een peer-to-peer versie van een elektronisch geldsysteem, de bitcoin, dat financiële instituties omzeilt. Tot dan toe was dat een onmogelijkheid. Berrie Staring van Alliander: ‘Als ik jou een muziekfile stuur, heb ik nog een kopie. Ik kan het in principe een miljoen keer kopiëren. Dat betekent niet dat een muziekbestand geen waarde heeft. Het is alleen lastig deze waarde digitaal te transporteren. Voor geld is dat een cruciaal probleem.’

Nakamato was de eerste die het zogenaamde double-spendingprobleem oploste, waardoor elektronisch geld zonder een centrale autoriteit mogelijk werd. Zijn bitcoin is gebaseerd op een blockchain die bestaat uit een cryptografie (uniek rekeningnummer) en een gedistribueerd ‘grootboek’ waarin de cryptografie is opgenomen. Staring: ‘Cruciaal zijn daarnaast de “miners” die bitcoins in het leven mogen roepen. Dit aantal loopt af in de tijd, zo rond 2140 is de laatste bitcoin ge-mined. Een fee voor een transactie zal altijd blijven. Het idee is dat er straks zoveel transacties zijn, dat de miners kunnen leven van alleen de fees.’

Tot eind 2010 was Nakamato betrokken bij de ontwikkeling van de bitcoin, waarna hij in het digitale vacuüm oploste. ‘I have moved on to other things’, zou de mysterieuze schepper van de bitcoin in een email hebben geschreven. Niemand heeft hem ooit in levenden lijve gezien, zijn identiteit is onbekend, foto’s van hem bestaan niet.

Meer autonomie

Het is welhaast een mythisch verhaal, met, als je Staring mag geloven, grote gevolgen voor mens en maatschappij, niet in de laatste plaats infrabedrijven. Staring is senior innovation consultant new business en R&D bij Alliander, dat met netbeheerder Liander (een van hun werkmaatschappijen van Alliander, red.) 5 miljoen huishoudens van gas en elektra voorziet. Dat gaat nog grotendeels volgens een top-down distributiesysteem als onderdeel van een complexe, lineaire keten met centrale opwekking en decentrale energieconsumptie. Staring bestudeert wat de gevolgen zijn van een kanteling naar een decentraal systeem met horizontale verbanden, die leunen op zogenaamde smart grids, om daarmee een antwoord te geven op de energietransitie met geleidelijk aan meer duurzame decentrale opwekking. ‘Tot voor kort bedachten we allemaal centrale oplossingen die ingebed in het IoT (Internet of Things, red.) decentrale netwerken zouden kunnen aansturen. Maar overal in de samenleving zie je een beweging dat mensen meer autonomie claimen. Die decentrale dynamiek lijkt heel goed te matchen met de blockchain die Nakamato met de bitcoin introduceerde, omdat deze van onderaf komt. Een blockchain biedt de mogelijkheid afspraken vast te leggen over transacties, wat een tussenkomst van trusted parties in de keten overbodig maakt. Staring: ‘Het totale system functioneert doordat alle deelnemers zich houden aan de afspraken die zijn geprogrammeerd in de software. Je kan ervoor kiezen om ervan af te wijken; echter, je block of transactie zal door de rest van de deelnemers geweigerd worden. In je eigen belang dien je je dus te houden aan de regels van het spel.’

Smart contract

Niet een centrale database van een trusted party, zoals een bank, maar een code met een beperkte instructieset moeten veiligheid, vertrouwen en stabiliteit in het betalingsverkeer bieden. Na de bitcoin ontstonden er tal van andere toepassingen van de blockchain, vertelt Staring, zoals ‘Ethereum’, waarmee je een smart contract kunt maken. Ethereum heeft een uitgebreidere instructieset en is geschikt voor complexere toepassingen. Zo bestaan er inmiddels duizenden varianten op de bitcoin voor evenzovele toepassingen, en deze ontwikkeling heeft grote interesse gewekt bij grote netwerkbedrijven zoals Alliander, die onderdeel uitmaken van een complexe keten. Staring: ‘Met een blockchain kun je in principe de schakels in de keten en de transacties die daar plaatsvinden in één digitaal contract vastleggen. Je omzeilt daarmee veel bureaucratie en tijd. Dat kan heel klein beginnen. Stel: je hebt een weddenschap om 500 euro dat Ajax wint. Normaal heb je daar een intermediair voor nodig om die afspraak vast te leggen, geld te storten en te laten uitkeren. Maar dat kun je ook zelf doen in een blockchain. En op het moment dat er een oracle (‘seintje’ in blockchain-jargon, red.) komt met de uitslag, worden de afspraken uitgerold en de betaling uitgekeerd. Je kan letterlijk een bedrijf oprichten als blockchain en via een Initial Coin Offering (ICO) tokens maken die je als aandelen kunt uitgeven. Een notaris of advocaat hoeft er niet aan te pas komen. Complexe contracttrajecten tussen meerdere partijen die nu nog maanden in beslag nemen, kun je via een blockchain tot dagen of uren terugbrengen.’

Bestaande netten als startpunt

Net als de banken zijn infrabedrijven onderdeel van een keten die in beginsel door een blockchain vervangen kan worden. Staring daarover: ‘In theorie zijn wij overbodig, als mensen direct energie met elkaar kunnen verhandelen. Maar voorlopig blijven we als maatschappij en industrie voor een belangrijk deel afhankelijk van het netwerk dat er al ligt. Daar kun je dan maar beter gebruik van maken. Het is de basis vanuit waar je naar vernieuwing toewerkt. De grote opgave waar Alliander zich voor gesteld ziet, is de energietransitie, die we met z’n allen nastreven, vorm te geven en te begeleiden. Mensen kunnen massaal Tesla’s kopen en zonnepanelen op het dak leggen, maar daar is ons net nog niet op gerekend.’

Tot nog toe lijken nieuwe ontwikkelingen zelfs een extra druk op bestaande netten te leggen, die zijn ontworpen van dik naar dun, en uitgaan van eenrichtingsverkeer. Staring: ‘Onze CEO Peter Molengraaf zei ooit: “Ik hou m’n hart vast als Ikea opeens de zonnepanelen in de aanbieding doet.” Als iedereen zijn dak belegt en de zon gaat flink schijnen, dan komt er zoveel energie vrij die je nergens kwijt kunt.’ Opslag is een grote uitdaging, maar ook het laden van elektrische auto’s, waar soms onvoldoende capaciteit voor is. Staring: ‘We kunnen twee dingen doen. 1) kabels opgraven en die vervangen door dikkere exemplaren, maar dat is zeer kostbaar, of 2) met slimme IT-oplossingen vraag en aanbod beter op elkaar afstemmen. Blockchains zijn de slimste IT-oplossingen die we nu hebben en lijken een antwoord te geven op de vraag die voorkomt uit de energietransitie.’

INFOGRAHIC Zo werkt Blockchain

Tesla’s en laadpalen

Net zoals je complexe contractuele afspraken kunt laten vastleggen in een blockchain (bijvoorbeeld in een joint venture), kun je in een onderliggende cryptografie afspraken tussen je Tesla en de laadinfrastructuur in je straat of stad vastleggen. Staring: ‘Afspraken in hele kleine ondernemingen kun je daarmee in feite “settelen”. Die settlementlaag is verbonden aan een transactielaag. Je kunt zo zaken aan elkaar koppelen en een beurs (handelsplaats, red.) integreren in een slimme meter. Stel dat er tien Tesla’s tegelijk rijden in een straat en er is maar laadcapaciteit voor zeven, dan moeten die Tesla’s onderling uitmaken wie doorrijdt en wie gaat betalen, op basis van de codes die in de cryptografie staan.’

Dit is allemaal informatie voor de achterkant, de bestuurder van de Tesla merkt er weinig van. Behalve dat de bestuurder zelf, bewust of onbewust, informatie invoert. Bijvoorbeeld: wanneer gaat hij of zij weer rijden? Hoe ver? Hoeveel wil men betalen? Staring: ‘Al die wensen bij elkaar geven een optimaal laadscenario aan. Dat is ons werk. De blockchain kan vervolgens bepalen waar en wanneer energie kan worden onttrokken, of dat bijvoorbeeld een accu wordt gebruikt, waar tijdelijk overcapaciteit in wordt opgeslagen. Onderhandelingen en financiële transacties vinden automatisch plaats.’

Big data wordt small data

Een ander voordeel van een toepassing van de blockchain is dat slimme meetdata achter een codering in het grootboek blijft. Staring: ‘Mensen worden daarmee weer eigenaar van hun eigen data, die niet meer centraal geregistreerd wordt in de database van de leverancier van de slimme meter. Dat is het “oude” systeem. Het is natuurlijk een hele verbetering, als je je digitale wallet zelf beheren kan, in plaats van dat google en facebook de feitelijke eigenaren van jouw data zijn.’

Hetzelfde geldt voor je identiteit. Staring: ‘Naast dat je een wallet hebt voor bitcoins zou je ook een wallet voor je identiteit moeten hebben, waar alleen jij over kunt beschikken, of iemand die je een machtiging geeft. Blockchains geven je in zekere zin je soevereiniteit terug, die je beheert in een digitale wallet. Eén aspect van die wallet is dat jij als eigenaar aangeeft wie wanneer inzage heeft en waarvoor. Een belangrijke toepassing is een medisch dossier. De angst dat deze in duizendfout over de wereld gaat is met de blockchain ongegrond.’

Nationale Blockchain Coalitie (BC3)

Alliander zit samen met onder meer Enexis, de Koninklijke Notariële Beroepsorganisatie, Brightlands en de Ministeries van Economische Zaken, Infrastructuur en Milieu, Veiligheid en Justitie en Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties BZK in de Nationale Blockchain Coalitie (BC3), om de ontwikkeling van zogenoemde digitale identiteiten te onderzoeken, waarmee personen, objecten en rechtspersonen digitale transacties kunnen verrichten, als onderdeel van een blockchain. Daarnaast werkt de coalitie aan oplossingen op het gebied van wetgeving en acceptatie. Staring: ‘Blockchain is de HTML van morgen. Het gaat ons hele leven op de kop zetten, daar ben ik van overtuigd. Er is geen gebied dat niet geraakt wordt. Wie had 10 jaar geleden verwacht dat je alleen nog maar series op Netflix zou kijken. Over 10 jaar is het de normaalste zaak van de wereld dat je een hypotheek helemaal online afsluit, zonder tussenkomst van een financieel adviseur. Als Alliander hebben we ook de opdracht om de innovaties die blockchain teweegbrengt op onze netten door te voeren.’

6 manieren waarop blockchains uw leven als infrabeheerder op z’n kop zet
1. Blockchains schakelen trusted parties uit. In het ergste geval ben u als netbeheerder overbodig;
2. Blockchains zijn een aanjager van duurzame decentrale opwekking. Centrale, top-down georganiseerde infrastructuren zullen meer met vraaguitval te maken krijgen;
3. Blockchains worden een concurrent van trusted parties, zoals energieleveranciers. Dit heeft een grote impact op het speelveld, en op uw positie als infrabeheerder;
4. Blockchains kunnen de keten in één keer integreren, en nu nog cruciale schakelpunten omzeilen, ook fysieke. Dat vergt nieuwe investeringen;
5. Blockchains zijn onvermijdelijk, ze komen op u af, u kunt er als infrabeheerder niet onderuit;
6. Blockchains zitten aan de achterkant, en de consument merkt er niets van. Maar als infrabeheerder is het uw nieuwe realiteit, die niet alleen financiële investeringen vergt, maar bovenal kennis en competenties.

Dit artikel verscheen in NGinfraMagazine, themanummer Data & Security. Lees hier het gehele magazine.