Som kostnaden för solpaneler, vindgenerering och batterilagring faller, enskilda hushåll och konsumenter producerar alltmer sin egen el, blir mindre beroende av elnätet. Detta har lett till att energisystem blivit alltmer decentraliserade, vilket hjälper till att flytta marknadsstyrkan från stora elföretag till enskilda "konsumenter" - konsumenter som producerar egen el.

Denna utveckling har uppmuntrat till en snabb ökning av antalet samhällsenergiprojekt runt om i världen, där hushållen genererar, Lagra, och handla energi med varandra. Bara i Skottland, Huvudgruppens energirådsgrupp listar över 300 projekt som den stöder.

Akademiker som studerar Storbritanniens energiframtid är alltmer intresserade av potentialen i dessa samhällsenergimodeller, som Findhorn -ekobyn i nordöstra Skottland, med sina energieffektiva hem, solpanelarrays och samhällsägda vindkraftverk.

Sådana projekt fungerar vanligtvis genom att möjliggöra utbyte av energi mellan producenter och konsumenter i ett mikronät som tjänar samhället, ge lokal energimotståndskraft mot framtida leveranschocker. Ett hus kan köpa överskott av förnybar produktion från grannens solpaneler, eller från ett vindkraftverk i samhället.

Handla elektroner med blockchains

Blockchains är mest kända som tekniken bakom kryptokurvor som Bitcoin, men utforskas alltmer i gemenskapens energisystem. Blockchains kan fungera som ett digitalt rekord för spårning av energi- och pengatransaktioner, utan att ett verktygsföretag behöver agera som en pålitlig mellanhand.

Enkelt definierat, blockchain är en delad transaktionslogg, kopior av vilka delas av flera parter, bilda en distribuerad huvudbok. Dessa huvudböcker har formen av en expanderande kedja av sammanlänkade informationsblock (därav namnet "blockchain"). Varje nytt block som läggs till innehåller en pekare och en kryptografisk hash för data från det föregående blocket, bilda en länkad lista. Detta säkerställer att blockchains är manipuleringssäkra, eftersom ingen part kan ändra informationen i ett tidigare skrivet block utan att denna ändring upptäcks av alla parter.

I energisammanhang, blockchains lovar att möjliggöra "verklig elektronhandel", där den köpta energin kan spåras till den specifika generator, batteri eller lagringsenhet den kom ifrån när den förbrukades. Detta skiljer sig från att en konsument helt enkelt köper energi från ett "kolfritt" elföretag, som hämtar sin energi från en förnybar generator, till exempel en havsbaserad vindkraftpark. I praktiken, detta är inte lika effektivt, för på grund av begränsningar i kraftnätet, efterfrågan under topptider kan ofta bara tillgodoses från ett närliggande konventionellt kraftverk som förbränner fossila bränslen.

Däremot, ett gemenskapens energisystem som använder blockchains gör det möjligt för konsumenten att köpa ström direkt från sina grannars solpanel eller från lokal lagring. Det ger också valet att ange vad som ska hända om grannens solpaneler inte kan leverera ström när det behövs - t.ex. det kan skjuta upp en del av lasterna tills lokalt genererad förnybar energi blir tillgänglig igen. Detta minskar inte bara koldioxidutsläppen utan håller också energiintäkterna i samhället.

Smart energi behöver smarta kontrakt

Ett av de viktigaste sätten på vilka blockchains kan möjliggöra denna process är genom så kallade smarta kontrakt-peer-to-peer-avtal för att leverera energi som konsumenter kan göra med energiproducenter. När ett avtal har avtalats, en algoritm kommer automatiskt att tillämpa villkoren och reglera utbytet av energi och pengar, utan behov av en central betrodd myndighet.

Till exempel, en användare kan ange från vilken granne solpaneler de föredrar att köpa energi när som helst. Om den energiexporterande grannens smarta mätare är kopplad till blockchain, den kan automatiskt upptäcka hur mycket energi som genereras eller exporteras och registrera denna information, tillsammans med överföringen av motsvarande summa pengar. Det kan också registrera hur många andra parter grannen har ingått avtal med och förhindra dubbelräkning.

En viktig fråga som blockchain -tekniken måste övervinna är dess rykte för slöseri, tack vare dess användning i kryptovaluta-gruvdrift-en stor elförbrukare. Bitcoin -nätverket ensamt har uppskattats kräva lika mycket energi som Irland för att driva varje år.

Det här är för att, i frånvaro av en central myndighet, att fastställa vilken part som kan skriva ett nytt block på kedjan görs genom att utföra en energikrävande beräkning, genom en mekanism som kallas "Proof-of-Work". Under de senaste åren har forskningens uppmärksamhet har skiftat till konsensusmekanismer som är snabbare och mer energieffektiva, som bevis på insats eller bevis på auktoritet.

Även om blockchains är en lovande teknik, att frigöra deras potential för ett verkligt decentraliserat energisystem kommer att kräva forskning från en mängd olika områden. Vi kan tänka oss en framtid där mjukvara aktiverad av blockchains och artificiell intelligens (AI) kan förhandla fram smarta energikontrakt för vår räkning, men att möjliggöra denna övergång är något som inte kan komma tillräckligt snabbt för samhällen och klimatet.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.