Por qué la cadena de bloques para la energía necesita soluciones ecológicas de segunda capa

Desde el auge de las criptomonedas, la tecnología blockchain ha abierto innovaciones en varios sectores como la sanidad, la educación, el sector inmobiliario, los seguros, el suministro y la logística, la gestión de activos, la música y muchos otros sectores; otros sectores también se están poniendo al día.

Para este post, nuestro énfasis está en la gestión de la energía eléctrica. Muchos proveedores de soluciones están explorando constantemente las increíbles posibilidades de la tecnología blockchain en los sectores de la energía y los servicios públicos. La aplicación de blockchain en el sector energético podría ser en la gestión de la red, la automatización, la comunicación, la facturación, las ventas y el marketing, la medición y la transferencia de datos, la movilidad y la seguridad.

Por ejemplo, Hive Manager es una solución digital de red inteligente que utiliza la tecnología blockchain para gestionar la distribución de energía en comunidades de usuarios de energías renovables. La distribución de energía está descentralizada, la facturación es automática y conseguimos una red óptima gracias a estas innovaciones de la tecnología blockchain.

Desafíos de la tecnología Blockchain.

Sin embargo, la tecnología blockchain tiene sus retos, o trilema, como lo llamamos técnicamente. El trilema se basa en tres conceptos de blockchain, que son la escalabilidad, la seguridad y la descentralización. Según Vitalik Buterin, no se pueden potenciar las tres propiedades simultáneamente; habría que renunciar al otro factor para poder maximizar dos.

Cada uno de estos factores tiene su grado de influencia en las diferentes aplicaciones de blockchain. Sin embargo, en el sector energético, la escalabilidad de la tecnología blockchain es lo más importante, principalmente porque la gestión de una red eléctrica implica una enorme cantidad de datos. La supervisión y el control de los valores de la energía, la facturación, la respuesta inteligente y la comunicación en la plataforma actual de blockchain no pueden dar cabida a tal cantidad de datos en el tiempo que se requiere.

Supongamos que hay una pequeña ciudad con 700.000 viviendas conectadas a una red local. Cada vivienda tiene un contador inteligente que controla el voltaje, la potencia, la frecuencia, el consumo de energía y la facturación en tiempo real. Una red así puede generar una tasa de transacciones de más de mil unidades en un segundo. En una cadena de bloques, la tasa de transacciones equivale al número medio de bloques minados por segundo.

Ahora a algo impactante, Bitcoin no procesa más de cinco transacciones por segundo, de media, y Ethereum es de veinte transacciones por segundo. Sorprendente, ¿verdad? De acuerdo con nuestra suposición anterior, necesitamos una tasa de transacciones de más de 1000/s para gestionar eficazmente tal extensión de la red. ¿Cómo lo hacemos?

Tecnología Blockchain y consumo de energía

Algo muy destacable en este punto es la cantidad de potencia de cálculo que se necesita para minar bloques de criptodivisas notables como Bitcoin y Ethereum. Estas dos entidades de blockchain utilizan un protocolo peer-to-peer llamado proof of work(PoW) para minar nuevos bloques o criptodivisas resolviendo un problema matemático criptográfico, por lo que hay una carrera entre los peers de la red para resolverlo primero.

Para tener una ventaja, hay que tener una mayor potencia de cálculo. Una mayor potencia de cálculo equivale a un mayor consumo de energía. No es de extrañar que la minería de Ethereum se estime que consume unos 8,35 TeraWattHour anuales; esa es la cantidad media de energía que consumió Honduras el año pasado.

Imagina esa cantidad de energía consumida sólo para una tasa de minería de veinte transacciones/bloques por segundo para Ethereum, y estamos viendo una tasa de transacciones de más de 1000/s para una red de usuarios de energía en una blockchain. Esta solución llevará a un consumo excesivo de energía; por lo tanto, no es sostenible.

La escalabilidad de Blockchain también tiene el obstáculo del almacenamiento de datos. Cada casa necesitaría suficiente almacenamiento para albergar todo el historial de transacciones. El libro de transacciones de Bitcoin estaba en 210 GB a principios de 2019, y tiene una tasa de incremento de 50 GB por año. Ahora imagina almacenar todos los registros de datos energéticos de millones de hogares dentro de una red, por no hablar de las restricciones de privacidad que implicaría.

Los investigadores han recomendado diferentes mejoras para hacer posible la escalabilidad de la cadena de bloques. Sin embargo, la más notable es la solución de segunda capa o fuera de la cadena.

¿Qué significa solución de segunda capa?

La segunda capa o canal de estado es una plataforma fuera de la cadena de bloques que implica una transacción entre pares entre dos partes que se ponen de acuerdo y una tercera parte supervisora que garantiza el valor de la transacción.

Las soluciones de segunda capa son como canales de pago con amplias tasas de transacción y capacidades de procesamiento ultrarrápidas, pero siguen estando conectadas a la cadena de bloques. Al final de las transacciones en la segunda capa, el sistema escribe el valor de nuevo a la cadena principal/ cadena de bloques.

Bitcoin, Ethereum y otras blockchains han desarrollado soluciones fuera de la cadena que permiten transacciones instantáneas entre pares, como;

• Red relámpago de bitcoin,
• Raiden de Ethereum, y
• Trinity de Neo

Por ejemplo, se estima que Lightning Network tiene una tasa de transacciones de 1.000.000/s mientras que Raiden se considera infinito.

Ventajas e inconvenientes de las soluciones de segunda capa.

La solución fuera de la cadena ha llevado las posibilidades de escalado de las cadenas de bloques a una frontera ilimitada. Lo que parecía imposible en la cadena de bloques, podemos llevarlo a cabo fuera de la cadena y transferirlo de nuevo a la cadena de bloques después de una transacción/contrato.

A continuación se ofrece una visión general de las ventajas y limitaciones de las soluciones de segunda capa.

Pros ContrasTienenuna alta tasa de transacciones.Tienes que depositar un token para empezar, y tus transacciones están limitadas a esa cantidad de token tú.La tasa de transacción/minería es baja en comparación con la blockchain principal, y es independiente del valor transferido.Sólo puedes transferir a una parte por canal; sin embargo, puedes tener múltiples canales.Fuera de la cadena permite el pago seguro y privado. Las transacciones se realizan de forma instantánea sin que intervenga la cadena de bloques. La capacidad global de la red crece linealmente con el número de actores en la red.

Reduzcamos todo esto a la forma en que influyen en el sector energético.

Cómo las soluciones de segunda capa pueden permitir una cadena de bloques sostenible para la energía

Las soluciones de segunda capa permiten gestionar una red de tamaño considerable sin tener que preocuparse por la tasa de latencia o el rendimiento de las transacciones. Normalmente, podemos tener millones de contadores de energía conectados en una red descentralizada y gestionar eficazmente el procesamiento de datos.

Por último, la energía consumida por las numerosas transacciones realizadas en la segunda capa es insignificante en relación con la energía que consumirá la cadena de bloques para llevar a cabo tal cantidad de transacciones.

En conclusión, la tecnología blockchain ha trastornado la forma en que gestionamos la energía, como hemos visto a través de este post. La transacción fuera de la cadena parece ser una solución viable para un blockchain escalable y sostenible; sin embargo, más proyectos de investigación y colaboraciones demostrarán si esta solución puede mejorarse significativamente, especialmente en su valor comercial.