Pourquoi la blockchain pour l'énergie a besoin de solutions vertes de seconde couche

Depuis le boom des crypto-monnaies, la technologie blockchain a ouvert la voie à des innovations dans divers secteurs tels que les soins de santé, l'éducation, l'immobilier, l'assurance, l'approvisionnement et la logistique, la gestion d'actifs, la musique et bien d'autres secteurs ; d'autres industries sont en train de s'y mettre également.

Pour ce billet, nous mettons l'accent sur la gestion de l'énergie électrique. De nombreux fournisseurs de solutions explorent constamment les incroyables possibilités de la technologie blockchain dans les secteurs de l'énergie et des services publics. L'application de la blockchain dans le secteur de l'énergie pourrait concerner la gestion du réseau, l'automatisation, la communication, la facturation, les ventes et le marketing, le comptage et le transfert de données, la mobilité et la sécurité.

Par exemple, Hive Manager est une solution numérique de réseau intelligent qui utilise la technologie blockchain pour gérer la distribution d'énergie au sein de communautés d'utilisateurs d'énergies renouvelables. La distribution de l'énergie est décentralisée, la facturation est automatique, et nous obtenons un réseau optimal grâce à ces innovations de la technologie blockchain.

Les défis de la technologie Blockchain.

Cependant, la technologie blockchain a ses défis, ou trilemme, comme nous l'appelons techniquement. Le trilemme est basé sur trois concepts de blockchain, à savoir l'évolutivité, la sécurité et la décentralisation. Selon Vitalik Buterin, il est impossible de stimuler ces trois propriétés simultanément ; il faudrait renoncer à l'autre facteur pour en maximiser deux.

Chacun de ces facteurs a son degré d'influence sur les différentes applications blockchain. Cependant, dans le secteur de l'énergie, l'évolutivité de la technologie blockchain est la plus importante, principalement parce que la gestion d'un réseau électrique implique une énorme quantité de données. La surveillance et le contrôle des valeurs énergétiques, la facturation, la réponse intelligente et la communication sur la plateforme blockchain actuelle ne peuvent pas prendre en charge une telle quantité de données dans les délais requis.

Supposons qu'il y ait une petite ville avec 700 000 foyers connectés à un réseau local. Chaque appartement est équipé d'un compteur intelligent qui surveille la tension, la puissance, la fréquence, la consommation d'énergie et la facturation en temps réel. Un tel réseau peut générer un taux de transaction de plus de mille unités en une seconde. Dans une blockchain, le taux de transaction est équivalent au nombre moyen de blocs minés par seconde.

Le Bitcoin ne traite pas plus de cinq transactions par seconde, en moyenne, et l'Ethereum en traite vingt par seconde. Surprenant, non ? Selon notre hypothèse ci-dessus, nous avons besoin d'un taux de transaction de plus de 1000/s pour gérer efficacement une telle étendue du réseau de grille. Comment s'y prendre ?

La technologie blockchain et la consommation d'énergie

La quantité de puissance de calcul nécessaire pour extraire des blocs de crypto-monnaies notables comme le Bitcoin et l'Ethereum est un élément très important à ce stade. Ces deux entités blockchain utilisent un protocole pair-à-pair appelé preuve de travail (PoW) pour extraire de nouveaux blocs ou crypto-monnaies en résolvant un problème mathématique cryptographique, de sorte qu'il y a une course entre les pairs du réseau pour le résoudre en premier.

Pour avoir le dessus, il faut avoir une puissance de calcul supérieure. Plus la puissance de calcul est élevée, plus la consommation d'énergie est importante. Il n'est pas étonnant que l'extraction d'Ethereum ait été estimée à environ 8,35 TeraWattHeures par an ; c'est la quantité moyenne d'énergie consommée par le Honduras l'année dernière.

Imaginez cette quantité d'énergie consommée juste pour un taux d'extraction de vingt transactions/blocs par seconde pour Ethereum, et nous sommes face à un taux de transaction de plus de 1000/s pour un réseau d'utilisateurs d'énergie dans une blockchain. Cette solution entraînera une consommation d'énergie excessive ; elle n'est donc pas durable.

L'évolutivité de la blockchain se heurte également à l'obstacle du stockage des données. Chaque foyer aurait besoin d'un stockage suffisant pour accueillir tout l'historique des transactions. Le registre des transactions de Bitcoin était de 210 Go au début de 2019, et son taux d'incrémentation est de 50 Go par an. Imaginez maintenant stocker tous les enregistrements de données énergétiques de millions de foyers au sein d'un réseau, sans parler des restrictions de confidentialité qui seraient impliquées.

Les chercheurs ont recommandé différentes améliorations pour rendre possible l'évolutivité de la blockchain. Cependant, la plus notable d'entre elles est la solution de deuxième couche ou hors chaîne.

Que signifie la solution de deuxième couche ?

La deuxième couche ou canal d'état est une plateforme extérieure à la blockchain qui implique une transaction de pair à pair entre deux parties qui se mettent d'accord et une troisième partie qui supervise et garantit la valeur de la transaction.

Les solutions de deuxième couche sont comme des canaux de paiement avec des taux de transaction étendus et des capacités de traitement rapides comme l'éclair, mais elles sont toujours connectées à la blockchain. À la fin des transactions de la deuxième couche, le système réinscrit la valeur dans la chaîne/blockchain principale.

Bitcoin, Ethereum et d'autres blockchains ont développé des solutions hors chaîne qui permettent des transactions instantanées entre pairs, telles que ;

Par exemple, on estime que le Lightning Network a un taux de transaction de 1 000 000/s alors que Raiden est considéré comme infini.

Avantages et inconvénients des solutions de deuxième couche.

La solution off-chain a repoussé les possibilités de mise à l'échelle des blockchains à une limite illimitée. Ce qui semblait impossible sur la blockchain, nous pouvons le réaliser hors-chaîne et le retransférer sur la blockchain après une transaction/contrat.

Vous trouverez ci-dessous un aperçu des avantages et des limites des solutions de deuxième couche.

Ilsont un taux de transaction élevé.Vous devez déposer un jeton pour commencer, et vos transactions sont limitées à ce montant.Les frais de transaction/minage sont faibles par rapport à la blockchain principale, et ils sont indépendants de la valeur transférée.Vous ne pouvez transférer qu'à une seule partie par canal ; cependant, vous pouvez avoir plusieurs canaux.Off-chain permet un paiement sécurisé et privé. Les transactions sont effectuées instantanément sans impliquer la blockchain. La capacité globale du réseau croît linéairement avec le nombre d'acteurs sur le réseau.

Voyons maintenant comment ils influencent le secteur de l'énergie.

Comment les solutions de deuxième couche peuvent permettre une blockchain durable pour l'énergie

Les solutions de deuxième couche permettent de gérer un réseau de taille considérable sans avoir à se soucier du taux de latence ou du débit des transactions. Typiquement, nous pouvons avoir des millions de compteurs d'énergie connectés dans un réseau décentralisé et gérer efficacement le traitement des données.

Enfin, l'énergie consommée par les nombreuses transactions effectuées sur la deuxième couche est insignifiante par rapport à l'énergie qui sera consommée par la blockchain pour effectuer une telle quantité de transactions.

En conclusion, la technologie blockchain a bouleversé la façon dont nous gérons l'énergie, comme nous l'avons vu à travers ce post. La transaction hors chaîne semble être une solution viable pour une blockchain évolutive et durable ; cependant, d'autres projets de recherche et collaborations prouveront si cette solution peut être améliorée de manière significative, notamment dans sa valeur commerciale.