Blockchain Teknolojisi ve Enerjide Uygulama Alanları
“Blockchain teknolojisi nedir?” diye sorduğumuzda çoğu kişi için akla ilk gelen şey “kripto paralar” olacaktır. Bu kısmen doğrudur çünkü 2008’de ortaya çıkan ve hala kim olduğu hakkında iddialar öne sürülürken, kim olduğunu hala bilmediğimiz “Satoshi Nakamoto” tarafından “bitcoin” zincirinin geliştirilmesiyle ortaya çıkmıştır fakat blokchain teknolojisini bitcoin ya da kripto paralar ile sınırlandırmak çok hatalı bir yaklaşımdır. Blokchain teknolojisi, bir merkeze bağlı kalmadan, kripto şifreleme yöntemleri kullanılarak güvenliği sağlanan, işlem kayıtlarını şeffaflaştırarak herhangi bir aracıya gerek duymadan bilgi transferi sağlayan dijital güven protokolleridir. Başka bir deyişle merkezi olmayan, değiştirilemeyen, çoklu ve güvenli veri tabanı sistemleri olarak kullanılırlar. Daha da basit bir dille anlatmak gerekirse; mail adresinizi düşünün ve hayatınızda gerçekliği olan her şeyi sanal adresinize depoladığınızı ve bunu gerektiğinde başkalarıyla paylaşabilecek fakat yapılan değişiklikleri herkesin kendi mail adresinde görebileceğini ve başkalarının göremeyeceğini düşünün. Bu blockchain teknolojisi ile mümkündür. Bu yüzdendir ki blokchain teknolojisi uzmanlar tarafından internet teknolojisini yeniden şekillendirecek teknoloji olarak yorumlanmaktadır [1–4].
Peki çalışma prensibi nedir ?
Blockchain teknolojisinin sektörel dağılımına baktığımızdaysa her sektörde görmek mümkündür (finans, enerji, otomotiv, tapu-kadastro ve lisans işlemleri, IoT teknolojileri, sağlık sektörü…). Bunun sebebi ise açıkça blockchain teknolojisinin çalışma prensibinin zamandan ve mekandan bağımsız, ağ yapsısı hızlı, güvenli ve diğer sistemlere göre ucuz olmasıdır. Peki bu teknolojinin her şeyi bu kadar kolay bir şekilde yapmasının sebebi nedir? Aslında bu sorunun cevabı çok basit, çalışma prensibidir. En küçük kavramından açıklamaya başlarsak blok dediğimiz yapı, her türlü verinin içerisinde saklandığı zincirimizin temel yapı birimidir. Bu bloklar ard arda eklenerek bir zincir veya zincirleri oluşturur. Peer to Peer (P2P) olarak tanımladığımız yapımız ise aslında bunu veri alışverişinde kullandığımız ağ olarak adlandırabiliriz, işlemciler arasında verinin paylaşımı ve dağıtımı için kullanılan iletişim protokolüdür. Distributed Ledger Technology (DLT) olarak bilinen bu yapıda ise giriş kısmında belirttiğimiz gibi her katılımcı tarafından kendine özgü (bağımsız) olarak tutulan ve güncelleştirilen veritabanıdır. Consensus yapımız ise zincire sahip olan tüm bloklarımızın, sahip olan herkeste olan eşleniğidir. Blockchain uygulamalarında en çok kullanılan consensuslar; proof of work ve proof of stake’dir. Bitcoin, etherium, ripple gibi zincirlerin her birinin farklı bu yapıların farklılıklarında gizlidir [2,4–8].
Kullanışlı bir şey midir ?
Blockchain teknolojisinin uygulama alanları incelediğimizde finans sektöründe para transferleri, depolanması ve borsa uygulamalarında görüyoruz, otomotiv sektörüne baktığımızdaysa elektrikli araç şarj sistemlerinde şarj aktarımında, Porsche- XAIN ortaklığında blockchain teknolojisini kullanarak kişilerin araçların kilidini telefondan açabileceği bir sistem geliştirdi daha öncesinde bahsettiğimiz gibi hem hız hem de güvenlik dolayısıyla bu sistem dikkatleri üzerine çekiyor. Sağlık sektöründe ise elektronik sağlık kayıtları, tıbbi araştırmalar, ilaç tedarik zincirleri oluşturma gibi uygulamalarda kullanımı bu sektörü bayağı rahatlatmakta hatta bunun yanı sıra VitalHub adındaki Kanadalı bir blockchain girişimi olan şirket, DOCit adlı blokchain tabanlı bir elektronik COVID-19 tarama aracı kullandı [9]. Power and Energy Society olarak bizim de üzerine çalıştığımız/çalışmak istediğimiz “enerji sektörü”ndeyse enerji alışveriş anlaşmaları, sertifikalandırmaları, tedarik zinciri kurulması, IoT teknolojisiyle koordineli çalışarak gerçek zamanlı ölçümler yapılması ve enerjinin aktarımında, blockchain kullanılmakta ve bu uygulamalarda hem maliyet hem de hız olarak şirketlerin büyük kârlar sağladığını bilmekteyiz.
Nasıl oluyor da blockchain teknolojisi ile enerjiyi bir yerden başka bir yere aktarabiliyoruz?
Temel olarak, mikro şebekeler, birbirine bağlanan küçük ölçekli, kendi kendini kontrol edebilen güç sistemleridir. Bunlar, yenilenebilir ve temiz kaynakların şebekeye dâhil olmalarına, talep tarafı yönetimi ve var olan enerjinin maksimum kullanımına izin verebilir. Temel şebekenin bir parçası ve endüstriyel/ ticari tüketici uygulamalarından oluşan bir mikro şebeke sistem, şebekeden bağımsız veya şebeke bağlantılı mod olarak çalışabilir [4,10,11].
Li ve ark. tarafından önerilen sistemde üç farklı katmana ayrılmıştır. Fiziksel katmanda bir mikro şebekeler ağı dahil olmak üzere güç dağıtım altyapısı ve elektrik üretimi, dağıtımı ve dağıtımı için bitişik hizmet ağı tüketim ve depolama; siber katmanda bir dizi iletişim içeren iletişim altyapısı, veri alışverişi, eş keşfi ve otomatik kontrol, pazar katmanındaysa finansal networkler ve para alışverişi kısmı bulunmalıdır. Bir işlemsel enerji sistemindeki çalışma durumları güvenilir bir ortamda işlem yapan mikro şebekeler arasında enerji ticaretini takip etmek için blockchain teknolojisi ile kaydedilir. Geleneksel olarak, işlem yapan her bir mikro şebeke yerel işletim sistemini kaydetmek için yerel bir veri tabanı tutacaktır. Paylaşılan bir kronolojik veri tabanı olan blockchain, işlemlerde veri depolama ve yönetim müdahalelerinden kaçınır. Merkezi olmayan bir şekilde paylaşılan bir veritabanını kolektif olarak sürdürmek için blok zinciri kullanır. Dolayısıyla daha güvenilir bir merkezi aracı gerektirmez. Yeni işletme durumların sonunda ek veri blokları halinde paketlenir. Seçilen bir madenci tarafından blok zinciri (örneğin, bu durumda Microgrid 1). Bir Zamanlar blok zincirine kaydedildiğinde, bu çalışma durumları artık değiştirilemez artık dört mikro şebekenin tümü bir fikir birliğine varmıştır. Her mikro şebekede bir kayıt ve okuma için blok zincirinin yerel ayarlarında kopyası saklanır [12].
Enerji Alanında Örnekleri Nelerdir ?
Blockchain ile enerji aktarımı ilk olarak 2016 yılında bir enerji konferansında “Enerchain” adıyla Poton adlı şirketin, iki şirket arasında eş zamanlı enerji transferi yapmasıyla ortaya çıkmıştır. Bunun yanında Enerji devleri BP, Shell ve Statoil ve diğer ortaklar geliştirmek için VAKT blockchain girişimi ile birişbirliği başlattılar. Blockchain tabanlı bir dijital platform, güvenlik ve şeffaflığı artırırken işletme maliyetlerini azaltır, ticaret kayıtlarını dijital belgeler. VAKT, girişten sona kadar (alışveriş süreçleri, ödemeler vb.) fiziksel enerji işlemleri için gerçek zamanlı bir dağıtık defter teknolojisi çözümü geliştirmeyi amaçlamaktadır.
Bunun yanı sıra eğer güneş enerjisiyle enerji ürettiğiniz bir işletmeniz veya eviniz varsa buna ödül alabileceğiniz “solarcoin” yazılımı halihazırda mevcut. Bu sistemde her boyuttaki Güneş enerjisi üreticisi, solar tesislerini tescil ettirmek için bir “SolarCoin Bağlı şirketine” ücretsiz olarak müracaatta bulunabiliyor. Başvurusu kabul edilen hak sahipleri kendi blokchain teknolojisi üzerindeki hesabını açıyor ve alıcı adresi oluşturmak için ücretsiz bir dijital para cüzdanı indiriyor. Bu cüzdan bu kişinin ya da enerji üretilen yerin adresi ve özellikleriyle beraber enerjiyi gönderebileceği bağlı “şirketler” ile paylaşılıyor. Daha sonra SolarCoin Vakfı, talep sahibinin cüzdanına 1 MWh doğrulanmış elektrik üretimi başına 1 SolarCoin oranında dijital parayı gönderiyor. Sonrasında bu coinleri kişiler dilediği gibi harcayabilir veya biriktirebilirler [10,13].
Devletimiz tarafından atılan benzer bir adımdan bahsetmek istiyorum. Enerji Piyasası Düzenleme Kurulu tarafından sera gazı salınımının engellenmesi için yapılan YEK-G sistemi. Bu sistemde, eğer yenilenebilir enerji kaynaklarından biri ile 1MWh’lık veya daha büyük bir enerji üretiyorsanız bunu belgeleyebilecek ve üretilen enerjinin takibinin yapılmasını sağlayacaksınız. Sistem kendi içerisinde 5 ana konsepte dayanıyor. Bu konseptler ise şu şekilde;
1) İhraç: YEK-G belgesi oluşturulmak istenmesi
2) Transfer: YEK-G belgelerinin diğer kullanıcılara devrinin sağlanması
3) İtfa: Yenilenebilir enerji tedariğini doğrulamak için YEK-G belgesinin kullanılması
4) İlga: YEK-G belgesinin enerji üretim tarihinden 12 ay sonra bitmiş olması
5) İfşa: Tüketicilerin kullandıkları elektriğin yenilenebilir enerji kaynaklarından sağlandığı hakkında bilgilendirilmesi [15–19].
Nereden Başlamalı ?
Çeşitli sektörlerden bazı örnekleri sizlerle paylaştım blockchain uygulamaları bu kadarla kısıtlı kalmamakla birlikte yukarıda altını çizdiğim üzere her sektörde ihtiyaç olan ve gelişimi sonsuz bir teknoloji. Bu noktada sizlerle IEEE CS yazımlarından birinde Paul C. van Oorschot (Associate Editor in Chief)’un bir tavsiyesini paylaşacağım. Kendisi “blokchain teknolojisi üzerinde çalışılabilecek kripto paralardan çok fazla alan olduğunu, fakat COVID-19 bağlamında temas takibini amaçlayan gizli bir güvenlik sistemi peşine düşmemiz gerektiğini öğütlüyor. Bunun bir mahremiyet, sosyal sorunlar ve epi demiyolojisini kapsayan son derece disiplinler arası bir konu olduğunu belirtiyor”. Yazımı burada noktalarken şunu söylemek istiyorum hangi sektörde ne iş yapıyor olursanız olun kendinize blockchain teknolojisinde bir yer edinebilir ve bu teknolojinin gelişimine hem de kendinize katkı sağlayabilirsiniz. Bu zamana kadar ki araştırmalarımdan yola çıkarak geliştirmek veya ilgilenmek isteyen arkadaşlara “solidity” veya “C#” gibi yazılım dillerini öğrenmelerini tavsiye edebiliriz. Eğer ilgilenirseniz diye buraya birkaç link bırakmak istiyorum [20]:
Crypto Zombies/ : Burada kendi zombienizi üreterek solidity kodlamayı basic derecede öğrenebiliyorsunuz.
BitDegree : Bu linkte uzay köpeği projesiyle yönlendirmelerle biraz daha kendi yazdığınız bir solidity öğrenme oyunu diyebiliriz.
IEEE Collabratec Blockchain Community : Bir global sorumlusu olarak tabi ki eğer IEEE global üyesiyseniz collabratecten sizin gibi blockchain ile ilgilenen kişileri bulabileceğiniz platform
IEEE Blockchain Initiative : IEEE içerisindeki blockchain alt grubu burada makale paylaşımları ve çağrıları ya da yayınlanan çalışmaları görebiliyorsunuz.
Referanslar
[1] İ.H. Polat, https://www.btkakademi.gov.tr/portal/course/blokzincir-ve-kripto-paralar-10569#!/about, (n.d.).
[2] M. Swan, https://www.udemy.com/course/blockchain-theory-101/learn/lecture/7374294?start=0, (n.d.). https://www.udemy.com/course/blockchain-theory-101/learn/lecture/7374294?start=0 (accessed May 15, 2021).
[3] Emre Günen, https://tr.cointelegraph.com/news/a-simple-explanation-of-what-is-blockchain-and-how-its-works, (n.d.). https://tr.cointelegraph.com/news/a-simple-explanation-of-what-is-blockchain-and-how-its-works (accessed March 15, 2021).
[4] https://consensys.net/blockchain-use-cases/energy-and-sustainability/, (n.d.).
[5] Lucas Mostazo, https://www.youtube.com/watch?v=3xGLc-zz9cA, (n.d.). https://www.youtube.com/watch?v=3xGLc-zz9cA (accessed May 10, 2021).
[6] Fatma Abdulqadir, https://www.udemy.com/course/introduction-to-blockchain-applications-for-business/learn/lecture/21056204?start=0#overview, (n.d.). https://www.udemy.com/course/introduction-to-blockchain-applications-for-business/learn/lecture/21056204?start=0#overview (accessed May 15, 2021).
[7] S. YILMAZ TÜRKMEN, S. ERÖZEL DURBİLMEZ, Blockchain Teknolojisi ve Türkiye Finans Sektöründeki Durumu, Finans Ekon. ve Sos. Araştırmalar Derg. (2019) 30–45. https://doi.org/10.29106/fesa.509254.
[8] I. Corporation, https://www.ibm.com/tr-tr/blockchain/industries, (n.d.). https://www.ibm.com/tr-tr/blockchain/industries (accessed May 15, 2021).
[9] B. Türkiye, https://bctr.org/blokzinciri-teknolojisinin-saglik-sektorune-etkisi-20001/, (n.d.). https://bctr.org/blokzinciri-teknolojisinin-saglik-sektorune-etkisi-20001/ (accessed May 15, 2021).
[10] Ponton, https://enerchain.ponton.de/, (n.d.).
[11] M. Andoni, V. Robu, D. Flynn, S. Abram, D. Geach, D. Jenkins, P. McCallum, A. Peacock, Blockchain technology in the energy sector: A systematic review of challenges and opportunities, Renew. Sustain. Energy Rev. 100 (2019) 143–174. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.10.014.
[12] Z. Li, S. Bahramirad, A. Paaso, M. Yan, M. Shahidehpour, Blockchain for decentralized transactive energy management system in networked microgrids, Electr. J. 32 (2019) 58–72. https://doi.org/10.1016/j.tej.2019.03.008.
[13] M. Güven, https://tr.linkedin.com/pulse/blockchain-yenilenebilir-enerjinin-gelece%C4%9Fi-mi-murat-g%C3%BCven, (n.d.). https://tr.linkedin.com/pulse/blockchain-yenilenebilir-enerjinin-geleceği-mi-murat-güven (accessed March 13, 2021).
[14] Ş. Yazıcı, https://mobile.twitter.com/drsadiyazici/status/1388158734577324033?, (n.d.). https://mobile.twitter.com/drsadiyazici/status/1388158734577324033? (accessed May 1, 2021).
[15] EPİAŞ, https://www.epias.com.tr/wp-content/uploads/2021/03/EPIAS-YEK-G-Sunum_ETD-Toplanti-8.3.2021.pdf, (n.d.). 15 Mayıs 2021.
[16] EPİAŞ, https://www.youtube.com/watch?v=88EZGwHif2Y, (n.d.). https://www.youtube.com/watch?v=88EZGwHif2Y (accessed May 15, 2021).
[17] EPİAŞ, https://www.youtube.com/watch?v=UF4Xw2-QVm8, (n.d.). https://www.youtube.com/watch?v=UF4Xw2-QVm8 (accessed May 15, 2021).
[18] EPİAŞ, https://www.epias.com.tr/wp-content/uploads/2021/03/ETD-Sunum_Yenilenebilir-Enerji-SertifikalariEPIAS-YEK-G-Sistemi.pdf, (n.d.). https://www.epias.com.tr/wp-content/uploads/2021/03/ETD-Sunum_Yenilenebilir-Enerji-SertifikalariEPIAS-YEK-G-Sistemi.pdf (accessed May 15, 2021).
[19] _PortalAdmin_Uploads_Content_News_3e44a69853404 (1), (n.d.).
[20] P.C. Van Oorschot, Blockchains and stealth tactics for teaching security, IEEE Secur. Priv. 18 (2020) 3–5. https://doi.org/10.1109/MSEC.2020.3004974.
[21] https://mc2haber.com/yenilenebilir-enerji-sertifikalandirma-sistemi-yek-g-nasil-isleyecek, (n.d.). https://mc2haber.com/yenilenebilir-enerji-sertifikalandirma-sistemi-yek-g-nasil-isleyecek (accessed May 15, 2021).
[22] EPİAŞ, https://www.youtube.com/watch?v=6VwaMiF_NgI, (n.d.). https://www.youtube.com/watch?v=6VwaMiF_NgI (accessed May 15, 2021).
[23] M. Hasse, F., von Perfall, A., Hillebrand, T., Smole, E., Lay, L., & Charlet, Blockchain — an opportunity for energy producers and consumers?, Pwc.Com. (2016) 1–45. www.pwc.com/utilities.
[24] B. Kocaman, Mikro Şebekeler için Örnek Bir Enerji Yönetimi Uygulaması, Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilim. Derg. 3 (2014). https://doi.org/10.17798/beufen.05193.
