Harm van den Brink is it-architect bij Enexis en Elaadnl en technisch adviseur bij de Iota Foundation. Ton Smets is iot-software-engineer en vanuit Infiniot gestationeerd bij Elaadnl.

Blockchainachtige technologieën hebben ook waardevolle toepassingen in de infrastructuur van elektrisch vervoer. Het bewijs staat in Arnhem: ’s werelds eerste laadpaal die gebruikmaakt van Iota, het jongere ‘broertje’ van blockchain.

Elektrisch vervoer heeft de toekomst. De komende jaren zullen we de brandstofauto plaats zien maken voor zijn elektrische vervanger. Producenten van elektrische auto’s zijn nog volop bezig de maximale reikwijdte te verbeteren en het comfort te verhogen.

Een grotere uitdaging ligt bij de infrastructuur die de elektrische vervoersmiddelen van stroom moet gaan voorzien. Het Nederlandse net is niet berekend op de grote piekvraag naar elektriciteit op het moment dat we massaal onze elektrische auto’s willen opladen. Daarnaast kan laden in het buitenland nog een stuk eenvoudiger.

Een andere grote uitdaging is de inrichting van een Europees betaalsysteem, zoals we dat kennen bij het pinnen. In Nederland is het afrekenen bij een laadpaal aardig geregeld: elke laadpas werkt op elke paal. Bij onze oosterburen is dat totaal anders. Om daar van noord naar zuid te komen, heb je wel dertig passen nodig. Distributed ledger technology (dlt) zou hier uitkomst kunnen bieden.

’s Werelds eerste laadpaal die Iota gebruikt als betaalmiddel staat bij Elaadnl in Arnhem.

Iota

De uitvinding van blockchain en cryptomunten en de eindeloze technische mogelijkheden daarvan hebben onze wereld op zijn kop gezet. Blockchain is voor het eerst beschreven in 1998. In 2009 heeft de Japanner Satoshi Nakamoto het concept geïmplementeerd onder de naam bitcoin.

advertorial TU/e hosts international conference on the cyber security of Internet-of-Things. While the IoT-revolution brings enormous benefits to our society and economy, our dependency on this infrastructure also creates serious security threats. To chart the challenges ahead and to explore possible solutions, on 14 and 15 October Eindhoven University of Technology (TU/e) will host #INTERSCT20, the 2020 edition of the INTERSCT. Conference on Cyber Security of Internet-of-Things.

Blockchain is zelf weer een implementatie van dlt. Een dlt valt het beste te omschrijven als een decentrale opslag van data en eventuele (geld)waarde verspreid over een netwerk van met elkaar verbonden machines. Het op blockchain gebaseerde bitcoin is hier een voorbeeld van, maar laat ook direct zien dat er nog voldoende technische uitdagingen zijn op het gebied van schaalbaarheid, transactiesnelheid en de enorme hoeveelheden energie die nodig zijn om transacties te valideren en het blockchainnetwerk in stand te houden.

In 2015 is een andere implementatie van een dlt gemaakt: Iota. Dit ‘broertje’ van blockchain is gericht op het internet of things en maakt het mogelijk om zonder veel rekenkracht transacties te doen die kunnen bestaan uit waarde, maar ook enkel uit data. Een transactie op het Iota-netwerk is altijd gratis, ongeacht de grootte, en de validatie kost geen enorme hoeveelheden energie, waardoor het geschikt is voor de minder rekenkrachtige apparaten die we typisch vinden in het iot-domein.

De onderliggende technologie van Iota is niet blockchain, maar een zogeheten gerichte, acyclische graaf (directed acyclic graph). Elke nieuwe transactie in het netwerk krijgt twee eerdere transacties toegewezen en valideert deze. Nadat een transactie door meerdere nieuwe transacties is gevalideerd, wordt deze gezien als valide en staat deze voor altijd vastgelegd in een gerichte, acyclische graaf die ‘tangle’ heet.

Tijdens de Smart Systems Summit verzorgen Harm van den Brink en Ton Smets een presentatie over de ontwikkeling van de Iota-laadpaal.

Proof-of-concept

Om de kracht van dlt voor elektrisch rijden aan te tonen, hebben we bij Elaadnl in Arnhem ’s werelds eerste Iota-laadpaal gebouwd. Dit proof-of-concept maakt gebruik van Iota als betaalmiddel. Elk kwartier legt het de actuele standen van de geïntegreerde slimme meter vast in de tangle.

Behalve handmatig is het ook mogelijk om machine-to-machine te betalen. Daarvoor is de Iota-laadpaal uitgerust met hardware om te communiceren volgens Iso 15118. Deze standaard beschrijft de gegevensuitwisseling tussen twee apparaten via TCP/IP over de verbonden laadkabel. De verbinding opzetten gaat volgens het Homeplug-principe. Iso 15118 is relatief nieuw, maar staat in de belangstelling van autofabrikanten die inzien dat de huidige Mode 3-communicatie tussen auto en laadpaal beperkt is voor de functionaliteit die ze willen gaan bieden.

De elektrische auto en de laadpaal beschikken over een eigen wallet. Doordat beide portemonnees voorzien zijn van Iota, zijn onderlinge m2m-betalingen mogelijk. Na het opzetten van de verbinding onderhandelen auto en paal over de hoeveelheid af te nemen stroom en het tarief. Zonder tussenkomst van een derde partij kan de wagen opladen en door het gebruik van Iota als betaalmiddel zijn er geen beperkingen door bijvoorbeeld een verschil van valuta bij laden over de grens.

Smart grid

Het proof-of-concept laat zien wat de mogelijkheden zijn van dlt in de infrastructuur van elektrisch vervoer. Het kan de huidige manier van identificatie en authenticatie sneller, simpeler en bovenal veiliger maken. Daarnaast is het een opstap naar een volledig geïntegreerd systeem, waarbij verschillende apparaten autonoom met elkaar kunnen communiceren. Te denken valt aan een smart grid dat volledig autonoom het gebruik van duurzame elektriciteit kan optimaliseren en hierover overeenstemming kan bereiken met alle aangesloten devices.

Stel je voor dat er in een buurt veel zonnepanelen op daken liggen en veel elektrische auto’s staan. Gedurende de dag, als de zon op zijn felst is, zou je de auto’s op maximale snelheid kunnen laden met goedkope energie. Rond 18:00 uur, wanneer iedereen thuiskomt, is er sowieso al een enorme vraag naar stroom. In die periode wil je juist dat grote apparaten zoals een elektrische auto even wat minder hard laden. Hier kun je zelfs voor ‘belonen’ door er een kleine financiële vergoeding aan te hangen.

Met behulp van nieuwe technologie proberen we dit soort slimme systemen mogelijk te maken, zonder al te veel administratieve rompslomp. Dlt neemt de boekhouding én uitbetaling voor haar rekening.

Edited by Nieke Roos