Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

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Electricity Market Design 2030-2050: Moving Towards Implementation

2021 , Ashour Novirdoust, Amir , Bhuiyan, Rajon , Bichler, Martin , Buhl, Hans Ulrich , Fridgen, Gilbert , Fugger, Carina , Gretschko, Vitali , Hanny, Lisa , Knörr, Johannes , Neuhoff, Karsten , Neumann, Christoph , Ott, Marion , Richstein, Jörn C. , Rinck, Maximilian , Röhrich, Felix , Schöpf, Michael , Sitzmann, Amelie , Wagner, Johannes , Weibelzahl, Martin

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Supporting communication and cooperation in the asylum procedure with Blockchain technology - A proof of concept by the Federal Office for Migration and Refugees

2019 , Fridgen, Gilbert , Guggenmos, Florian , Lockl, Jannick , Rieger, Alexander , Urbach, N.

The proof of concept showed that the use of Blockchain technology could support cross-organisational communication and cooperation in the asylum procedure. In addition, Blockchain could provide an important foundation for the establishment of digital identities and allow an asylum seeker's procedure to be tracked based on this identity. Admittedly, not all applicable data protection regulations were fully implemented in the proof of concept. However, the findings gained as part of the project provide a promising basis for the development of a Blockchain-based solution for the asylum procedure that complies with data protection requirements. Moreover, the developed concept could scale beyond Germany's borders. Blockchain-based, transnational management of asylum procedures could therefore become a joint project of the European member states to strengthen cooperation while safeguarding federal structures. This means that Blockchain technology could be the start of digital federalism in Europe (including the asylum procedure).

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Blockchain and smart contracts

2018 , Schütte, Julian , Fridgen, Gilbert , Prinz, Wolfgang , Rose, Thomas , Urbach, Nils , Hoeren, Thomas , Guggenberger, Nikolas , Welzel, Christian , Holly, Steffen , Schulte, Axel , Sprenger, Philipp , Schwede, Christian , Weimert, Birgit , Otto, Boris , Dalheimer, Mathias , Wenzel, Markus , Kreutzer, Michael , Fritz, Michael , Leiner, Ulrich , Nouak, Alexander , Prinz, Wolfgang , Schulte, Axel T.

This position paper analyzes blockchain technology from the scientific and application-oriented perspective of the Fraunhofer-Gesellschaft. It examines relevant technical aspects and related research questions. It shows that technology still has fundamental research and development challenges in all areas. These include, for example, the modularization of individual blockchain concepts as well as their combination and integration for application-specific blockchain solutions.

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Electricity Spot Market Design 2030-2050

2021 , Ashour Novirdoust, Amir , Bichler, Martin , Bojung, Caroline , Buhl, Hans Ulrich , Fridgen, Gilbert , Gretschko, Vitali , Hanny, Lisa , Knörr, Johannes , Maldonado, Felipe , Neuhoff, Karsten , Neumann, Christoph , Ott, Marion , Richstein, Jörn C. , Rinck, Maximilian , Schöpf, Michael , Schott, Paul , Sitzmann, Amelie , Wagner, Johannes , Wagner, Jonathan , Weibelzahl, Martin

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Konzeption der Energiesynchronisationsplattform

2018 , Reinhart, Gunther , Bank, Lukas , Brugger, Martin , Roth, Stefan , Simon, Peter , Bauernhansl, Thomas , Bauer, Dennis , Colangelo, Eduardo , Eigenbrod, Hartmut , Grigorjan, Arthur , Pfeilsticker, Lena , Schel, Daniel , Schulz, Fabian , Fridgen, Gilbert , Hering, Fabian , Keller, Robert , Schott, Paul , Jarke, Matthias , Ahrens, Raphael , Pullmann, Jaroslav , Abele, Eberhard , Weber, Thomas , Bühner, Volker , Meyer, Benjamin

Der langfristige Verzicht auf fossile und nukleare Energiequellen und die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien bei der Stromerzeugung führen zu einer volatileren Stromversorgung. In Abhängigkeit von externen Realitäten betont die Produktion erneuerbarer Energien die Notwendigkeit von Maßnahmen, die das notwendige Gleichgewicht von Angebot und Nachfrage im Elektrizitätssystem jederzeit gewährleisten. Energieintensive Industrieprozesse umfassen theoretisch hohe Demand-Response-Potenziale, die geeignet sind, diese zunehmende Liefervolatilität zu bewältigen. Dennoch betreiben die meisten Unternehmen ihre Produktion aus mehreren Gründen nicht flexibel: Unter anderem mangelt es den Unternehmen an Know-how, Technologien und einem klaren Business Case, um eine zusätzliche Flexibilität in ihren Produktionsprozessen einzuführen mögliche Auswirkungen auf ihre Prozesse durch Variation des Strombedarfs und Unterstützung bei der Ausnutzung ihrer Flexibilität. Neben der Förderung von Wissen in Industrieunternehmen ist eine IT-Lösung erforderlich, die Unternehmen dabei unterstützt, das Demand-Response-Potenzial ihrer Prozesse zu nutzen. Das Konzept muss Unternehmen dabei unterstützen, die energieflexiblen Produktionsprozesse von Unternehmen zu steuern und diese Potenziale in Flexibilitätsmärkten zu monetarisieren. Dieses Arbeitspapier stellt ein Konzept vor, das sowohl Unternehmen als auch Energiemärkte integriert. Es ermöglicht den automatisierten Handel des Demand-Response-Potenzials von Unternehmen auf verschiedenen Flexibilitätsmärkten.

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Blockchain und Smart Contracts

2017 , Schütte, Julian , Fridgen, Gilbert , Prinz, Wolfgang , Rose, Thomas , Urbach, Nils , Hoeren, Thomas , Guggenberger, Nikolas , Welzel, Christian , Holly, Steffen , Schulte, Axel , Sprenger, Philipp , Schwede, Christian , Weimert, Birgit , Otto, Boris , Dalheimer, Mathias , Wenzel, Markus , Kreutzer, Michael , Fritz, Michael , Leiner, Ulrich , Nouak, Alexander , Prinz, Wolfgang , Schulte, Axel T.

Dieses Positionspapier analysiert die Blockchain-Technologie aus wissenschaftlicher und anwendungsorientierter Sicht der Fraunhofer-Gesellschaft. Es untersucht relevante Technikaspekte und damit verbundene Forschungsfragen. Dabei zeigt sich, dass die Technik in allen Bereichen noch grundlegende Forschungs- und Entwicklungs-Herausforderungen aufweist. Diese liegen beispielsweise in der Modularisierung einzelner Blockchain-Konzepte sowie deren Kombination und Integration für anwendungsspezifische Blockchain-Lösungen.

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Konzept der Energiesynchronisationsplattform. Diskussionspapier V3

2020 , Reinhart, Gunther , Bank, Lukas , Brugger, Martin , Hieronymus, Aljoscha , Köberlein, Jana , Roth, Stefan , Bauernhansl, Thomas , Sauer, Alexander , Bauer, Dennis , Kaymakci, Can , Schel, Daniel , Schlereth, Andreas , Fridgen, Gilbert , Buhl, Hans Ulrich , Bojung, Caroline , Schott, Paul , Weibelzahl, Martin , Wenninger, Simon , Weigold, Matthias , Lindner, Martin , Ronge, Karlheinz , Oeder, Andreas , Schimmelpfennig, Jens , Winter, Christian , Jarke, Matthias , Ahrens, Raphael

Das Kopernikus-Projekt SynErgie entwickelt eine IT-Plattform, die automatisierten und standardisierten Handel mit industriell bereitgestellter Energieflexibilität ermöglichen soll. Wie diese Plattform funktionieren könnte, zeigt das Diskussionspapier ""Konzept der Energiesynchronisationsplattform"": Die zunehmende Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen führt aufgrund der Wetterabhängigkeit von Wind und Sonne zu einem zunehmend volatileren Stromangebot. Damit das notwendige Gleichgewicht von Angebot und Nachfrage im Elektrizitätssystem jederzeit gewährleistet werden kann, sind Maßnahmen zum Ausgleich dieser Schwankungen notwendig. Energieintensive Industrieprozesse beinhalten ein hohes Flexibilitätspotenzial, um mittels Demand-Response, diesen Schwankungen zu begegnen. SynErgie arbeitet daran, den gesamte Prozess des Energieflexibilitätshandels von der Maschine bis an die Märkte auf einer IT-Plattform zu automatisieren und zu standardisieren. Die Energiesynchronisationsplattform besteht aus zwei logischen Teilplattformen, einer Markt- und vielen Unternehmensplattformen. Ziel bis Mitte 2022 ist es, ein durchgängiges Konzept einschließlich des Daten- und Informationsflusses von der Maschine bis zu den Energiemärkten zu entwickeln und in einer Referenzarchitektur abzubilden. Außerdem soll das Konzept im Rahmen einer Vielzahl von Forschungs- und Industriedemonstratoren und insbesondere in der Modellregion Augsburg mit lokalen Akteuren in einem umfassenden Testbetrieb erprobt werden. Mehr zur Energiesynchronisationsplattform, der Markt- und Unternehmensplattform, zur Informationssicherheit der IT-Plattformen, Anwendungsbeispielen und den Zukunftsvisionen können Sie im Diskussionspapier nachlesen.

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Unterstützung der Kommunikation und Zusammenarbeit im Asylprozess mit Hilfe von Blockchain

2018 , Fridgen, Gilbert , Guggenmos, Florian , Lockl, Jannik , Rieger, Alexander , Urbach, Nils

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Blockchain: Grundlagen, Anwendungen und Potenziale

2016 , Schlatt, Vincent , Schweizer, André , Urbach, Nils , Fridgen, Gilbert

Längst ist die Blockchain mehr als nur die Technologie hinter der Kryptowährung Bitcoin. Vielmehr wird die Technologie mittlerweile als die eigentliche Innovation erachtet, die Experten zufolge das Potenzial hat, etliche Bereiche der Gesellschaft, die weit über das Gebiet digitaler Währungen hinausgehen, zu verändern. Nicht zuletzt aufgrund der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten rückt sie zunehmend in den Fokus der Öffentlichkeit. Grundsätzlich ist die Blockchain ein elektronisches Register für digitale Datensätze, Ereignisse oder Transaktionen, die durch die Teilnehmer eines verteilten Rechnernetzes verwaltet werden. Im Rahmen der vorliegenden Studie werden Status Quo der Forschung aufgearbeitet, eine theoretische Einordung der Technologie vorgenommen, Blockchain-Anwendungen untersucht sowie die aktuellen Entwicklungen in der Praxis analysiert. Dazu hat das Fraunhofer FIT und seine Projektgruppe Wirtschaftsinformatik unter anderem eine Marktanalyse von Blockchain-Startups durchgeführt. Die Studie zeigt, dass die meisten aktuellen Anwendungen auf der Blockchain als manipulationssichere Datenstruktur und System zum Werttransfer aufbauen und hauptsächlich im Finanzsektor eingesetzt werden. Weitere Anwendungsbereiche sind aber auch in der Industrie, dem öffentlichen und juristischen Sektor sowie im Internet der Dinge zu finden. Zusätzlich zur Vorstellung der Blockchain-Grundkonzepte, der unterschiedlichen Blockchain-Einsatzgebiete und der detaillierten Erläuterung verschiedener Blockchain-Anwendungen wurden Potentiale und Risiken der Blockchain sowie Hindernisse und Empfehlungen bei der Implementierung untersucht. Potentiale sieht die Forschung insbesondere in der hohen Datenintegrität, der großen Transparenz und der Programmierbarkeit von Transaktionen das Potential von Blockchain-Lösungen. Unter anderem werden die aktuellen Probleme hinsichtlich Skalierbarkeit, mangelnder Interoperabilität von Blockchain-Systemen und der hohe Energiekonsum einiger Konsensmechanismen als Risiken und Hindernisse bei der Einführung angeführt. Als Empfehlungen hinsichtlich Blockchain-Implementierungen ist der Literatur und aktuellen Praxisstudien zu entnehmen, dass die Kollaboration zwischen Unternehmen bzw. sogar branchenweite Konsortien als zielführend erachtet wird. Des Weiteren wird empfohlen bei Blockchain-Projekten auf spezifische Anwendungsbereiche zu fokussieren, um die Charakteristika und Vorteile und Nachteile der Technologie je Geschäftsfeld evaluieren zu können. Insgesamt fällt die Bewertung der Blockchain in Wissenschaft und Praxis sehr positiv aus der endgültige Einfluss der Technologie bleibt dennoch abzuwarten. Festzuhalten ist allerdings, dass die Blockchain viele neue und spannende Fragen in unterschiedlichsten Branchen und Bereichen der Wissenschaft aufwirft. Das Fraunhofer FIT und seine Projektgruppe Wirtschaftsinformatik werden weiterhin gemeinsam umfassende und wissenschaftlich fundierte Untersuchungen sowie die Erarbeitung von praxistauglichen Lösungen im Blockchain-Umfeld vorantreiben.

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