47

 

technical and non-technical users. Additionally, for larger enterprises, API integrations with existing 
Energy  Management  Systems  (EMS)  can  provide  a  seamless  user  experience,  allowing  them  to 
leverage the benefits of blockchain without overhauling their current operations. 
 
Despite these scalability improvements, there are inherent challenges in commercializing blockchain-
based energy solutions. The energy sector operates under highly specific regulatory frameworks that 
vary across regions,  complicating the  implementation of  a  global  blockchain  solution.  The  lack  of 
standardization in energy certifications and trading practices means that the system must be adaptable 
to different jurisdictions. Furthermore, the high initial costs of deploying and maintaining blockchain 
infrastructure, combined with the need for regulatory approval, may delay adoption by large energy 
companies [52]. 

5.5 Cost-Benefit Analysis 

 
The cost-benefit analysis (CBA) of implementing VPPAs on the Optimistic Ethereum blockchain is 
essential to understanding the economic feasibility of deploying smart contracts at scale. This 
analysis considers the variables that impact both costs and benefits, focusing on gas fees, scalability 
improvements, transaction efficiency, and the economic gains from utilizing a decentralized 
platform for energy trading. 
 
To perform this analysis, we will calculate the gas costs associated with executing smart contracts 
and compare these to the potential benefits in terms of reduced transaction costs, increased 
transparency, and improved security in energy trading. We will also look at the potential savings for 
energy producers and buyers due to automation and reduced intermediaries in the energy market. 
 
Variables and Gas Costs 
 
The cost of deploying and interacting with smart contracts on the blockchain is directly proportional 
to the gas consumed by the execution of contract functions. On Optimistic Ethereum, gas costs are 
significantly lower than on Ethereum’s Layer 1 network, thanks to off-chain computation and 
periodic rollups for settlement [31], [34], [35], [37], [51]. 
 
Key variables to consider in calculating costs include: 
 



 

Transaction Type (e.g., contract creation, registration, trading, claiming) 



 

Function Complexity (e.g., computational complexity of each smart contract function) 



 

Gas Price (determined by the network at the time of transaction) 



 

Gas Limit (the maximum amount of gas that a transaction can consume) 



 

Average Gas Fee (measured in gwei) 
 

We use the following mathematical formula to estimate gas costs on Ethereum: 
 

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐶𝑜𝑠𝑡 (𝑖𝑛 𝐸𝑇𝐻) =   𝐺𝑎𝑠

𝑈𝑠𝑒𝑑

 ×  𝐺𝑎𝑠

𝑃𝑟𝑖𝑐𝑒

 

 
Where: 



 

Gas Used refers to the actual amount of gas consumed by the transaction. 



 

Gas Price is the price of gas in gwei, which fluctuates based on network congestion. 



 

1 gwei = 10

−9

 ETH. 

 
Transactions on Layer 2 networks follow a different fee structure compared to those on Layer 1. For 
Optimism, transaction fees consist of two main components: 1) Rollup Costs, which cover the 
expense of bundling transactions into batches and submitting them to Ethereum (Layer 1), and