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什么是能源区块链
2020-11-19 60545 0

能源互联网是综合运用先进的电力电子技术,信息技术和智能管理技术,将大量由分布式能量采集装置,分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来,以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。事实上,能源互联网的发展逻辑是重塑未来能源行业的发、输、用、储以及金融交易等环节,并将颠覆未来整个能源价值链。业内人士分析认为,以能源互联网当中最重要的板块能源消费为例,消费者在能源互联网时代其角色将不仅仅是单纯的消费者,而是以另外一种新的形态出现,称之为产销者。未来,消费者既可以通过自有的分布式可再生能源来发电,还可以通过智慧能源解决方案,提供用户侧的负荷资源参与需求侧响应。消费者可以通过需求侧响应计划,积极的参与社区需求侧响应项目,还可以作为虚拟电厂成员加入虚拟电厂项目,同时还可以通过电动汽车、储能设施,返售电给电网。这种“场景”听起来很美,但是如何落地这一问题对于电力从业者和监管部门是一大挑战。而通过区块链技术能够有效解决能源互联网发展过程中所面临的数据融通、网络安全、隐私防护、多主体协同等难题,促进多形式能源、各参与主体的协同,促进信息与物理系统的进一步融合,实现交易的多元化和低成本化,实现各类能源资产的数字化管理,提升生产、管理、应用的智能化水平。随着数字革命与能源革命相融并进,数字电网和能源互联网建设的不断加速,利用区块链等前沿信息技术赋能电网发展,引领业务创新成为必然发展趋势。



01 - 能源行业大力迈入新格局,我国供给机构亟待优化



近年来,全球能源需求增长缓慢,能源转型推动新能源快速发展,能源消费结构清洁化趋势明显。在新政策情景下,我国的能源需求增长速度每年下降1%左右,从2004年高达16.84%的增速一路下降至2015年的低点0.96%,不到自2000年以来的年平均水平的六分之一。截止2016年,我国能源消费构成中,煤炭和石油占比已经从2000年的90.5%下降至80.3%,而能源供给构成中,天然气、水电、核电和风电等能源供给也一直在稳步增加。然而我国能源供给结构依然存在大量痛点,包括供给垄断、结构转变缓慢、清洁化不足、价格非理性和供给动力不足等问题。自09年以来,国家开始大力推进能源行业的供给侧改革,卓有成效但阻力依旧。



02 - 全球能源互联网:我国能源供给侧改革的新契机



全球能源互联网是指以国家电网为代表,侧重全球电力互联,利用电力网络在空间上的扩大,将不同区域电网互联,实现不同区域不同类型新能源跨区消纳的能源互联网。全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架(通道)、以输送清洁能源为主导、全球互联泛在的坚强智能电网,复合两个替代(清洁替代和电能替代)的需求。全球能源互联网由跨洲、跨国骨干网架和各国各电压等级电网构成,连接“一级一道”(北极、赤道)等大型能源基地一级各种分布式电源,能够将可再生能源输送到各类用户,是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台,具有网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征。



03 - 分布式能源:能源互联网的天然区块链



分布式能源通常是布置在用户所在地,耦合连接在区域电力系统的发电设施,包含可再生能源系统、热电联产系统、工业能量回收利用系统,并具有需求侧管理功能。分布式能源已成功实现商业化利用,并且是综合效率最高的一种利用方式,能效可达80%以上,且输配电损耗显著降低,能有效降低电网崩溃的概率,提高供电可靠性。分布式能源技术主要包括微型燃气轮机、工业燃气轮机、热点联产系统、光伏、风电系统、燃料电池等。其中燃料电池的发电效率将可能达到80%,是未来最具发展价值的技术。这些技术将和智能控制优化技术、综合系统优化技术等集成起来,成为能源互联网的核心技术。目前,分布式能源在天然气和光伏发电领域已经取得快速发展。2015年天然气分布式能源在我国开始加速发展,共建有127个项目,装机1405.5MW。预计到2020年,我国规模以上城市均使用分布式能源系统,装机容量达到4000-5000万kW。我国天然气分布式能源发展有进一步加速的趋势。到2020年,我国燃气轮机将实现自主研制及应用,系统集成能力将得到大幅度提升。由于天然气分布式调峰能力强、运行稳定,与太阳能光伏、光热、地源热泵等互补的分布式能源系统将得到大力发展。2015年我国已成为新能源装机容量世界第一的国家。在“十三五”能源规划中,分布式光伏成为国家未来几年扶持的重点,结合天然气分布式能源的发展,两者优势互补,将形成我国分布式能源的新特征。分布式发电是用清洁能源、生物质、可再生能源等为一次能源,将规模不一的发电、热点等设备加以集成,以分散的方式布置在用户附近的能源系统,相当于一个可独立输出热、电等能源的多功能小电站。开展分布式发电市场交易需要遵循信息对等、共享、透明,交易分散等基本原则。而区块链技术本身是一个特殊的数据库结构,因为具备去中心化、可以分散等特点,在分布式发电市场交易上将非常有效。



04 - 区块链技术优势:去中心化的能源系统



能源行业应用区块链技术的目标是提供一种完全去中心化的能源系统,能源供应合同可以直接在生产者和消费者之间传达。区块链技术有助于加强个人消费者和生产者的市场影响力,这也使消费者直接拥有购买和销售能源的高度自主权。区块链技术用在能源领域显示出强大的应用前景,除了可以执行能源供应交易外,区块链技术还可以提供计量,计费和结算流程的基础。



区块链技术同能源互联网概念有较强的内在一致性,智能合约得以实现无人化智能能源互联网。从本质上来讲,能源互联网同区块链技术都必须构建于普遍的智能设备物联网之上,设备的普遍智能化和互联网化将和能源互联网的发展互为表里。而区块链技术同样强调价值网络参与主体的物联化和智能化,基于区块链的智能合约,其作用并不是仅仅如其字面所显示的,只能实现实体或者数字资产交换功能,其实智能合约的真正作用在于基于区块链的不可篡改和集体共识特征,预先写入的代码可以在无人干预或者少人干预的情况,直接调用区块链上的数据,执行所有可以计算的逻辑功能并输出和执行结果,因此,智能合约的真正意义其实是为区块链在各主体间的互动提供了智能化的规则,并且可以在无人参与的情况下,实现各种复杂逻辑功能,这种特征称之为图灵完备。从这个角度来看,能源互联网的智能设备网络如果要实现完全的无人化智能,离不开区块链技术的帮助,尤其是布置在区块链上的智能合约技术。

区块链天然的去中心化和可分散的特点可以构建一个去中心化的能源系统,具有以下三个优势:

1.搭建分布式能源交易和供应体系。区块链技术能够支持去中心化的能源供应系统,这将有助于简化多层系统,其中电力生产商、配电系统运营商、传输系统运营商和供应商,通过区块链网络直接将生产者和消费者联系在各个层次上进行交易。

2.制定能源管理部门的区块链智能合约。在区块链技术和智能合约的帮助下,可以有效地控制能源网络,智能合约将向系统发出信号,制定如何启动交易的规则。此类流程将基于智能合约的预定义规则,可以确保所有的能量和存储流都是自动控制的。这有助于平衡供给和需求。例如,当产生比需求更多的能量时,智能合约可以确保这些多余的能量被自动地传送到存储器中。

3.安全存储能源交易数据。将所有能源交易数据分散的存储在一个区块链上将有可能保持所有能量流和业务活动分布式和安全记录。由智能合约控制的能量和交易流可以以防篡改的方式记录在区块链上。因此,分布式能源市场的逐步数字化,为区块链技术提供了创新开发和新商业模式的难得机遇。

二、能源区块链:相关项目纷纷落地

目前能源区块链项目主要集中在发达国家,美国依然具备着能源区块链创业的最佳土壤,美国的硅谷以及纽约聚集着大批能源区块链创业者。欧洲尤其是德国也有不少能源区块链项目,德国对区块链技术整体持较为支持的态度,加上德国较为发达的分布式可再生能源,使得区块链在能源领域的应用十分有前景,柏林较好的创业环境和氛围也聚拢了大量欧洲极客在此。

能源区块链项目地理分布

现阶段已有多家项目公司在这些能源区块链场景达成应用,包括LO3 Energy的微电网、Electron的分布式天然气和电力计量系统、Power Ledger的代币化区块链能源交易市场、Enerchain的集成化能源批发交易系统和Innogy的区块链电动汽车充电系统,这些项目都收获了多家巨头的注资。

主要在以下多个场景中发挥作用:

01 - 区块链能源的点对点交易

在传统电力交易市场上,电力交易掌握在少数寡头手中,而事实上过去也只有少数寡头能够承担如此高昂的基础设施建设费用。然而随着光伏技术的提升,越来越多的家庭部署了家用光伏发电设备,光伏发电设备安装成本较大,但是这其中产生的多余电力却未被充分利用,无论是对于家庭还是社区都是一种隐形损失。越来越多的家庭想要将自家的余电上网出售给其他用户,清洁电力来源也希望降低价格吸引更多用户。受地域、经济等的限制,电力需求和电力供给之间的不匹配是一个长期以来存在的问题。智能电网能使得这一问题得到有效解决,而区块链技术则是搭建智能电网的最优选择。通过电网的数字化、智能化,自主运行、自我优化,电力生产与消费都将更加精准化和精细化,资源利用将更加集约、高效,决策判断将更加具有前瞻性。目前,大部分区块链能源项目都集中在P2P能源市场平台。区块链能源点对点交易是目前区块链在能源行业的主要应用场景,区块链的去中心化和分布式特点,让电力生产者、售电部门和消费者可以实现“直连”,可以大幅度降低电力的交易成本,提升交易效率。

案例1:2016年4月美国的能源公司LO3公司与西门子数字电网(Siemens Digital Grid)以及比特币开发公司(Consensus Systems)合作,建立了布鲁克林微电网(BrooklynMicrogrid)。该项目是全球第一个基于区块链技术的能源项目。这个微网项目实现了社区间居民的点对点电力交易,允许用户通过智能电表实时获得发、用电量等相关数据,并通过区块链向他人购买或销售电力能源。这意味着,用户可以不需要通过公共的电力公司和中央电网就能完成电力能源交易。此外,拥有太阳能电池板等能源生产资质的公司,也可以通过微网将未使用的能源出售给社区。LO3 Energy的Exergy平台的搭建主要为以下几方面:加密分布式账本技术,以防篡改的方式安全保存所有数据;可扩展智能合约,自动化处理所有交易流程;链上微网控制系统,高效管理微网电流和交易流。

区块链和微网的结合使得建筑物屋顶光伏系统供应商在布鲁克林能够将过剩的电力回馈到现有的本地电网,并直接从购买者那里收到付款。区块链技术允许在多个参与系统和各种利益相关者之间进行透明、高效的交易,同时也把网络特定的要求考虑在内。

在纽约州,公共事业费用很高:比如电线和变电站维护费用等。这些费用基本上都是来自于用户在市场上的能耗支付所得。传统电网通常是以净耗电量来计算电费,而且消费者也没有任何选择权。相比于从中央电网购买电力,P2P能源销售的优势在于价格更加便宜。而有些消费者比如那些在自己屋顶上安装太能光伏板的人,可以在区块链的帮助下出售自己没有使用过的多余能源。布鲁克林作为该项目的一个试点,将能够让社区电力的生产者和消费者之间进行基于区块链的本地能源交易,并平衡当地的生产和消费。英国跨国公共事业公司Centrica, Braemar Energy Ventures,以及德国西门子都投资了LO3公司。

案例2:Conjoule:打造高效能源交易社区。Conjuele于2017年由innogy Innovation Hub成立,正在为可再生能源的生产者和消费者,以及电池拥有者和其他灵活能源开发一个P2P市场,无需中介机构就可进行交易。2016年10月,这个平台和发行产品正在德国的两个城市进行试点,允许在家中安装光伏板的住宅用户向当地消费者出售过剩的电力,且所有交易都会被记录在区块链平台上。这平台上,居民可以自由选择他们销售电力的对象,包括当地的公司、学校以及电力公司等,有助于构建更高效的城市生态。Conjoule此前曾获得了日本东京电力公司和德国能源公司RWE的子公司Innogy Innovation Hub的投资。

案例3:The Sun Exchange:连接世界的能源区块链。尽管太阳能可以改变许多社区,但是对于那些偏远地区而言,安置光伏发电设备依然难以实现。为了改变这一点,The Sun Exchange旗下的P2P能源交易模式已经不局限于本地社区,他们允许用户在全世界各地购买太阳能,然后把这些能源出售给其他消费者。The Sun Exchange 和太阳能公司合作在太阳能安装贫瘠地区(主要是南非)搭建太阳能发电设施,而安装费用则是通过评估挂在其网站上。投资者可以通过购买太阳能区块来投资这个项目,安装完成后电力会出售给当地社区,投资者则会获得其相应份额的回报。而整个网络则是采用了区块链技术,代币的使用不仅可以避免交易所等中介减少交易成本,还免去了不同国家货币转换的麻烦。该公司目前已在欧洲等地区搭建了5个项目,累计出售了超过150kW的太阳能。该公司已经募集到了几轮早期阶段投资,也获得了Plug and play Accelerator,Techstars,以及BarclaysAccelerator等创业加速器的支持。

02 - 分布式传统能源的构建

分布式能源系统,既具有了互联网的基本特征,又具有互联网经济要解决的核心问题,如能源和信息的双向流动、数据的记录和管理等。通过区块链,支付可以通过加密货币作为安全保障,而合同将只是数字。所有的交易都可能被数千人“证人”验证,如果使用公共链接,将会引入潜在的免手续费模式。这种方式的美妙之处在于,每笔交易都将以防篡改的方式进行记录。由于验证交易的过程是通过大量的分布式计算系统的数据模式进行,而不是以有限的中央系统进行交易,因此在区块链上交易能源将允许交易的“即时”批准。在消费者和生产者之间直接进行交易是存在免费可能性的。目前传统的交易模式是,交易人员执行交易,银行确认账户是否有足够的款项可供支付,中央权力系统监管监视记录交易发生。而区块链技术的优势在于交易可以直接进行,不需要中央权利机构进行监督也不需要银行机构的进入,这样的结果大大的降低了中间手续费的产生。

案例4:Electron:打造能源界的eBay。Electron是一家总部位于英国的公司,旨在利用区块链技术,建立一个分布式的天然气和电力计量系统。该公司已经建立了区块链平台“生态系统”,包括资产注册、灵活交易和智能计量表数据保密系统。最近,该公司正在开展落户公共事业切换工作,使用虚拟数据来测试超过5500万个供应站,使客户可以在短短15秒内从一个供应商切换到另一个供应商,目前英国没有统一的电力和天然气计量表,用户在两种能源之间的切换服务需要两到三周的时间,而Electron通过区块链技术对能源计量表进行有效的管理,可以把这个能源切换过程缩短至几分钟。Electron的终极目标是打造能源界的eBay。目前该公司正在打造一个新的交易平台,将是“一个能源资产的共享市场,能够快速响应价格信号”,它的目标是支持电网运营商和公用事业公司推出的灵活性的产品。Electrony已经建立了一个能源联盟。2017年年底Electron获得了东京电力公司的投资。

案例5:碳链:碳资产区块链平台。在中国CCER碳资产,从发起到上市,交易和流通至少需要十个月,复杂而又耗时长会给减排企业和控排企业带来不小的经济成本,对于整个未来能源的清洁化、分布化、金融化会带来巨大的挑战。2016年5月,全球首个能源区块链实验室在北京成立。该团队拟通过区块链技术与碳市场应用场景的深度融合,打造了一款低成本、高可靠的碳资产开发和管理的区块链平台,产品以基于区块链的互联网服务作为表现形式,提供基于区块链的便利化碳资产开发平台。通过发行以核证减排量(CCER)为基础资产的数字资产——碳票,平台将碳资产开发各环节的参与方纳入基于区块链的共享协作分布式可信账本,实现基于区块链的文件和数据传递、以及评审和开发过程中的参与方互动,通过过程重塑,打造碳资产开发高效协作网络。碳资产管理应用仅仅是能源区块链实验室开发的多款应用之一,实验室正携手合作伙伴同时开发多款基于区块链技术的能源互联网应用,包括电动汽车账户管理、分布式光伏售电结算、虚拟电厂考核计划等,覆盖能源生产、配送、消费、交易、管理等多个环节。

03 - 电动汽车的区块链能源

数字化是电动汽车区别传统汽车非常重要的特征。在电动车领域,区块链可以有效地用于动力电池的溯源。电池的梯级利用是非常重要的应用场景。基于区块链技术可以把电池全生命周期的数据不可篡改地记录下来,这样的数据有利于形成电池长期评估标准。

案例6:Innogy:区块链电动汽车充电系统。Innogy是德国能源公司RWE公司的子公司,推出了其开发的依靠以太坊网络来处理其运营的“Share&Charge”区块链平台,在德国已建成几百个基于区块链的电动汽车充电桩。德国近50000个电动车主中,有92%在自己的家里为电动汽车充电,“Share&Charge”平台提倡以付费方式共享其家庭充电站,从而提高对清洁能源的运用。同时,区块链技术显著降低了德国能源公司Innogy SE 的运营成本。一旦用户在平台注册登记了车辆信息,就能把法定货币转到数字钱包里。之后,不管在什么时候,只要他们连到充电桩,以太坊区块链就会把对应的充电费用转给充电桩运营商。随后,旧金山创业公司Oxygen Initiative加入“Share&Charge”,在美国推出了为司机服务的基于区块链的平台。使司机可以处理与清洁能源相关的所有操作。包括允许司机共享他们的充电桩、支付通行费和充电电动汽车。

04 - 批发能源交易市场

批发能源交易市场的流程中采用的一般是孤立的IT系统和低效的通信,几乎是依赖于手动操作,在交易所和经纪商、定价机构之间存在着高昂的交易成本,而核对问题的耗时和后端流程的耗资都带来了高昂的操作成本。利用区块链技术,可以大幅度消除这些交易流程痛点。

案例7:BTL:解决核心问题。2015年成立的BTL(BlockchainTechnology Limited)起初活跃于金融服务业,与Visa合作完善跨境结算,之后进入能源行业。在批发能源交易中,BTL发现交易确认和核对问题是可以首先用区块链解决的问题。贸易商之间部署共享账本,大多数交易后的通信是手动进行的,即对手方通过邮件和传真验证和核对数据的不符点。BTL则提议通过采用贸易商之间部署的共享账本来调整,在区块链上记录交易信息。这个系统让交易员不再各自存储数据,而是共享安全的媒介,其中存储的信息做到透明、精确化、验证过,可以加速工作流程,降低人为错误的可能性。各双边关系配备区块链。批发能源交易中还存在隐私性和扩容性的问题。为解决这个问题,BTL开发了私有链平台Interbit,而不是依赖如以太坊的其他已有区块链目录。其构思是在每个双边关系配备一个区块链,这所有的区块链接到一个通用的区块链目录。BTL没有走传统的风投路线,而是于2015年11月在TSX Venture Exchange交易所上市(TSXV:BTL)。通过与Wien Energy、BP等领先的能源公司的合作,BTL最近进行了12周的试点项目,重点是欧洲天然气市场的交易核对问题。通过这个创收的项目试点,BTL想获得Interbit基础设施执照,扩展到下游应用,比如交易计划、发票、监管报告和现金结算,满足个人客户的需要。最终BTL将以应用层为主,还有Interbit基础设施的许可。

案例8:Ponton Enerchain:搭建集成化交易系统。Ponton 总部在德国,是2000年开始为B2B市场提供软件集成解决方案的公司,核心业务是批发能源与商品市场的商业流程的标准化与自动化。在能源交易周期的第一步交易执行一般是由第三方机构提供网上交易,市场情况和交易信息等也往往掌握在这些第三方机构上,不仅带来了不小的中介费用,还带来低效的时间成本。Ponton的目标是通过部署Enerchain中间网络,进行交易流程的去中介化。这个系统中,交易员可以直接P2P提交和执行交易,避免第三方提供的网上交易。使用基于区块链的去中心化执行交易,可以大幅度降低交易成本、运行维护成本。2016年11月在阿姆斯特丹举行的EMART能源交易会上,23家能源交易公司结盟开发使用能源区块链,由PONTON开发的Enerchain作为交易工作,能让使用加密技术的交易机构以匿名方式发送订单,另一家交易机构可以查看该订单,整个过程没有第三方运营的中心化市场。该联盟旨在探索区块链技术是否可以支持现有市场主导的交易量和交易速度,用以提升运行效率,降低交易成本。

05 - 能源市场交易代币化

案例9:Power Ledger:能源代币交易。Power ledger是一家区块链能源市场提供商,P2P能源交易平台。平台通过可交易和无成本的能量交易代币SparkZ,支持不断扩大的能源应用生态系统。这个系统在电能的生产者和使用者之间建立了直接的联系,他们可以直接进行交易,而不是通过一个充当中介的电力公司。该公司在初始代币发行期间募集了3400万美元,并获得了澳大利亚政府800万美元的资金支持。

案例10:WePower:基于区块链的绿色能源交易平台。Wepower是一个绿色能源拍卖平台,它允许可再生能源生产商发行自己的能源代币筹集资金,其中0.9%分配给WPR的代币持有者。在这个平台上WPR代币持有者有好多好处,一方面代币持有者可以优先访问WePower平台上的新能源代币销售拍卖,另一方面拥有的WPR代币越多,获得的能源分配就越多。在生产商构建成能源之后,代币持有者可以使用这些代币量的能源,也可以重新投入平台进行再投资。WePower解决了当前可再生能源开发商获得资金的问题,并直接为最终消费者,任何类型的投资者和能源市场创造者提供对有利可图的项目的投资。这是通过区块链上的智能合约以快速透明的方式完成的。可再生能源开发商可以销售未来将要生产的能源的前期部分。为了使其快速、全球化和透明化,这种能源被标记化,并且每个购电协议都为一个智能合约,确保了流动性。另一方面,最终的消费者,投资者和能源做市商能够以折扣的方式购买未来的能源,降低消耗的能源成本,或者在能源价格的某一时刻被生产。此外,WePower与能源基础设施和能源交易市场相连接,以便记录区块链数据,如果平台上没有足够的需求,可以将能源交易和能源销售直接推向市场。基于这种模式可以准确记录生产能源的类型,推进绿色能源在市场的流动并带来透明度,这将减少排放到大气中的二氧化碳造成的污染,经合组织估计每吨至少35欧元的负面影响,或每年1.13万亿美元。在Wepower存在的国家中,可再生能源已经比传统能源更便宜了,Wepower为全球建立可再生能源发展提供了可持续发展的经济激励路径。

三、能源区块链的未来预测

GTM Research 最新发表的《2018年区块链在能源领域的发展》对目前全球范围内的能源区块链进行了讨论并对该领域在未来一年的发展做出了四个预测。

01 - 针对区块链进行的能源设施投资将呈现增长态势

通过传统风险投资对区块链能源设施投资将加速增长,基于区块链的能源设施是该领域一个十分重要的风向标,对该领域的动向起着监督作用。另外,越来越多的企业已经在区块链试点项目取得成功。东京电力公司、德国Innogy和英国最大的煤气供应商森特理克集团已经以直接投资的方式投资了5家创投企业。此外,他们还联合其他设施公司,比如太平洋瓦电公司投资了一些联盟性质的区块链团队,其中就包括因募集1700万美金而引人关注的能源网基金团队。

02 - 美国的能源设施将进入试点阶段

太平洋瓦电公司曾在加州提交过预算,用以为两个区块链试点项目提供资金,该公司正在招募区块链项目经理,主要负责监管即将出台的各项区块链能源项目的实施工作。Ameren计划与Omega Grid合作开展区块链能源试点项目。

03 - 能源批发贸易将努力实现商业化部署

点对点能源交易是大多数试点项目关注的焦点,占计划和完成项目的59%。但是,此类项目并不是商业化可行性最高的一类。此前两家欧洲企业与几十个行业伙伴合作开展的试点项目取得了巨大成功。其中一家试点项目的领航者BTL在今年1月宣布将会建立商业交易平台OneOffice,并利用区块链技术运营。另一家试点项目的领航者Ponton表示要在2018年全面部署其批发贸易平台。LO3正在测试一种新方法,并准备将其投放能源批发贸易市场。它正在与德国的EpexSpot合作,使消费者与批发市场建立直接联系,实现去中心化能源交互。

04 - 其他商业模型将实体化

电动汽车充电和可再生能源信用交易将成为区块链在能源领域的首批应用案例并具有盈利功能。在电动汽车充电的情况下,充电基础设施有限,并没有用于计费、日程安排和支付软件的统一标准,对新概念和新技术产生的阻力较小。对于REC,区块链可以代替传统平台并减少重复计算的可能性。

四、我国能源+区块链刚刚起步

相比国外的能源区块链投资与应用的活跃程度,我国的能源区块链依然基本是刚刚起步。“能源互联网”是我国能源发展的一个重要战略,而区块链在能源领域的应用也逐步提上议程。能源区块链研究刚刚起步。2016年之前,“能源互联网的规划、运行与交易基础理论”已经被相关文件界定为“智能电网基础支撑技术”项目下的基础研究类题目。该项目的实施周期为5年(2016-2020),2016年首个区块链能源实验室的成立,并推出了能源区块链主链Demo,标志着我国探索者在该领域的努力。

国企纷纷布局。2017年11月,国家电网向国家知识产权局提交了一项名为“关于区块链的电力交易管控方法及装置”的专利申请。

2018年4月13日,这项申请正式对外公布。据申请文件显示,该项发明涉及一种能源互联网系统,目的是解决如何克服能源互联网中心化机构管理方案中运行成本高、安全性差以及用户隐私难以保证的问题。

2018年4月27日,国家电网公司科技项目《区块链技术在能源互联网的应用研究》中期督导会在杭州举行,国家电网原副总工程师李向荣领衔的督导专家组认为:该项目执行情况良好,研究进度符合计划进度安排,技术路线符合任务书要求,阶段性考核指标全部完成。作为国家电网公司“网上国网”建设项目的试点单位,国网浙江公司正在开展基于区块链技术的电子数据保全、积分兑换、数据交易等方面的应用研究。后续还将结合嘉兴城市能源互联网综合试点示范项目和“互联网+智慧能源”双创基地综合能源服务示范工程,开展基于区块链技术的相关研究,打造低碳能源示范应用。

国网浙江公司自2017年9月开始组建研发团队,与国网信息通信产业集团共同开发拥有自主知识产权的区块链平台。该项目尝试在区块链上运行电子合同管理,电子合同签署后,同步发送给公证处和司法鉴定机构,通过区块链技术确保各方存储数据一致。公证处和司法鉴定机构为数据背书,增加数据的权威性、真实性、可信性。

此外,中化集团下属中化能源科技有限公司成功用区块链技术完成了一船从中国泉州到新加坡的汽油出口业务,并为全球第一单有政府部门参与的能源贸易区块链应用项目。

五、需要深入探讨的问题

区块链技术具有去中心化、公开透明、安全可信的特点,在以电力市场和能源供给侧改革为时代背景,为解决能源系统中的交易摩擦提供了重要技术手段。但依然面临很多不确定性:

01 - 技术安全

在信息安全问题上,区块链的去中心化分布式数据架构,以及加密和共识机制是对于数据库结构的一次革命,因此,目前信息安全学界和业界并没有深入探讨如何设计适应区块链架构的信息安全体系和战略,对于信息安全界来说,需要完全不同于以往的新范式,而且,考虑到在电力能源网络内大量的物联网设备,区块链+物联网的信息安全存在挑战。

虽然区块链技术大大提升了数据篡改的难度,但依然存在遭受网络攻击等隐患。2017年多重签名的以太坊钱包Parity宣布了一个重大漏洞,这个漏洞会使多重签名的智能合约无法使用,该漏洞导致了价值1.5亿美元的以太坊资金被冻结。无独有偶,2018年2月,新加坡国立大学、新加坡耶鲁大学学院和伦敦大学学院的一组研究人员发布了一份报告声称,他们运用分析公司Maian,分析基于以太坊的近100万个智能合约,发现34,200个合约含有安全漏洞,予黑客可乘之机,可窃取以太币或是冻结资产、删除合约。

02 - 现有模式变革

我国电力产业目前主要是中心化模式,从而使得价值被少数寡头所垄断。我国国家电网和南方电网把持着全国99%以上的输配电资源,电力交易市场一旦大规模通过区块链技术进行交易,区块链的去中心化特点将冲击电网公司的市场份额和收入,预计会受到电网公司的强力抵触。在现有输配电一体化的大背景,区块链技术在电力系统很难大规模应用。

03 - 监管方面

政策方面,能源是强监管、强政策的基础行业。能源供应属于国家基础设施建设的一部分,能源项目需要得到政策允许或购得资质、牌照等才能推行。国家政策方针,对区块链技术和能源的结合影响重大。

从政策方面来看,区块链是基于比较成熟、充分的市场化背景上,再去中心化。结合中国当前的实际情况来看,不管是油气市场还是电力市场都是强监管,电力体制改革,也在进行中,没有彻底落地。电力市场,也只是基于雏形,所以能源市场在中国市场化还没完成,因此去中心化言之尚早。从中国的实际情况来说,能源相关管理职责涉及多部门。能源产业链的部分职能分散于多个政府部门等。能源是强监管、强政策的基础行业,技术再好,政策跟不上,监管层不认可,则区块链的推进则举步维艰。

04 - 数据共享

区块链+电力更为重要的是物联网的接入,电力是一个物理量,而物理量需要有相关物联网的数据采集、网管、数据接口、信息传递的网络,但这就目前来说还不完备。比如,每家都要电表,但是绝大部分电表都是电网公司所有,电网公司的电表数据所有权是电网公司的,它不会向电力的生产者或者消费来进行分享,这就限制了在中国要去做电力+区块链的一些公司。

05 - 电网安全

电力不同于数据交易和金融交易,必须满足电力网络的物理约束条件,而区块链售电在机制设计的时候强调去中心化,强调用户间的自协调和自撮合,但是分布式发用电存在波峰波谷较大,不确定性较大、用户习惯趋同性、交易非理性、市场力过于集中等问题,因此,非常容易造成区块链上的点对点电力交易需求暴增或者暴减的问题,并且,如果没有精妙设计的电力价格形成机制作为支撑的话,容易在系统内造成电网系统性风险。

06 - 专业服务方面

能源领域的大部分能源形式受到规模效应的影响,中心化的发电和运输不仅可以保证电力供应的充足、减小运输损耗,还可以提供专业的运营管理服务,防范系统风险,这些都是区块链点对点的方式无法提供的。

07 - 市场方面

无论对于生产者还是消费者而言,电能都只是一种商品,不同供应商提供的一度电和一度电之间并没有区别,在能量上是同质的,不管是什么地方生产,用户关心的是:是否安全、稳定和廉价。目前电能有一个很强的特性就是规模效应,规模越大,成本越低,所以它是天然的规模经济,只要求便宜。因此从消费者角度来说,对能源的去中心化,并没特别大的需求。在供电行业由国家电网一家独大的前提下,不具备能源去中心化的物理基础条件。

08 - 盈利方面

将区块链技术引入电力行业,根本的目的还是未来盈利。因此,在去中心化之后,点对点自组织之后,企业靠什么盈利成为当下首要的问题。目前全球绝大部分的区块链项目都是靠发行代币融资,并通过代币的增值盈利,但是代币同大部分国家的货币管理政策和金融管理政策并不兼容,尤其是在中国,已经明确禁止代币交易所,以及各种基于代币流通的商业模式,如果企业希望通过区块链的去中心化盈利,还需思考合法具体的盈利方案。

内容来源:Maxchain 作者:宏链科技

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