區(qū)塊鏈技術(shù)將變革全球電力行業(yè)

Jesse+MorrisJon+Creyts

區(qū)塊鏈技術(shù)在能源行業(yè)有巨大應(yīng)用潛力，在目前的早期應(yīng)用基礎(chǔ)上，今后五年將有更多顛覆性應(yīng)用在全球市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化

電力是支持所有行業(yè)的動(dòng)力來(lái)源，但用戶對(duì)自己工作或生活所用電力的來(lái)源卻幾乎一無(wú)所知。這背后的一個(gè)原因是電子流動(dòng)的物理特性極其復(fù)雜并隨時(shí)變化。每一次電燈或電機(jī)的開(kāi)關(guān)、每一陣風(fēng)刮過(guò)、每一朵云飄過(guò)或每一次電廠調(diào)整出力都會(huì)改變電力的流動(dòng)狀態(tài)，讓了解電力來(lái)源變得更加困難。歷史上，我們能夠做到的最多只是以平均水平管理電力系統(tǒng)。雖然用電成本以及用電行為對(duì)空氣質(zhì)量、電網(wǎng)穩(wěn)定性及彈性以及能源安全的影響在不同時(shí)段都差別巨大，但用戶仍幾乎沒(méi)有動(dòng)力去考慮或試圖改變自己使用電力的時(shí)間。

如果我們有機(jī)會(huì)多多少少改變電網(wǎng)中的這種現(xiàn)狀，用精確的操作替代平均水平的運(yùn)行會(huì)發(fā)生什么？如果我們?cè)试S任何地點(diǎn)的電力用戶決定自己使用何種來(lái)源的電力，并向他們提供工具來(lái)根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)來(lái)自動(dòng)改變其電力消費(fèi)習(xí)慣，從而優(yōu)化成本、提高清潔度，又會(huì)帶來(lái)哪些影響？

區(qū)塊鏈技術(shù)——這種加密電子貨幣比特幣背后的協(xié)議機(jī)制——可能成為實(shí)現(xiàn)這種改變的關(guān)鍵。

區(qū)塊鏈技術(shù)在能源行業(yè)的早期應(yīng)用

區(qū)塊鏈技術(shù)旨在將計(jì)算協(xié)議去中心化以完成一個(gè)主要目的：將信用商品化。比如，你、我，我們的家人或企業(yè)為了完成資金或信息的交易，付費(fèi)給一些機(jī)構(gòu)建立信用，這些機(jī)構(gòu)包括律師、保險(xiǎn)公司、銀行、金融數(shù)據(jù)儲(chǔ)存庫(kù)、Facebook、Twitter、微信、微博、電力公司等。我們通過(guò)向這些機(jī)構(gòu)付費(fèi)或授權(quán)其獲取我們數(shù)據(jù)的權(quán)利來(lái)建立我們參與使用的信用平臺(tái)。區(qū)塊鏈技術(shù)則另辟蹊徑將高級(jí)密碼學(xué)、行為經(jīng)濟(jì)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)合起來(lái)，在很大程度上自動(dòng)化完成今天“信用建立者”的這些功能。

區(qū)塊鏈技術(shù)在能源行業(yè)的早期成功應(yīng)用

此類技術(shù)能夠?qū)δ茉葱袠I(yè)帶來(lái)巨大的影響。為更好地理解區(qū)塊鏈技術(shù)的工作原理及其作用，我們以今天的系統(tǒng)為例考慮如何幫助用戶了解他們的電力來(lái)源，以及我們?nèi)绾握{(diào)整這一系統(tǒng)來(lái)充分利用這一科技帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。

隨著更多企業(yè)開(kāi)始制定其可再生能源使用目標(biāo)，大眾對(duì)空氣污染日益關(guān)注，以及政策驅(qū)動(dòng)的可再生能源目標(biāo)不斷提高，越來(lái)越多的用戶都在嘗試從特定的發(fā)電商如太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電廠那里采購(gòu)電力。對(duì)于電力用戶能夠自由選擇發(fā)電商的市場(chǎng)而言，如何真正提供設(shè)想中的服務(wù)頗具挑戰(zhàn)。中國(guó)也在這類市場(chǎng)之列，也已于今年7月啟動(dòng)了可再生能源綠證交易。今天，太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電廠的電表將信息記錄在數(shù)據(jù)表格中，并將這些數(shù)據(jù)表格分享給監(jiān)管部門(mén)，由后者將這些信息錄入另一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。之后，認(rèn)證機(jī)構(gòu)依照該數(shù)據(jù)庫(kù)手動(dòng)簽發(fā)可再生能源“證書(shū)”，而市場(chǎng)中介商（也就是“信用建立者”）使用這些信息將買(mǎi)方與賣(mài)方聯(lián)系起來(lái)。完成一筆交易的整個(gè)過(guò)程也許需要數(shù)月的時(shí)間，但這還不是唯一的問(wèn)題。

此類系統(tǒng)由于涉及到許多人為因素、流程、“信用建立者”以及不同的數(shù)據(jù)格式，因此會(huì)有諸多缺陷或不足，包括：數(shù)據(jù)在不同參與方之間傳遞時(shí)出現(xiàn)的無(wú)意識(shí)計(jì)算錯(cuò)誤、證書(shū)的重復(fù)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)安全攻擊以及另一個(gè)更普遍的問(wèn)題：在現(xiàn)今復(fù)雜的監(jiān)管和法律系統(tǒng)下，大多數(shù)電力用戶都無(wú)法進(jìn)入市場(chǎng)。圖一描述了目前典型的“可再生能源證書(shū)”購(gòu)買(mǎi)流程。

區(qū)塊鏈技術(shù)提供了重新設(shè)計(jì)這一系統(tǒng)的全新方式。在以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)中，電表直接與區(qū)塊鏈相連。區(qū)塊鏈能夠起到通用的“公共賬本”作用，這取代了在一系列不同表格中填寫(xiě)數(shù)據(jù)以及在不同參與者之間人工傳遞的過(guò)程，所有利益相關(guān)方都根據(jù)這些共享數(shù)據(jù)行使各自的職責(zé)。因?yàn)閰^(qū)塊鏈技術(shù)使用去中心化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)處理數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，這樣的系統(tǒng)不存在單一節(jié)點(diǎn)的缺陷或系統(tǒng)故障點(diǎn)，所以這些信息幾乎不可能被破壞。

通過(guò)確保發(fā)電廠直接在可信且安全的區(qū)塊鏈上輸入信息，我們可實(shí)現(xiàn)目前系統(tǒng)大多數(shù)過(guò)程的自動(dòng)化，并通過(guò)保持所有相關(guān)信息不可變更的特性而提高市場(chǎng)透明度。這樣的設(shè)計(jì)（如圖2所示）還能夠通過(guò)省去一些中間環(huán)節(jié)和審計(jì)來(lái)讓更多用戶更容易地進(jìn)入這一市場(chǎng)。

不僅僅是簡(jiǎn)單的會(huì)計(jì)核算

重塑電力核算系統(tǒng)，讓用戶更容易地選擇和了解他們所用電力的來(lái)源，這將極大地豐富用戶的選擇，并提供電力市場(chǎng)“去商品化”的能力。但區(qū)塊鏈技術(shù)的作用遠(yuǎn)不止這些。

例如，如果除發(fā)電機(jī)組外，我們的建筑和用能設(shè)備都直接與區(qū)塊鏈相連會(huì)發(fā)生什么？想象一下，一套“物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)通過(guò)安全的區(qū)塊鏈互相傳遞物理與財(cái)務(wù)信息將會(huì)怎樣？在這一結(jié)構(gòu)下，我們可以想象接近實(shí)時(shí)發(fā)送的價(jià)格信號(hào)將直接傳送至恒溫控制器、冰箱、電機(jī)、LED照明以及儲(chǔ)能電池、屋頂太陽(yáng)能及電動(dòng)汽車(chē)等用能設(shè)備上，使其能夠自動(dòng)調(diào)整它們的用電量來(lái)幫助平衡電網(wǎng)負(fù)荷。將在預(yù)設(shè)參數(shù)范圍內(nèi)運(yùn)行的許多電器的微小操作整合起來(lái)可能為電網(wǎng)創(chuàng)造相當(dāng)規(guī)模的資源。相比于當(dāng)今依賴于大型集中式熱電廠，通過(guò)自上而下模式人為操作管理電力供應(yīng)來(lái)回應(yīng)電力需求變化的電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)制而言，區(qū)塊鏈系統(tǒng)有很大的不同。區(qū)塊鏈技術(shù)具備的關(guān)鍵特性將低成本交易、網(wǎng)絡(luò)安全以及智能合約等特點(diǎn)集成在一個(gè)功能強(qiáng)大且快速發(fā)展的平臺(tái)，能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)的未來(lái)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

今后五年的顛覆性應(yīng)用

從銀行業(yè)到醫(yī)療行業(yè)再到可持續(xù)農(nóng)業(yè)等各個(gè)產(chǎn)業(yè)都在大肆宣傳區(qū)塊鏈技術(shù)，多數(shù)擁護(hù)者都希望以這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球經(jīng)濟(jì)所有部門(mén)的完全非居間化。這種宣傳也是截至目前區(qū)塊鏈技術(shù)項(xiàng)目通過(guò)首次代幣發(fā)行機(jī)制（Initial Coin Offering，ICO）募資超過(guò)20億美元的原因之一。然而，區(qū)塊鏈要達(dá)到宣傳中的水平并在能源行業(yè)以及其他行業(yè)發(fā)揮其全部潛力，需要解決以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：

●可擴(kuò)展性：比特幣和以太坊等公共區(qū)塊鏈當(dāng)前每秒只能處理7至30筆交易。如果全球所有電力消費(fèi)和生產(chǎn)設(shè)備都實(shí)現(xiàn)數(shù)字化并按分鐘級(jí)以下單位追蹤活動(dòng)，我們則需要能夠每秒處理數(shù)百萬(wàn)筆交易的運(yùn)算能力，而這是當(dāng)今的區(qū)塊鏈技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

●安全互連：要使電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)字化和自動(dòng)化水平，我們需要一種安全的方式大規(guī)模完成與區(qū)塊鏈相連設(shè)備的認(rèn)證、注冊(cè)和監(jiān)控。

●監(jiān)管改革：必須讓許多市場(chǎng)的監(jiān)管部門(mén)參與進(jìn)來(lái)，設(shè)定新的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)達(dá)成區(qū)塊鏈如何清算交易的協(xié)議，這在區(qū)塊鏈領(lǐng)域被稱作“共識(shí)”。

在能源行業(yè)，市場(chǎng)正在迅速行動(dòng)解決這些問(wèn)題。我們希望更多試點(diǎn)項(xiàng)目以及能夠證明區(qū)塊鏈技術(shù)在能源行業(yè)巨大潛力的概念會(huì)在明年出現(xiàn)，而這也預(yù)示著會(huì)有更多區(qū)塊鏈技術(shù)的顛覆性應(yīng)用在今后五年中在全球市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。這將是一次值得關(guān)注，也許也是首次真正全民參與其中的重大轉(zhuǎn)變。我們所有人都參與電力市場(chǎng)的機(jī)遇正隨著軟件開(kāi)發(fā)的飛速發(fā)展而迅速到來(lái)。我們期待著利用區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)回答“我們的電力從哪里來(lái)”這一問(wèn)題，并且在不遠(yuǎn)的將來(lái)解決更多處于現(xiàn)貨和財(cái)務(wù)市場(chǎng)交界處的其他難題。

（作者為落基山研究所董事和常務(wù)董事，編輯：馬克）