區(qū)塊鏈技術與陜西能源產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展初探

葉珊珊 王濤

隨著區(qū)塊鏈技術的快速發(fā)展，區(qū)塊鏈與金融服務、物流、知識產(chǎn)權保護等領域的應用融合給整個行業(yè)帶來了創(chuàng)新與變革。在此背景之下，陜西應明確區(qū)塊鏈具體發(fā)展方向，著眼區(qū)塊鏈技術研發(fā)和應用上展開布局，推動區(qū)塊鏈技術在能源微電網(wǎng)、能源交易系統(tǒng)、智能充電樁、能源信息安全等領域盡快先行嘗試，搶占區(qū)塊鏈行業(yè)制高點。

2009年，隨著比特幣的產(chǎn)生，區(qū)塊鏈技術第一次出現(xiàn)在公眾視野。從2016年起，區(qū)塊鏈的概念開始被廣泛知曉，它被認為是繼大型機、個人電腦、互聯(lián)網(wǎng)、移動/社交網(wǎng)絡之后計算模式的第五次顛覆式創(chuàng)新。2018年2月，《人民日報》經(jīng)濟周刊發(fā)出整版區(qū)塊鏈專題報道：《三問區(qū)塊鏈（經(jīng)濟熱點）》《抓住區(qū)塊鏈這個機遇》《做數(shù)字經(jīng)濟領跑者》，全面分析了區(qū)塊鏈技術，積極地肯定了區(qū)塊鏈在各個領域的應用，并呼吁相關部門及時出臺區(qū)塊鏈技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策。[1]

截至2017年11月底，國務院及浙江、江蘇、貴州等9個省、自治區(qū)和直轄市就區(qū)塊鏈發(fā)布了相關政策意見。區(qū)塊鏈已經(jīng)從技術走向了應用，正在以前所未有的速度與各個產(chǎn)業(yè)融合，從而帶來整個行業(yè)顛覆式的創(chuàng)新發(fā)展。目前區(qū)塊鏈技術已經(jīng)在金融服務、跨境支付、財產(chǎn)保險、共享經(jīng)濟、物聯(lián)網(wǎng)、版權保護等領域廣泛開展應用，可謂發(fā)展前景十分光明。在此背景之下，陜西應明確區(qū)塊鏈具體發(fā)展方向，著眼區(qū)塊鏈技術研發(fā)和應用上展開布局，在較為成熟的領域盡快先行嘗試，搶占區(qū)塊鏈行業(yè)制高點。

一直以來，陜西省是能源大省，也是國家重要的能源化工、西煤東運、西電東送基地，是能源絲綢之路上的重要紐帶和支撐點。隨著科技的進步，能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也面臨轉型升級。美國著名學者杰里米里夫金在其著作《第三次工業(yè)革命》一書中首先提出了“能源互聯(lián)網(wǎng)”的概念和愿景，[2]分布式能源和互聯(lián)網(wǎng)技術的結合成為了新的發(fā)展趨勢，在國內外引起了廣泛關注。目前，世界能源體系正發(fā)生深刻的變革，能源互聯(lián)網(wǎng)、能源的金融化，生產(chǎn)的分布化，共享經(jīng)濟化，產(chǎn)銷一體的融合化等等這些能源行業(yè)的范式正在發(fā)生變化，從而對全世界能源行業(yè)以及人們的生產(chǎn)生活方式帶來巨大的影響。

華北電力大學能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任曾鳴認為，伴隨著能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，能源交易將呈現(xiàn)多元化、分散化、即時化特征，為使交易更加便捷、安全且低成本，未來能源互聯(lián)網(wǎng)交易模式趨勢將是扁平化和“去中心化”。而“去中心化”是區(qū)塊鏈技術的核心特征，因此，未來能源領域的變革與區(qū)塊鏈技術的結合似乎成為了一種發(fā)展的必然。在區(qū)塊鏈技術快速發(fā)展的背景下，作為能源大省的陜西應提早謀劃能源區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)，以助力能源產(chǎn)業(yè)的轉型升級發(fā)展。

區(qū)塊鏈的概念和特點

1、區(qū)塊鏈的概念

區(qū)塊鏈技術的快速發(fā)展受到了廣泛關注，但到目前為止尚沒有公認的定義。美國學者、區(qū)塊鏈科學研究所創(chuàng)始人梅蘭妮·斯萬（Melanie Swan）認為，區(qū)塊鏈技術是一種公開透明的、去中心化的數(shù)據(jù)庫。在工信部發(fā)布的《中國區(qū)塊鏈技術和應用發(fā)展白皮書（2016）》中，區(qū)塊鏈技術被定義為分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。[3]根據(jù)以上定義可簡要分析得知，區(qū)塊鏈是一種去中心化的分布式賬本數(shù)據(jù)庫，去中心化即沒有中心或各個節(jié)點都是中心，分布式賬本數(shù)據(jù)庫是指賬本數(shù)據(jù)不僅僅存儲在每個節(jié)點上，而且每個節(jié)點會同步共享復制整個賬本的數(shù)據(jù)。從技術角度講，區(qū)塊鏈是密碼學原理的直接應用，以解決交易過程的所有權確認問題，保證交易系統(tǒng)對價值交換活動的記錄、傳輸、存儲結果都是可信的。

2、區(qū)塊鏈的特點[4][5]

區(qū)塊鏈采用密碼學、區(qū)塊鏈式結構、共識算法等一系列技術組合，具有去中心化、去信任化、數(shù)據(jù)不可篡改、分散同時記錄等特點。

（1）去中心化。區(qū)塊鏈使用的是分布式核算和存儲技術，任意一個節(jié)點擁有均等的權利和義務，任一節(jié)點停止工作都會不影響系統(tǒng)整體的運作，因而不需要傳統(tǒng)的大型中心化硬件或管理機構介入。

（2）去信任化。區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和信息不可改變，并且整個數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)的運作是公開透明的，從而使得點與點之間的交易可直接完成，不僅不需要清算組織或管理機構，而且也不需要信用中介的參與。由于無需第三方信用中介，區(qū)塊鏈技術可使交易成本大大降低。

（3）數(shù)據(jù)不可篡改。區(qū)塊鏈基于其技術特征，數(shù)據(jù)按時間順序關聯(lián)成鏈，一旦生成便是永久的、不可逆向修改的，因而可以保證交易數(shù)據(jù)的不可篡改、不可虛構。由于所有交易的成立都需要全部節(jié)點共同驗證，節(jié)點內儲存的信息需保持一致，所以如果想要篡改某一區(qū)塊或者所有區(qū)塊的交易信息幾乎難以實現(xiàn)， 因此區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性極高。

（4）分散同時記錄。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，交易進行時不必集中到某一個結算機構或管理機構，而是由單個節(jié)點發(fā)送給全網(wǎng)其他節(jié)點，由各個參與記錄的節(jié)點實時更新并存儲全網(wǎng)的所有數(shù)據(jù)，因此單個節(jié)點上對數(shù)據(jù)庫的修改是無效的。

由于沒有中心，信息透明且難以篡改，區(qū)塊鏈技術具有交易自主化、節(jié)約監(jiān)管成本、絕佳保密性和安全性的優(yōu)點。因此，使用區(qū)塊鏈技術可以提高數(shù)字信息生態(tài)系統(tǒng)的準確性、安全性和透明度，革新從支付到公共政策各行業(yè)的運行。也正因為其具有的技術優(yōu)勢，區(qū)塊鏈在能源行業(yè)的應用前景一片光明。

能源區(qū)塊鏈技術在陜西的應用前景

1、能源微電網(wǎng)

可在陜西有條件的區(qū)域范圍內，發(fā)展分布式發(fā)電項目，運用區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)點對點的用電者和發(fā)電者之間的電力交易。參與項目的可以是企業(yè)，也可以是普通家庭，通過區(qū)塊鏈技術管理將不同主體和系統(tǒng)融合為一個能源互聯(lián)網(wǎng)超級主體，屆時無需國家電網(wǎng)公司作為第三方參與交易，便可實現(xiàn)點對點的用戶和發(fā)電者之間的電力交易，每個家庭既可以是消費者，同時也可以是生產(chǎn)者，即所謂的“生產(chǎn)型消費者”。這種基于能源區(qū)塊鏈技術的電力交易比傳統(tǒng)能源配電系統(tǒng)更有效率，可有效降低成本，并且非常適合太陽能、風能等清潔能源分布式發(fā)電模式。

目前，陜西省首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目——延長石油1GW風光氣氫牧能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目已經(jīng)進入實施階段，可以利用區(qū)塊鏈技術支撐項目在配電網(wǎng)、分布式風、光及儲能方面的建設及應用，以有效提高供電可靠性和高效性。

2、區(qū)塊鏈能源交易系統(tǒng)

能源互聯(lián)網(wǎng)使得電、熱、氣以及電氣化交通等多種能源系統(tǒng)的高效融合開放互聯(lián)，是未來能源發(fā)展的一個必然趨勢，運用區(qū)塊鏈技術可以使基于能源互聯(lián)網(wǎng)的交易得以實踐并廣泛應用。利用區(qū)塊鏈的去中心化、公開透明和信息不可篡改等特點，構建能夠實現(xiàn)各種能源自由交易的綜合能源交易系統(tǒng)，不僅能夠免除中心機構信任擔保造成的高額費用成本，也能使交易在更為安全的環(huán)境中進行，這種基于區(qū)塊鏈技術的能源交易系統(tǒng)將更適合未來覆蓋海量用戶的分布式能源項目，所有交易數(shù)據(jù)存儲于區(qū)塊鏈中，并基于智能合約完成。

陜西省已于2014年1月在西咸新區(qū)設立絲路經(jīng)濟帶能源金融貿易區(qū)，可將能源金融貿易區(qū)中區(qū)域性能源信息交流平臺、能源交易中心和商務金融中心與區(qū)塊鏈技術相結合，使交易平臺更加公開透明、交易時間更短、交易成本更低。

3、智能充電樁

未來能源開放互聯(lián)，任何有用電需求的情況都可以隨時隨地被滿足，即插即用、即插即發(fā)、即插即響應的用電情景隨處可見。利用區(qū)塊鏈技術可以精確制定用電計劃、確定用電分配、收取用電費用等。德國電力公司RWE利用區(qū)塊鏈技術建立了智能合約驗證用戶身份和管理計費的電力汽車充電站，基于區(qū)塊鏈的去中心化和透明可信的特征，用戶無需因為支付平臺的不同而要辦理不同的重點卡，便可實現(xiàn)統(tǒng)一的充電樁底層支付，大大提高了支付效率，降低了支付成本。

為響應了黨的十九大報告中關于“推動綠色技術創(chuàng)新體系，推進能源生產(chǎn)和消費革命”的號召，近幾年陜西省新能源汽車發(fā)展迅猛，越來越多的路段、停車場建立起了電動汽車充電樁，并且規(guī)模呈現(xiàn)逐步擴大的趨勢。為了今后實現(xiàn)運用管理高效、售電安全便捷的目標，陜西可提前布局區(qū)塊鏈技術充電樁，例如發(fā)展充電樁按時租賃、基于虛擬貨幣激勵機制的電動汽車與電網(wǎng)互動響應等項目等。

4、能源信息安全

智能電網(wǎng)的快速發(fā)展使電網(wǎng)實現(xiàn)更大范圍更廣泛的互聯(lián)，并且逐步向配電網(wǎng)、用戶側方面拓展。為了實現(xiàn)未來能源網(wǎng)絡從專用網(wǎng)向互聯(lián)網(wǎng)的跨越，就必須要保證足夠的能源信息安全，即“互聯(lián)網(wǎng)+能源網(wǎng)”的融合模式必須要在能源信息足夠安全的基礎上才能實現(xiàn)。國家電網(wǎng)目前采用的信息安全防護方式主要是運用防火墻進行內外網(wǎng)隔離，但這種方式無法保證萬無一失，一旦遭遇黑客襲擊，信息數(shù)據(jù)存在巨大風險。而區(qū)塊鏈技術高冗余存儲、去中心化化的特征可以最大程度保障信息安全，非常適合在能源信息安全領域開展應用。

陜西省在信息安全領域科研實力雄厚，應積極與西安電子科技大學、西北工業(yè)大學、西安郵電學院、西安導航技術研究所等相關高等院校、科研機構的合作，加強能源信息領域的區(qū)塊鏈技術的研發(fā)力度，盡早構建能源區(qū)塊鏈信息安全應用成果就地轉化的機制和平臺。

結 語

隨著區(qū)塊鏈技術的快速發(fā)展，區(qū)塊鏈技術在能源領域的應用也會越來越廣。陜西作為能源大省、科技強省，可為區(qū)塊鏈發(fā)展提供良好的基礎支撐，有較強實力在“區(qū)塊鏈+能源”領域開展項目研發(fā)，以搶占這一領域的技術研究與產(chǎn)業(yè)應用的高地。

參考文獻

[1]中國經(jīng)濟周刊. 2月27日第17版.

http：//paper.people.com.cn/zgjjzk/html/2018-04/02/node_1422.htm

[2]RIFKIN J. Third industrial revolution： how lateral power is transforming energy， the economy， and the world[M]. New York： Palgrave Macmillan Trade，2011.

[3]工業(yè)和信息化部. 中國區(qū)塊鏈技術和應用發(fā)展白皮書（2016）.http：//www.cbdio.com/BigData/2016-10/21/content_5351215.htm.

[4]顏擁，趙俊華，文福栓等.能源系統(tǒng)中的區(qū)塊鏈：概念、應用于展望. 電力建設[J].2017.2（38）2.P12-20.

[5]王安平，范金剛，郭艷來. 區(qū)塊鏈在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應用. 電力信息與通信技術[J].2016.9（14）9.P1-6.

作者簡介

葉珊珊 陜西省發(fā)展和改革研究中心助理研究員，碩士，主要研究方向為宏觀經(jīng)濟管理、城鎮(zhèn)化發(fā)展等

王 濤 陜西省能源發(fā)展中心助理研究員，碩士