能源區(qū)塊鏈前景及應(yīng)用場景探究

嚴駱鍇

摘要：進入21世紀(jì)，化石能源不斷枯竭，生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，社會發(fā)展與傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)的矛盾日益凸顯，能源轉(zhuǎn)型迫在眉睫，發(fā)展可持續(xù)經(jīng)濟已成為人類應(yīng)對能源、氣候挑戰(zhàn)的基本共識，人們開始探索建設(shè)以高度融合可再生能源與先進信息技術(shù)為特征的能源互聯(lián)網(wǎng)。能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，融合多種能源種類，覆蓋能源生產(chǎn)、傳輸、儲存、消費等環(huán)節(jié)的能源鏈。能源互聯(lián)網(wǎng)將傳統(tǒng)集中式、單向的能源系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅糠植际侥茉唇尤?、消費者參與互動的能源系統(tǒng)，實現(xiàn)能源的有效互聯(lián)和高效利用。

關(guān)鍵詞：能源，前景，應(yīng)用場景

能源互聯(lián)網(wǎng)使電力提供商不再局限于大型發(fā)電廠，而允許分布式新能源發(fā)電參與電力交易。這將造成能源互聯(lián)網(wǎng)能量流動多變，出現(xiàn)許多平等分散的節(jié)點，而區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化的屬性可以匹配該結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)所有節(jié)點權(quán)利義務(wù)對等。能源互聯(lián)網(wǎng)每個市場主體都需要及時共享信息數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈開放透明的屬性可使單個節(jié)點能夠獨立獲取并管理數(shù)據(jù)，滿足市場主體的需要?；趨^(qū)塊鏈開發(fā)的智能合約功能可以使合約的執(zhí)行智能化和自動化，能源互聯(lián)網(wǎng)中購售電交易、需求側(cè)響應(yīng)等都可以通過區(qū)塊鏈的智能合約來實現(xiàn)。區(qū)塊鏈技術(shù)不可篡改的屬性可在沒有監(jiān)管機構(gòu)的情況下，實現(xiàn)可信任的信息傳遞，能滿足能源互聯(lián)網(wǎng)低成本的信息傳輸要求。表1為對能源區(qū)塊鏈與能源互聯(lián)網(wǎng)的兼容性分析，可見區(qū)塊鏈技術(shù)與能源互聯(lián)網(wǎng)具有高度的契合性與良好的適應(yīng)性。

能源區(qū)塊鏈作為能源互聯(lián)網(wǎng)中最有前景的信息技術(shù)，其去中心化、透明化、合約執(zhí)行自動化、可追溯性等特點為能源記錄、交易提供了優(yōu)良的功能基礎(chǔ)，下面對能源區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景進行梳理，結(jié)合國內(nèi)外工程應(yīng)用按照能源交易、智能合約、能源集合體管理、信息認證和項目融資五個方面進行分析總結(jié)。

能源區(qū)塊鏈可以為多元化能源市場提供一個安全透明、低成本的交易實現(xiàn)途徑，提供數(shù)據(jù)計量、交易結(jié)算、負載平衡、點對點交易（P2P）等服務(wù)。其中點對點交易將允許用戶選擇電力來源，即自主選擇向清潔能源、煤炭或其他電力生產(chǎn)商購電[1]。美國ConsenSys公司使用區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)了“Grid+”能源平臺，Grid+使用的關(guān)鍵設(shè)備是一種實時聯(lián)網(wǎng)的智能網(wǎng)關(guān)，用戶從Grid+購買虛擬代幣（稱之為BOLT幣）并存入智能網(wǎng)關(guān)，由智能網(wǎng)關(guān)管理BOLT幣并實時處理電費的繳納業(yè)務(wù)。ConsenSys公司指出，2016年德克薩斯州電力零售商購電成本、運營成本約各占終端電價的50%。其中運營成本除了配電運維必要支出外，還包括用戶對少數(shù)收款壞賬的分攤費用和公司財務(wù)等部門日常費用。Grid+可以通過避免壞賬，減少人力投入等方式幫助電力零售商降低運營成本，讓用戶以接近批發(fā)電價的價格購買電能，在Grid+模式下電力零售商的收入主要由BOLT幣利息、交易手續(xù)費以及出售智能代理等產(chǎn)生。

在傳統(tǒng)模式下，清潔能源認證、碳排放權(quán)等需要接受獨立第三方機構(gòu)監(jiān)督或政府管理機構(gòu)監(jiān)管，以杜絕數(shù)據(jù)偽造問題。通過能源區(qū)塊鏈技術(shù)提供的共享記錄的認證平臺，可以有效確保數(shù)據(jù)可信度，降低認證成本，以此省去中間監(jiān)管環(huán)節(jié)。美國納斯達克（Nasdaq）證券交易所推出使用區(qū)塊鏈技術(shù)為太陽能電力提供認證服務(wù)的LINQ平臺，平臺將太陽能電池板連接到特定IoT設(shè)備，由IoT設(shè)備計量太陽能發(fā)電并生成相應(yīng)PV證書，PV證書可以通過LINQ平臺銷售和購買。

能源區(qū)塊鏈技術(shù)能為能源項目搭建全周期的融資平臺，區(qū)塊鏈?zhǔn)褂锰摂M代幣管理資金，通過公開透明的資金流向避免資金挪用風(fēng)險，項目建成后區(qū)塊鏈能夠精確記錄運營數(shù)據(jù)，有效保障了投資者收益，提高了投資者積極性。Sun Exchange公司借助區(qū)塊鏈技術(shù)在南非啟動5個光伏發(fā)電系統(tǒng)投資項目，投資者可通過Sun Exchange平臺購買一定數(shù)量的虛擬代幣（稱之為Solarcell幣）對非洲光伏發(fā)電設(shè)備進行投資，系統(tǒng)建成后租賃給當(dāng)?shù)貙W(xué)校、工廠等機構(gòu)即可使投資者獲得穩(wěn)定收益。南非銀月計劃將基于區(qū)塊鏈的智能電表計費系統(tǒng)與融資平臺Usizo相連，捐贈者可以在Usizo平臺上自行選擇學(xué)校，向其捐贈區(qū)塊鏈代幣，后者將使用代幣購買電能。

能源區(qū)塊鏈能夠通過智能合約建立一個自動控制的管理系統(tǒng)，對IoT設(shè)備進行實時數(shù)據(jù)收集和管理，提供用戶識別、快速結(jié)算等功能，并為希望自主管理能源的客戶提供定制化策略。德國RWE和Slock.it公司開發(fā)了基于區(qū)塊鏈智能合約的電動車充電系統(tǒng)，通過在車里安裝虛擬代幣芯片使得車輛具備自主管理電費支付過程的功能。

能源區(qū)塊鏈能為微電網(wǎng)、虛擬電廠等能源集合體提供控制系統(tǒng)，未來可再生能源電源會越來越多，因地制宜、自適應(yīng)的能源集合體將成為發(fā)展主流，與之同構(gòu)的區(qū)塊鏈也將為其分布式能源等設(shè)備提供數(shù)據(jù)交互基礎(chǔ)[9]。澳大利亞Power Ledger公司使用區(qū)塊鏈為住宅綜合體、商業(yè)中心、工業(yè)園區(qū)等用能單位開發(fā)了μGrid微電網(wǎng)平臺，μGrid將可控負荷、分布式電源和儲能設(shè)備等有機結(jié)合起來，優(yōu)化能源調(diào)配并避免可再生能源過剩生產(chǎn)，提高了用能效率，并使能源管理單位能夠?qū)崟r監(jiān)測微網(wǎng)中不同設(shè)備用能情況。

總結(jié)：

縱觀能源區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程，可將能源區(qū)塊鏈分為三個發(fā)展階段：第一階段以交易計量、金融結(jié)算為特征，主要建設(shè)成本降低、風(fēng)險可控等能源交易系統(tǒng);第二階段以分布式能源開發(fā)、數(shù)字證書等為特征，主要構(gòu)建新的商業(yè)模式;第三階段產(chǎn)品是以綜合能源服務(wù)、智能合約為特征，主要提供智慧能源解決方案，推動能源領(lǐng)域消費變革。

參考文獻

[1]曹寅.能源區(qū)塊鏈與能源互聯(lián)網(wǎng)[J].風(fēng)能，2016（05）：14-15.

[2]曾鳴，程俊，王雨晴，李源非，楊雍琦，竇金月.區(qū)塊鏈框架下能源互聯(lián)網(wǎng)多模塊協(xié)同自治模式初探[J].中國電機工程學(xué)報，2017，37（13）：3672-3681.

[3]李彬，曹望璋，張潔，陳宋宋，楊斌，孫毅，祁兵.基于異構(gòu)區(qū)塊鏈的多能系統(tǒng)交易體系及關(guān)鍵技術(shù)[J].電力系統(tǒng)自動化，2018，42（04）：183-193.