從能源互聯(lián)網(wǎng)到能源區(qū)塊鏈,數(shù)字化為其提供了機(jī)遇

能源是一個(gè)古老而又厚重的行業(yè)，區(qū)塊鏈則是一個(gè)顛覆性的新興技術(shù)。能源與區(qū)塊鏈的碰撞頗有跨界的意味，那它們兩者疊加在一起會撞出怎樣的火花呢？

平行線相交：

數(shù)字化為能源區(qū)塊鏈提供機(jī)遇

2009年比特幣問世之后的若干年里，可以說能源行業(yè)與區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展就像兩條獨(dú)立發(fā)展的平行線。一方面，無論是傳統(tǒng)的煤、油、氣，還是以“可再生”屬性安身立命的光伏、風(fēng)電、生物質(zhì)，都是在區(qū)塊鏈技術(shù)出現(xiàn)以前就存在并正常運(yùn)轉(zhuǎn)了多年。另一方面，對于區(qū)塊鏈技術(shù)而言，在很長的時(shí)間里都只是比特幣這種點(diǎn)對點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)中非常默默無聞的底層技術(shù)，在更多的應(yīng)用場景被發(fā)掘之前，區(qū)塊鏈幾乎只是依附于比特幣不斷攀升的幣價(jià)而博得關(guān)注的附屬物。

能源的數(shù)字化革命為能源與區(qū)塊鏈這兩條平行線的相交提供了歷史性機(jī)遇。在以PC作為數(shù)字入口的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，以及智能手機(jī)作為入口的移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，數(shù)字化浪潮重塑了人們的生活方式，從社交、購物、出行，再到支付、新零售等等。被顛覆的不只是消費(fèi)者，還有商家、企業(yè)和行業(yè)本身。

對于能源企業(yè)而言，數(shù)字化被視作實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源行業(yè)轉(zhuǎn)型升級并重新煥發(fā)生機(jī)的重要驅(qū)動力。首先，由于氣候變化和環(huán)境保護(hù)的雙重要求，傳統(tǒng)的以煤炭、油氣等一次能源為主體的能源結(jié)構(gòu)正在逐漸向基于電力系統(tǒng)的光伏、風(fēng)電等二次能源調(diào)整轉(zhuǎn)型，而電力系統(tǒng)相比化石能源在本質(zhì)上具有更契合數(shù)字化的先天優(yōu)勢。其次，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展迭代為傳統(tǒng)行業(yè)的數(shù)字化提供了完美的網(wǎng)絡(luò)和算力基礎(chǔ)設(shè)施，客觀上為數(shù)字化的崛起掃清了技術(shù)層面的障礙。最后，傳統(tǒng)行業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代遇到的商業(yè)瓶頸也迫使從業(yè)者們重新審視發(fā)展之道，優(yōu)先踏入數(shù)字化的領(lǐng)域企業(yè)帶來的競爭優(yōu)勢倒逼周邊的其他從業(yè)者開始轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)能源行業(yè)開始向數(shù)字化敞開大門。

數(shù)字化推進(jìn)：

從能源互聯(lián)網(wǎng)到能源區(qū)塊鏈

在此背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源戰(zhàn)略及示范項(xiàng)目的落地是中國推動能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的重要一環(huán)，也是能源數(shù)字化的先行者。2016年2月29日，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》，旨在促進(jìn)能源與現(xiàn)代信息技術(shù)深度融合，推動能源生產(chǎn)管理和營銷模式變革，重塑產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、價(jià)值鏈。同年8月18日，國家能源局組織實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項(xiàng)目。一方面，“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源意味著能源生產(chǎn)的智能化和數(shù)字化，引領(lǐng)“源—網(wǎng)—荷—儲”協(xié)調(diào)發(fā)展、智能集成、多能互補(bǔ)成為未來能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢。另一方面，這也催生了基于分布式能源、智能微網(wǎng)的新型商業(yè)模式，為日后實(shí)現(xiàn)更廣泛、更靈活的能源交易和補(bǔ)貼模式提供了有益的嘗試。

借助國家能源轉(zhuǎn)型的東風(fēng)，能源企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都曾分別嘗試從各自的角度推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)。從風(fēng)機(jī)硬件制造起家的遠(yuǎn)景試圖將其形象定位為能源互聯(lián)網(wǎng)首倡者及頭部玩家，選擇以輸出能源互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的策略獲得“大一統(tǒng)”的江湖地位；協(xié)鑫、漢能等光伏企業(yè)則是在自身持有的電站上嵌入基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云平臺的互聯(lián)網(wǎng)化的運(yùn)維監(jiān)控集成管理系統(tǒng)。同時(shí)，BAT這樣的重量級互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也紛紛入局，如騰訊與中廣核簽署協(xié)議，以“互聯(lián)網(wǎng)+清潔能源”為核心，開展包括混合云、全球協(xié)同通信、微信企業(yè)號、互聯(lián)網(wǎng)金融等方面的合作；阿里則是在光伏組件生產(chǎn)端發(fā)力，天合光能宣布引入阿里云ET工業(yè)大腦，用于尋找更優(yōu)生產(chǎn)工藝，以提升電池片光電轉(zhuǎn)化率。

如果說“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源戰(zhàn)略是中國能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型開端的話，區(qū)塊鏈+能源則是能源數(shù)字化的進(jìn)一步求索與嘗試。能源互聯(lián)網(wǎng)躊躇多年未能實(shí)現(xiàn)宣稱的“顛覆”，歸根結(jié)底是它仍舊只是現(xiàn)有中心化能源系統(tǒng)的數(shù)字映射，其實(shí)質(zhì)是將原有的能源數(shù)據(jù)電子化和互聯(lián)網(wǎng)化了，體現(xiàn)為能源管理系統(tǒng)的操作平臺化和能源產(chǎn)品的電子商務(wù)化，僅僅是業(yè)務(wù)層和終端交互方式的變化，并沒有帶來能源行業(yè)生產(chǎn)關(guān)系的革命。這就好比支付寶和微信支付都只是服務(wù)于國家法定貨幣的電子化支付手段而已，并沒有帶來真正意義上的數(shù)字貨幣革命。而區(qū)塊鏈技術(shù)的興起，終于讓能源互聯(lián)網(wǎng)的愿景更加接近實(shí)現(xiàn)。

區(qū)塊鏈所做的是利用去中心化的分布式賬本技術(shù)，通過智能合約、共識機(jī)制、加密算法等，在商業(yè)信任、價(jià)值傳遞、交易清結(jié)算等多維度解構(gòu)現(xiàn)有的能源生產(chǎn)和消費(fèi)模式，并搭建新的能源商業(yè)體系的底層構(gòu)架。第一，未來能源互聯(lián)網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)都可以成為獨(dú)立的產(chǎn)銷者（prosumer），以去中心化形式互相交換能源流、信息流、價(jià)值流，同時(shí)各主體平等分散決策，區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化的屬性可以匹配該結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所有節(jié)點(diǎn)權(quán)利義務(wù)對等。第二，區(qū)塊鏈技術(shù)不可篡改的特征使得多元化的能源市場中無需第三方的信任機(jī)制即可實(shí)現(xiàn)信任點(diǎn)對點(diǎn)的價(jià)值傳遞。第三，基于區(qū)塊鏈公鏈開發(fā)的智能合約功能可以使合約的執(zhí)行變得智能化和自動化，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(shí)現(xiàn)。

創(chuàng)新性嘗試：

不可盲目排斥也不應(yīng)盲目樂觀

能源區(qū)塊鏈在能源價(jià)值鏈的多個(gè)環(huán)節(jié)都可以發(fā)揮作用。一方面，區(qū)塊鏈技術(shù)服務(wù)于能源資產(chǎn)的生產(chǎn)開發(fā)，因?yàn)闊o論對于能源資產(chǎn)的資產(chǎn)證券化，還是對于綠色能源的碳資產(chǎn)開發(fā)，都可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行資產(chǎn)登記、溯源、流轉(zhuǎn)，既可以大幅提升效率，同時(shí)又降低交易成本。另一方面，在能源消費(fèi)端，電動汽車的充放電、分布式能源的就近交易也可以通過區(qū)塊鏈底層技術(shù)來開發(fā)相關(guān)應(yīng)用。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)在儲能、需求側(cè)相應(yīng)、LNG方面的探索應(yīng)用的進(jìn)展也較為積極。

目前，全球范圍內(nèi)涌現(xiàn)出了許多能源+區(qū)塊鏈的應(yīng)用。例如，澳大利亞的PowerLedger項(xiàng)目試圖構(gòu)建去中心化的能源交易平臺，鼓勵(lì)更多人進(jìn)行可再生能源的生產(chǎn)，把能源輸送進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，并獲得公平的回報(bào)。芬蘭的Fortum項(xiàng)目建立能源局域網(wǎng)中各主體之間的智能合約模型，使響應(yīng)主體能夠依照設(shè)定的算法實(shí)現(xiàn)自動響應(yīng)系統(tǒng)提出的補(bǔ)償需求。在中國，成立于2016年的能源區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)室是中國最早一家專注于用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源資產(chǎn)數(shù)字化和推進(jìn)綠色金融服務(wù)的科技企業(yè)，目前涉及的三大類應(yīng)用場景包括資產(chǎn)證券化（ABS）、碳資產(chǎn)開發(fā)（CCER）、綠色消費(fèi)社區(qū)（GC）。

毫無疑問，區(qū)塊鏈當(dāng)前的迅猛發(fā)展正在深刻改變著能源行業(yè)，但需要指出的是，區(qū)塊鏈絕不是萬能的。在不斷有區(qū)塊鏈項(xiàng)目出現(xiàn)的同時(shí)，也不斷有區(qū)塊鏈項(xiàng)目倒下。集中式的能源生產(chǎn)企業(yè)比去中心化的生產(chǎn)者具有更低的邊際生產(chǎn)成本，再加上電力本身是同質(zhì)化的產(chǎn)品，難以通過品牌、營銷等手段實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差別化。因此，盡管從概念層面來說區(qū)塊鏈與“隔墻售電”有先天的契合屬性，但在實(shí)際操作中消費(fèi)者可能并不買賬。例如，紐約布魯克林區(qū)的LO3Energy項(xiàng)目——一項(xiàng)基于區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)的局域能源交易系統(tǒng)，并沒有取得很好的效果，因?yàn)橹灰娋W(wǎng)的價(jià)格和安全性能夠保持穩(wěn)定，普通消費(fèi)者就仍會傾向于將傳統(tǒng)電網(wǎng)企業(yè)作為其交易對手方?？傊?，能源與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合是一種有益的創(chuàng)新性嘗試，前期在發(fā)掘應(yīng)用場景的過程中可能會有一些試錯(cuò)成本，我們在看待能源區(qū)塊鏈這一新生事物時(shí)應(yīng)保持積極探索的態(tài)度，既不能盲目排斥，也不應(yīng)該盲目樂觀。

區(qū)塊鏈在能源互聯(lián)網(wǎng)中的典型應(yīng)用

區(qū)塊鏈技術(shù)在碳排放權(quán)認(rèn)證方面的應(yīng)用

區(qū)塊鏈能夠?yàn)樘寂欧艡?quán)的認(rèn)證和碳排放的計(jì)量提供一個(gè)智能化的系統(tǒng)平臺。

在碳市場中，最重要的就是各個(gè)控排企業(yè)的碳排放數(shù)據(jù)、配額和CCER的數(shù)量、價(jià)格以及數(shù)據(jù)的真實(shí)性和透明性，中心服務(wù)器無法對數(shù)據(jù)安全做到一定保障，而信息的不透明也讓很多機(jī)構(gòu)和個(gè)人無法真正參與進(jìn)來。這些問題都可以運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)來解決，通過這項(xiàng)技術(shù)，每噸碳及每筆交易信息都可追溯，避免篡改及信息不對稱。

同時(shí)，傳統(tǒng)碳資產(chǎn)開發(fā)流程時(shí)間長，涉及控排企業(yè)、政府監(jiān)管部門、碳資產(chǎn)交易所、第三方核查和認(rèn)證機(jī)構(gòu)等，平均開發(fā)時(shí)長超過1年，而且每個(gè)參與的節(jié)點(diǎn)都會有大量的文件傳遞，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響后面結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性。

區(qū)塊鏈剛好可以解決這個(gè)問題。通過多節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，記錄可以共享，這不僅提高了時(shí)效性，也保證了準(zhǔn)確性。如果將碳資產(chǎn)開發(fā)方法編譯為智能合約，那么各個(gè)控排企業(yè)的碳排放資產(chǎn)額度還可以進(jìn)行自動計(jì)算，整個(gè)流程變得透明、公開、準(zhǔn)確。這不僅可以減少碳資產(chǎn)開發(fā)時(shí)間，還可以提高碳資產(chǎn)生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)和管理成本。

IBM已經(jīng)和中國能源區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)室一起宣布要打造全球第一個(gè)區(qū)塊鏈“綠色資產(chǎn)管理平臺”，用這個(gè)平臺來支持低碳排放技術(shù)，并且可以促進(jìn)信息的共享化和透明化，縮短碳資產(chǎn)開發(fā)的時(shí)間周期。

區(qū)塊鏈技術(shù)在多能源系統(tǒng)協(xié)同方面的應(yīng)用

區(qū)塊鏈能夠?yàn)槎嗄茉聪到y(tǒng)提供一個(gè)去中心化的系統(tǒng)平臺。

在分布式能源運(yùn)營中利用區(qū)塊鏈分布式算法建立分布于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的分布式數(shù)據(jù)庫與記賬機(jī)制，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)數(shù)據(jù)同步，通過功能維度、對象維度和屬性維度來最大限度匹配分布式能源體系的特點(diǎn)。解決交易計(jì)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)測量、損耗評估、調(diào)度策略和結(jié)算等方面的技術(shù)瓶頸。

分布式能源運(yùn)營區(qū)塊鏈可以保存所有節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)重要參數(shù)的數(shù)據(jù)，如電力/電量流向數(shù)據(jù)、調(diào)度數(shù)據(jù)、解算付費(fèi)數(shù)據(jù)等。

區(qū)塊鏈能夠輔助實(shí)現(xiàn)用配電的分散化決策。分散化決策取決于分布式能源體系各個(gè)節(jié)點(diǎn)和調(diào)度模塊的互相協(xié)調(diào)，可確保整個(gè)系統(tǒng)始終處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)的水平。實(shí)現(xiàn)模式多模塊協(xié)同自治，決策數(shù)據(jù)基于區(qū)塊鏈記錄，決策機(jī)制由人工智能機(jī)器給出并通過物理網(wǎng)聯(lián)動執(zhí)行設(shè)備完成。

區(qū)塊鏈上的能源交易不涉及共同對手方的問題，因此很大程度上解決了交易信任度，降低了信用風(fēng)險(xiǎn)，也提高了能源交易主體的公信力。區(qū)塊鏈上的能源交易形成形形色色的“能源區(qū)塊”，區(qū)塊記錄的數(shù)據(jù)包括流向數(shù)據(jù)、調(diào)度數(shù)據(jù)、計(jì)費(fèi)解算和節(jié)點(diǎn)信任度評估數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)統(tǒng)一封裝分布記錄保存在鏈上，數(shù)據(jù)一旦上鏈即具有不可篡改性、可追溯性和非對稱加密特性。

區(qū)塊鏈技術(shù)在虛擬發(fā)電資源交易方面的應(yīng)用

區(qū)塊鏈能夠?yàn)樘摂M發(fā)電資源的交易提供成本低廉、公開透明的系統(tǒng)平臺。

在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中不存在集權(quán)的中央控制，所有節(jié)點(diǎn)都可以部分或全部備份區(qū)塊鏈中的信息，任意節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)丟失不會影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此在數(shù)據(jù)存儲上有很強(qiáng)的魯棒性和可靠性。

未來各種分布式能源和分布式電源會越來越多，虛擬電廠以及相關(guān)發(fā)電資源的交易會更加頻繁，自適應(yīng)、去中心化的能源調(diào)度將成為主流，與之同構(gòu)的區(qū)塊鏈也將為分布式能源提供強(qiáng)魯棒性的數(shù)據(jù)交互基礎(chǔ)。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)共同運(yùn)行和維護(hù)，并使用特定的激勵(lì)機(jī)制來保證分布式系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)均參與信息交換過程。這種運(yùn)作模式，為同樣由眾多分布式能源構(gòu)成的虛擬電廠的運(yùn)行調(diào)度提供了有益參考。

此外，區(qū)塊鏈去中心化的本質(zhì)有助于解決物理信息系統(tǒng)中面臨的部分安全問題。