嚴(yán)駱鍇

摘要：進(jìn)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(huì)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(jì)已成為人類應(yīng)對(duì)能源、氣候挑戰(zhàn)的基本共識(shí)，人們開始探索建設(shè)以高度融合可再生能源與先進(jìn)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(chǔ)存、消費(fèi)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(fèi)者參與互動(dòng)的能源系統(tǒng)，實(shí)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(chǎng)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(dòng)多變，出現(xiàn)許多平等分散的節(jié)點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)所有節(jié)點(diǎn)權(quán)利義務(wù)對(duì)等。能源互聯(lián)網(wǎng)每個(gè)市場(chǎng)主體都需要及時(shí)共享信息數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈開放透明的屬性可使單個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠獨(dú)立獲取并管理數(shù)據(jù)，滿足市場(chǎng)主體的需要。基于區(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(dòng)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(shí)現(xiàn)。區(qū)塊鏈技術(shù)不可篡改的屬性可在沒有監(jiān)管機(jī)構(gòu)的情況下，實(shí)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(duì)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(dòng)化、可追溯性等特點(diǎn)為能源記錄、交易提供了優(yōu)良的功能基礎(chǔ)，下面對(duì)能源區(qū)塊鏈的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行梳理，結(jié)合國(guó)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(rèn)證和項(xiàng)目融資五個(gè)方面進(jìn)行分析總結(jié)。

能源區(qū)塊鏈可以為多元化能源市場(chǎng)提供一個(gè)安全透明、低成本的交易實(shí)現(xiàn)途徑，提供數(shù)據(jù)計(jì)量、交易結(jié)算、負(fù)載平衡、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易（P2P）等服務(wù)。其中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(guó)ConsenSys公司使用區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)了“Grid+”能源平臺(tái)，Grid+使用的關(guān)鍵設(shè)備是一種實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)處理電費(fèi)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(yùn)營(yíng)成本約各占終端電價(jià)的50%。其中運(yùn)營(yíng)成本除了配電運(yùn)維必要支出外，還包括用戶對(duì)少數(shù)收款壞賬的分?jǐn)傎M(fèi)用和公司財(cái)務(wù)等部門日常費(fèi)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(yùn)營(yíng)成本，讓用戶以接近批發(fā)電價(jià)的價(jià)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(fèi)以及出售智能代理等產(chǎn)生。

在傳統(tǒng)模式下，清潔能源認(rèn)證、碳排放權(quán)等需要接受獨(dú)立第三方機(jī)構(gòu)監(jiān)督或政府管理機(jī)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(rèn)證平臺(tái)，可以有效確保數(shù)據(jù)可信度，降低認(rèn)證成本，以此省去中間監(jiān)管環(huán)節(jié)。美國(guó)納斯達(dá)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(rèn)證服務(wù)的LINQ平臺(tái)，平臺(tái)將太陽能電池板連接到特定IoT設(shè)備，由IoT設(shè)備計(jì)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(tái)銷售和購買。

能源區(qū)塊鏈技術(shù)能為能源項(xiàng)目搭建全周期的融資平臺(tái)，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(xiǎn)，項(xiàng)目建成后區(qū)塊鏈能夠精確記錄運(yùn)營(yíng)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(dòng)5個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)投資項(xiàng)目，投資者可通過Sun Exchange平臺(tái)購買一定數(shù)量的虛擬代幣（稱之為Solarcell幣）對(duì)非洲光伏發(fā)電設(shè)備進(jìn)行投資，系統(tǒng)建成后租賃給當(dāng)?shù)貙W(xué)校、工廠等機(jī)構(gòu)即可使投資者獲得穩(wěn)定收益。南非銀月計(jì)劃將基于區(qū)塊鏈的智能電表計(jì)費(fèi)系統(tǒng)與融資平臺(tái)Usizo相連，捐贈(zèng)者可以在Usizo平臺(tái)上自行選擇學(xué)校，向其捐贈(zèng)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(gè)自動(dòng)控制的管理系統(tǒng)，對(duì)IoT設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集和管理，提供用戶識(shí)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(guó)RWE和Slock.it公司開發(fā)了基于區(qū)塊鏈智能合約的電動(dòng)車充電系統(tǒng)，通過在車?yán)锇惭b虛擬代幣芯片使得車輛具備自主管理電費(fèi)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(huì)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(tái)，μGrid將可控負(fù)荷、分布式電源和儲(chǔ)能設(shè)備等有機(jī)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(shí)監(jiān)測(cè)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(gè)發(fā)展階段：第一階段以交易計(jì)量、金融結(jié)算為特征，主要建設(shè)成本降低、風(fēng)險(xiǎn)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(dòng)能源領(lǐng)域消費(fèi)變革。

參考文獻(xiàn)

[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(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，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(dòng)化，2018，42（04）：183-193.