區(qū)塊鏈技術(shù)如果能得到良好的發(fā)展和應(yīng)用，必將對(duì)能源電力領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的推進(jìn)作用和變革意義，使之朝向靈活多元、合理均衡、清潔環(huán)保和高效智能的方向穩(wěn)步前進(jìn)。

區(qū)塊鏈技術(shù)及其巨大的商業(yè)潛力

區(qū)塊鏈?zhǔn)沁\(yùn)用加密學(xué)原理，結(jié)合軟件工程學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)原理而開創(chuàng)的一種新興互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。直到2015年之后，區(qū)塊鏈技術(shù)因具有更開闊的商業(yè)應(yīng)用前景而開始脫離之前的場景，受到更為廣泛的注意。

區(qū)塊鏈的技術(shù)系統(tǒng)其實(shí)是一套擁有自洽運(yùn)行邏輯、完整激勵(lì)機(jī)制和交易功能的開源程序和分布式數(shù)字賬本。這個(gè)賬本憑借密碼安全的算法驅(qū)動(dòng)，讓所有參與者的交易或其他動(dòng)作都成為賬本上不斷更新的記錄，以保持總帳本永遠(yuǎn)處在最新的完備狀態(tài)。因?yàn)檫@樣的技術(shù)系統(tǒng)能夠而且只能按照嚴(yán)格設(shè)定的代碼程序和公開協(xié)議進(jìn)行變動(dòng)，于是就具有無法主觀篡改、過程公開透明、無法被單一賬戶完全控制等特點(diǎn)，從而“能讓彼此之間缺乏信任基礎(chǔ)的人們，不必依靠中立的權(quán)威機(jī)構(gòu)來進(jìn)行協(xié)作”，區(qū)塊鏈也被比喻為“一架創(chuàng)造信任的機(jī)器”。

從科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)商業(yè)發(fā)展的角度而言，區(qū)塊鏈技術(shù)憑借其在技術(shù)架構(gòu)上的獨(dú)到之處，不僅能為解決當(dāng)前海量互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)安全和管理提供有效的探索路徑，同時(shí)也能以更為高效、合理的方式重塑個(gè)人、商業(yè)組織等市場主體之間的經(jīng)濟(jì)關(guān)系，解決長久以來的一些沉疴和痛點(diǎn)，因而被普遍認(rèn)為具有巨大的商業(yè)潛力。

區(qū)塊鏈技術(shù)在能源電力領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展

早在2016年初，英國智庫就發(fā)布研究報(bào)告，建議將區(qū)塊鏈列入國家戰(zhàn)略，并推廣應(yīng)用于能源領(lǐng)域。韓國三星集團(tuán)和IBM公司開展合作，英國石油公司（BP）、荷蘭皇家殼牌石油公司、法國電力集團(tuán)（EDF）、日本東京電力公司等全球各地的能源電力企業(yè)也都開始投資和試點(diǎn)區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用。在全球能源分布不均而經(jīng)常引發(fā)國際沖突、碳排放權(quán)日益成為重要趨勢(shì)的宏觀背景下，區(qū)塊鏈技術(shù)在能源電力領(lǐng)域的應(yīng)用尤其令人矚目。

就電力行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和存在問題而言，主要表現(xiàn)在3個(gè)方面。在發(fā)電層面，可再生能源對(duì)化學(xué)能源的比例在不斷增長，不同能源類型之間需要有效消納。同時(shí)，單一的集中式大型電源已無法滿足多樣化和精細(xì)化的需求，這與發(fā)電裝機(jī)容量在區(qū)域布局上的不合理有關(guān)。在輸配層面，電網(wǎng)的產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，調(diào)度和交易分屬不同企業(yè)，而超大型高壓網(wǎng)絡(luò)和微型網(wǎng)絡(luò)并存的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都使不同電網(wǎng)之間的互補(bǔ)互聯(lián)以及調(diào)度、交易機(jī)構(gòu)之間統(tǒng)籌協(xié)調(diào)成為難題。在消費(fèi)層面，生產(chǎn)者也是消費(fèi)者逐漸成為趨勢(shì)，如何打破單向的生產(chǎn)-消費(fèi)模式，管理未來大量的智能設(shè)備，保護(hù)生產(chǎn)者/消費(fèi)者的數(shù)據(jù)隱私，都是值得探索的問題。

總體而言，能源電力領(lǐng)域的趨勢(shì)和問題大致可以概括為主體厘清、信任管理、價(jià)格交易、數(shù)據(jù)應(yīng)用這4個(gè)方面。對(duì)此，區(qū)塊鏈技術(shù)在能源電力領(lǐng)域的應(yīng)用，從當(dāng)前全球范圍內(nèi)的發(fā)展勢(shì)頭看，可以有以下幾個(gè)著力的方向。

第一，建設(shè)分布式的能源交易市場。區(qū)塊鏈可以讓分布式的能源用戶無縫地將電力賣給附近的消費(fèi)者，實(shí)現(xiàn)真正的本地化能源生產(chǎn)和消費(fèi)。這種可能存在于小型和本地化的微型電網(wǎng)上，作為大型機(jī)構(gòu)集中化能源生產(chǎn)的一種補(bǔ)充和協(xié)調(diào)，以完善能力區(qū)域布局的均衡性。這一應(yīng)用在電網(wǎng)外的潛力可能更大。例如，奧地利的初創(chuàng)公司Grid Singularity正在發(fā)展中國家使用區(qū)塊鏈技術(shù)探索“現(xiàn)收現(xiàn)付制”太陽能，那里的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)簡單，監(jiān)管障礙也更少。

第二，區(qū)塊鏈技術(shù)將驅(qū)動(dòng)更多分布式電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的落地普及。能夠作為本地生產(chǎn)者在能源市場上進(jìn)行安全交易這一點(diǎn)，會(huì)吸引更多資源投入賦能分布式電網(wǎng)的技術(shù)。具體包括智能電網(wǎng)裝備、物聯(lián)網(wǎng)裝備和電動(dòng)汽車等基礎(chǔ)設(shè)施，電網(wǎng)越是分布式的，就越是能可靠、高效地匹配能源供需——包括而不限于發(fā)送實(shí)時(shí)報(bào)價(jià)信息和減少昂貴的輸配電基礎(chǔ)設(shè)施開支等。

第三，分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。分布式能源系統(tǒng)有四大優(yōu)勢(shì)：一是降低遠(yuǎn)程輸電的能源損耗，一般能降低30%的能源損耗；二是不容易受網(wǎng)絡(luò)攻擊的影響；三是創(chuàng)造了冗余性，降低自然災(zāi)害到來時(shí)的影響；四是實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)的精細(xì)化管理。要實(shí)現(xiàn)這4點(diǎn)，可能就需要設(shè)計(jì)分布式能源在生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)方面的控制機(jī)制，設(shè)計(jì)運(yùn)行互聯(lián)的智能電表、智能路燈和智能電器等大型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施的建設(shè)。

第四，區(qū)塊鏈技術(shù)的各類精細(xì)應(yīng)用的研究探索。具體包括：從發(fā)電到運(yùn)營傳輸，輔助服務(wù)、電力生產(chǎn)管理、安全儲(chǔ)能、分布式電源運(yùn)維管理等應(yīng)用；從輸配電到終端，調(diào)度自動(dòng)化、多能統(tǒng)一計(jì)量、信息物理系統(tǒng)安全等應(yīng)用；負(fù)荷方面，負(fù)載波動(dòng)穩(wěn)定性管理、碳市場應(yīng)用；電力交易和零售方面，分布式能源電力交易系統(tǒng)、電動(dòng)車充電市場的交易和結(jié)算；電網(wǎng)底層控制方面，基于區(qū)塊鏈的電網(wǎng)分布式調(diào)控技術(shù)、社區(qū)微電網(wǎng)管理；物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備的資產(chǎn)管理和數(shù)據(jù)管理；等等。

這些精細(xì)的應(yīng)用大致可以對(duì)應(yīng)前述的主體厘清、信任管理、價(jià)格交易、數(shù)據(jù)應(yīng)用這4個(gè)方面，如基于區(qū)塊鏈技術(shù)的智能電網(wǎng)分布式?jīng)Q策和協(xié)同自治運(yùn)行、分布式配網(wǎng)運(yùn)行模式、局域網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)、需求側(cè)響應(yīng)資源交易、虛擬電廠運(yùn)行與調(diào)度、大用戶直購電交易系統(tǒng)，以及基于區(qū)塊鏈技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的智能電表監(jiān)測(cè)平臺(tái)等。

國內(nèi)外正在進(jìn)行的研發(fā)、試驗(yàn)和應(yīng)用案例

美國的交互式電網(wǎng)（TransActive Grid）項(xiàng)目，由區(qū)塊鏈能源服務(wù)平臺(tái)LO3和西門子公司合作，在紐約布魯克林區(qū)落地試驗(yàn)。該項(xiàng)目致力于居民和商業(yè)機(jī)構(gòu)能共享、出售剩余的太陽能電力給其他微電網(wǎng)利益相關(guān)者，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)分布式能源點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易，以及緊急情況時(shí)應(yīng)急恢復(fù)供電能力。這一項(xiàng)目將自己定位為分布式電力供應(yīng)商/零售商，項(xiàng)目采用智能電表幫助用戶存儲(chǔ)電能以及買賣電能，推進(jìn)用戶安裝使用分布式能源，也通過設(shè)計(jì)一個(gè)更有效的記賬系統(tǒng)，從現(xiàn)有的電網(wǎng)中擠出更多的績效。澳大利亞正在試驗(yàn)的Power Ledger項(xiàng)目是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，它提供一個(gè)透明的管理框架，允許全球能源市場與自身的生態(tài)系統(tǒng)無縫連接，也允許重新定義應(yīng)用的托管方（如電力公司、零售商、財(cái)產(chǎn)管理人等）和消費(fèi)者之間的關(guān)系。該項(xiàng)目已在澳大利亞和新西蘭試運(yùn)行幾個(gè)區(qū)塊鏈平臺(tái)，并于2018年7月在美國西北大學(xué)的大樓進(jìn)行商業(yè)部署。

德國電力公司萊茵集團(tuán)（RWE）在2016年開始與汽車技術(shù)公司采埃孚（ZF）、瑞士銀行合作電動(dòng)汽車共享快速充電樁項(xiàng)目。德國的Conjoule項(xiàng)目則獲得日本東京電力公司的投資，專注于開發(fā)區(qū)塊鏈點(diǎn)對(duì)點(diǎn)能源交易解決方案，支持屋頂光伏業(yè)主之間或采購光伏電量的企業(yè)買家之間的交易。英國的Electron公司已經(jīng)建立了區(qū)塊鏈平臺(tái)的能源電力生態(tài)系統(tǒng)，包括資產(chǎn)注冊(cè)、靈活交易和智能計(jì)量表數(shù)據(jù)保密系統(tǒng)。在西門子公司和英國國家電網(wǎng)的幫助下，Electron公司得到政府的支持，擴(kuò)大了平臺(tái)規(guī)模。此外，奧地利、北歐等歐洲國家和地區(qū)也都有公用事業(yè)電力機(jī)構(gòu)、能源公司等對(duì)區(qū)塊鏈項(xiàng)目進(jìn)行探索。

中國的國家電網(wǎng)已在2018年公布名為“關(guān)于區(qū)塊鏈的電力交易管控方法及裝置”的專利，進(jìn)行區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于能源互聯(lián)網(wǎng)的研究。國網(wǎng)浙江省電力公司則著力開展基于區(qū)塊鏈技術(shù)的電子數(shù)據(jù)保全、積分兌換、數(shù)據(jù)交易等方面的應(yīng)用研究。南方電網(wǎng)公司也在2018年啟動(dòng)了類似研究項(xiàng)目。另外，江蘇省也在蘇州、無錫、常州分別選擇若干社區(qū)建立智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)行光伏區(qū)塊鏈與共享家庭電力的探索實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，一些大型企業(yè)的智慧城市建設(shè)方案也用到區(qū)塊鏈技術(shù)，為城市的能源電力板塊賦能。

從技術(shù)驅(qū)動(dòng)變革的角度長遠(yuǎn)來看，能源電力領(lǐng)域的巨大市場變革和發(fā)展機(jī)遇也許將是與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)共同參與的過程，這種創(chuàng)新不僅是重組式的，也將誕生重大的原生性創(chuàng)新。

區(qū)塊鏈與能源電力創(chuàng)新發(fā)展的未來

區(qū)塊鏈應(yīng)用到能源電力行業(yè)，仍然存在不少挑戰(zhàn)和制約。首先，從系統(tǒng)建設(shè)看，區(qū)塊鏈仍然是一個(gè)未完成的基礎(chǔ)設(shè)施，共識(shí)和效率的一致性和可用性很難兩全。其次，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)還存在很大的空白，很多智能電表的數(shù)據(jù)也有問題。再次，政策的更新、跨界協(xié)同發(fā)展和統(tǒng)一監(jiān)管也是短期的制約因素。

但是，從技術(shù)驅(qū)動(dòng)變革的角度長遠(yuǎn)來看，能源電力領(lǐng)域的巨大市場變革和發(fā)展機(jī)遇也許將是與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)共同參與的過程，這種創(chuàng)新不僅是重組式的，也將誕生重大的原生性創(chuàng)新。而且，區(qū)塊鏈不僅是提高效率、降低成本、增加安全的通用型技術(shù)，同時(shí)也是一種能夠協(xié)調(diào)微觀層面不同主體之間市場化運(yùn)行的機(jī)制性技術(shù)。展望未來，區(qū)塊鏈技術(shù)如果能得到良好的發(fā)展和應(yīng)用，必將對(duì)能源電力領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的推進(jìn)作用和變革意義，使之朝向靈活多元、合理均衡、清潔環(huán)保和高效智能的方向穩(wěn)步前進(jìn)。