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

能源是一個古老而又厚重的行業(yè)，區(qū)塊鏈則是一個顛覆性的新興技術(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，在很長的時間里都只是比特幣這種點對點的電子現(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遇。在以PC作為數(shù)字入口的互聯(lián)網(wǎng)時代，以及智能手機作為入口的移動互聯(lián)網(wǎng)時代，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)字化被視作實現(xiàn)傳統(tǒng)能源行業(yè)轉(zhuǎn)型升級并重新煥發(fā)生機的重要驅(qū)動力。首先，由于氣候變化和環(huán)境保護的雙重要求，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：

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“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》，旨在促進能源與現(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、價值鏈。同年8月18日，國家能源局組織實施“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項目。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，為日后實現(xiàn)更廣泛、更靈活的能源交易和補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能源互聯(lián)網(wǎng)。從風(fēng)機硬件制造起家的遠(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)化的運維監(jiān)控集成管理系統(tǒng)。同時，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)字化的進一步求索與嘗試。能源互聯(lián)網(wǎng)躊躇多年未能實現(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、共識機制、加密算法等，在商業(yè)信任、價值傳遞、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)點都可以成為獨立的產(chǎn)銷者（prosumer），以去中心化形式互相交換能源流、信息流、價值流，同時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)，實現(xiàn)所有節(jié)點權(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制即可實現(xiàn)信任點對點的價值傳遞。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)塊鏈在能源價值鏈的多個環(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)，因為無論對于能源資產(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)進行資產(chǎn)登記、溯源、流轉(zhuǎn)，既可以大幅提升效率，同時又降低交易成本。另一方面，在能源消費端，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項目試圖構(gòu)建去中心化的能源交易平臺，鼓勵更多人進行可再生能源的生產(chǎn)，把能源輸送進入網(wǎng)絡(luò)，并獲得公平的回報。芬蘭的Fortum項目建立能源局域網(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)定的算法實現(xiàn)自動響應(yīng)系統(tǒng)提出的補償需求。在中國，成立于2016年的能源區(qū)塊鏈實驗室是中國最早一家專注于用區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)能源資產(chǎn)數(shù)字化和推進綠色金融服務(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)塊鏈項目出現(xiàn)的同時，也不斷有區(qū)塊鏈項目倒下。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，但在實際操作中消費者可能并不買賬。例如，紐約布魯克林區(qū)的LO3Energy項目——一項基于區(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，因為只要電網(wǎng)的價格和安全性能夠保持穩(wěn)定，普通消費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成本，我們在看待能源區(qū)塊鏈這一新生事物時應(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)塊鏈能夠為碳排放權(quán)的認(rèn)證和碳排放的計量提供一個智能化的系統(tǒng)平臺。

在碳市場中，最重要的就是各個控排企業(yè)的碳排放數(shù)據(jù)、配額和CCER的數(shù)量、價格以及數(shù)據(jù)的真實性和透明性，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構(gòu)和個人無法真正參與進來。這些問題都可以運用區(qū)塊鏈技術(shù)來解決，通過這項技術(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，傳統(tǒng)碳資產(chǎn)開發(fā)流程時間長，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)證機構(gòu)等，平均開發(fā)時長超過1年，而且每個參與的節(jié)點都會有大量的文件傳遞，容易出現(xiàn)錯誤，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問題。通過多節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)，記錄可以共享，這不僅提高了時效性，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，那么各個控排企業(yè)的碳排放資產(chǎn)額度還可以進行自動計算，整個流程變得透明、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)塊鏈實驗室一起宣布要打造全球第一個區(qū)塊鏈“綠色資產(chǎn)管理平臺”，用這個平臺來支持低碳排放技術(shù)，并且可以促進信息的共享化和透明化，縮短碳資產(chǎn)開發(fā)的時間周期。

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)塊鏈能夠為多能源系統(tǒng)提供一個去中心化的系統(tǒng)平臺。

在分布式能源運營中利用區(qū)塊鏈分布式算法建立分布于各個節(jié)點的分布式數(shù)據(jù)庫與記賬機制，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(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。解決交易計價、風(fēng)險測量、損耗評估、調(diào)度策略和結(jié)算等方面的技術(shù)瓶頸。

分布式能源運營區(qū)塊鏈可以保存所有節(jié)點和網(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)、解算付費數(shù)據(jù)等。

區(qū)塊鏈能夠輔助實現(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節(jié)點和調(diào)度模塊的互相協(xié)調(diào)，可確保整個系統(tǒng)始終處于高效運轉(zhuǎn)的水平。實現(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，決策機制由人工智能機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，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)、計費解算和節(jié)點信任度評估數(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)塊鏈能夠為虛擬發(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)點都可以部分或全部備份區(qū)塊鏈中的信息，任意節(jié)點的數(shù)據(jù)丟失不會影響到系統(tǒng)的正常運行，因此在數(shù)據(jù)存儲上有很強的魯棒性和可靠性。

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)點共同運行和維護，并使用特定的激勵機制來保證分布式系統(tǒng)中所有節(jié)點均參與信息交換過程。這種運作模式，為同樣由眾多分布式能源構(gòu)成的虛擬電廠的運行調(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。