能源区块链与能源互联网

文 | 曹寅

能源区块链与能源互联网

文 | 曹寅

能源清洁化，参与主体多元化，行业的市场化，主体关系的复杂化，能源的金融化，生产的分布化，共享经济化，分享经济化，还有产销一体的融合化，未来类似这些能源行业的范式变化，将会对全行业以及全人类带来巨大的影响。

在这里，我们用一个非常形象的案例作为介绍。分布式光伏发电的价值链模型中涉及到的参与方有电站投资者、电站开发商以及屋顶业主，同时也有用电企业、电网公司、财政部，这些参与方的关系看起来比较简单。如果我们把碳交易价值链放进来，参与主体将增加交易所和控排企业。在价值链模型中，这些参与主体之间的关系比较简单，当然这仅仅是理想情况。

在真实商业世界中，具体情况是这样的，还是这条价值链，还是那几个参与主体，但是，由于不同主体间普遍缺乏信任，因此真实的主体间的关系会十分复杂，导致在这条价值链上的价值生产和流动过程的摩擦成本非常高，充满了各种各样耗时耗力增信和中介过程。而且，分布式光伏价值链仅仅是整个大能源环节中非常小的一环。整个电力网络从发、输、电、配、售、用、储，是一条无比复杂的价值链，同时因为电力行业非常特殊的即时生产、即时消费、难以储存的特性，导致整条价值链上各环节环环相扣，而且能源流、资金流、信息流这三流之间也是你中有我，我中有你，整个系统的复杂度、交易成本是呈指数级别上升的。再举一个例子，目前，在中国碳资产的发行中，从项目发起到进入交易所流通，中间过程至少需要10个月，这么长的时间成本都将变成经济成本分摊到每一个减排企业和控排企业，以及每一个能源消费者身上。如此复杂的过程，对于中国能源的清洁化、能源的分布化、能源的共享化会造成巨大的挑战。

未来的能源情境是怎么样？源，可再生能源波动性明显；荷，消费侧机性不断加剧；网，能源输配网络日益复杂；储，储能配置方式纷繁复杂。我们如何应对？

未来能源互联网真正的瓶颈在于，由于参与主体过多，系统的物理和数字复杂性和波动性剧增，再加上身份的模糊性、资源的弥漫性、无所不在的分布性和参与的社会性导致信息流、能量流、资金流无法合一，结果就导致整个能源系统在能量流动和价值流动过程中的过程成本、管理成本、交易成本剧增，而这些问题大部分来自于参与主体之间缺乏最基本的信任。

自从2014年4月香山会议第一次正式讨论能源互联网的中国定义到现在，其实我们的学术界、政策界，包括产业界，一直在设计各种能源互联网模式。但是，绝大部分能源互联网的设计都是从上帝视角出发的，预设了各参与主体都会积极参与，但事实完全不是如此，不仅参与主体对于系统设计者不信任，参与主体之间也缺乏信任。所以，我们能源区块链实验室认为能源互联网落地需要新的范式，以及匹配的工具。目前大家公认的能源互联网有五大特征——精确计量、泛在交互、自律控制、优化决策、广域协调。但这五大特征全部面临现实问题，第一，精确计量如何确保数据真伪？第二，泛在交互如何确保交互主体间的信任？第三，没有“预言机”的自律控制如何落地？第四，优化决策存在中心悖论；第五，广域协调容易沦为内卷式发展。

怎么办？我们实验室是全球第一个想到以区块链作为工具实现真正能源互联网，区块链可以做什么？第一，基于区块链的数据公正确保信任，公私钥结合的访问权限保护隐私，真正做到保护隐私，可信计量。第二，区块链防篡改，实现主体间强制信任，实现强制信任下泛在交互。第三，区块链+大数据+人工智能构成可信任预言机签署外部数据，实现虚实交互的自律控制。第四，基于区块链部署的设备间点对点交互式决策，不需要将信任托付于中心化平台代为决策，实现设备民主，分布决策。第五，各主体间基于明确的互动规则进行随机博弈，系统呈现中性演化，通过改良互动规则实现竞争进化，最终实现广域博弈，协调演化。基于区块链，我们真正实现了能源互联网从Beta版到1.0，从纸面版到商业版的过程。

区块链和能源结构是全方位的结合。我们以三个行业为例，私有链以光伏电站为例，刚开始在区块链1.0阶段，区块链实现电站运维日志区块链登记，内部授权访问。2.0时代，实现基于大数据的电站管理运维，电站的自动运行。到了3.0时代，将实现零边际成本发电，每块组件自有ID和经济账户，售电收入自动抵消OPEX（运营成本）。

联盟链以售电为例，区块链1.0阶段实现发用电数据区块链登记，避免上下游纠纷，降低管理成本。区块链2.0时代，基于区块链数据的购售电直接自动结算。区块链3.0时代，售电公司透明化，发电设施和用电设备自动双向结算，包括需求侧响应和自发返售交易

公有链以碳市场为例，区块链1.0实现减排、排放数据有关数据和文件电子化存证，确保数据不可篡改，减低监管成本，2.0时代实现简便化CCER（温室气体减排额度）发行流通，基于区块链的简便化和自动化CCER发行和流通体系。3.0是减排经济圈，减排量将通过区块链成为特定经济生态圈的一般价值等价物。

这个时候我们再看看具体的案例，还是分布式光伏为例，分布式光伏的问题在于利益相关方非常多，行业参与主体之间严重缺乏互信。此外，由于未来电力市场化，导致价格波动明显，同时电站金融产品开发成本高。怎么办？我们实验室提出利用区块链分布式总账实现强制信任，相关方点对点互动，智能合约自动执行电力交易，需求波动自动响应，区块链还可以实现电站收益直接证券化，基于股权平台实现电站众筹。

再介绍下针对电动汽车的区块链应用，目前电动汽车领域的痛点在于私人充电桩难以实现共享，电动汽车V2G缺乏激励机制，动力电池梯级利用无法保证电芯质量。怎么办？我们实验室提出了基于区块链的方案，基于智能合约和分布式总账的充电桩按时租赁，电动汽车V2G自动响应，虚拟货币激励机制，电池电芯生命周期数据区块链储存和认证，实现未来动力电池能够按照真正的价值流转到储能电站。

除了具体应用，更重要的是，区块链真正实现能源的数字化精准管理，我们现在发的每一度电就像河流小溪流入大海一样，无法确定水滴来自什么地方，发电汇入电网，区分电源没有意义，无法做到基于电源和能量的精确管理和结算。

但在数字世界，每度电都有数字映射，通过数字映射，重新建模电力网络，实现精确管理和结算。如果说你用这种解构—建构的思维，再去看现在各种各样的社会现象，各种各样的经济现象，你会发现都是你不认识的世界了，你想象一下，如果大海中的每一滴水都具有精确的ID，你看待大海的视角将会完全不一样。区块链就是起到这样的作用，先解构，再建构形成新的生产关系。

（本文作者系信达证券首席区块链专家、能源区块链实验室创始合伙人。）