能源区块链前景及应用场景探究

严骆锴

摘要：进入21世纪，化石能源不断枯竭，生态环境逐渐恶化，社会发展与传统能源结构的矛盾日益凸显，能源转型迫在眉睫，发展可持续经济已成为人类应对能源、气候挑战的基本共识，人们开始探索建设以高度融合可再生能源与先进信息技术为特征的能源互联网。能源互联网是以电力系统为基础，利用互联网等信息技术，融合多种能源种类，覆盖能源生产、传输、储存、消费等环节的能源链。能源互联网将传统集中式、单向的能源系统，转变为大量分布式能源接入、消费者参与互动的能源系统，实现能源的有效互联和高效利用。

关键词：能源，前景，应用场景

能源互联网使电力提供商不再局限于大型发电厂，而允许分布式新能源发电参与电力交易。这将造成能源互联网能量流动多变，出现许多平等分散的节点，而区块链技术去中心化的属性可以匹配该结构，实现所有节点权利义务对等。能源互联网每个市场主体都需要及时共享信息数据，区块链开放透明的属性可使单个节点能够独立获取并管理数据，满足市场主体的需要。基于区块链开发的智能合约功能可以使合约的执行智能化和自动化，能源互联网中购售电交易、需求侧响应等都可以通过区块链的智能合约来实现。区块链技术不可篡改的属性可在没有监管机构的情况下，实现可信任的信息传递，能满足能源互联网低成本的信息传输要求。表1为对能源区块链与能源互联网的兼容性分析，可见区块链技术与能源互联网具有高度的契合性与良好的适应性。

能源区块链作为能源互联网中最有前景的信息技术，其去中心化、透明化、合约执行自动化、可追溯性等特点为能源记录、交易提供了优良的功能基础，下面对能源区块链的应用场景进行梳理，结合国内外工程应用按照能源交易、智能合约、能源集合体管理、信息认证和项目融资五个方面进行分析总结。

能源区块链可以为多元化能源市场提供一个安全透明、低成本的交易实现途径，提供数据计量、交易结算、负载平衡、点对点交易（P2P）等服务。其中点对点交易将允许用户选择电力来源，即自主选择向清洁能源、煤炭或其他电力生产商购电[1]。美国ConsenSys公司使用区块链技术开发了“Grid+”能源平台，Grid+使用的关键设备是一种实时联网的智能网关，用户从Grid+购买虚拟代币（称之为BOLT币）并存入智能网关，由智能网关管理BOLT币并实时处理电费的缴纳业务。ConsenSys公司指出，2016年德克萨斯州电力零售商购电成本、运营成本约各占终端电价的50%。其中运营成本除了配电运维必要支出外，还包括用户对少数收款坏账的分摊费用和公司财务等部门日常费用。Grid+可以通过避免坏账，减少人力投入等方式帮助电力零售商降低运营成本，让用户以接近批发电价的价格购买电能，在Grid+模式下电力零售商的收入主要由BOLT币利息、交易手续费以及出售智能代理等产生。

在传统模式下，清洁能源认证、碳排放权等需要接受独立第三方机构监督或政府管理机构监管，以杜绝数据伪造问题。通过能源区块链技术提供的共享记录的认证平台，可以有效确保数据可信度，降低认证成本，以此省去中间监管环节。美国纳斯达克（Nasdaq）证券交易所推出使用区块链技术为太阳能电力提供认证服务的LINQ平台，平台将太阳能电池板连接到特定IoT设备，由IoT设备计量太阳能发电并生成相应PV证书，PV证书可以通过LINQ平台销售和购买。

能源区块链技术能为能源项目搭建全周期的融资平台，区块链使用虚拟代币管理资金，通过公开透明的资金流向避免资金挪用风险，项目建成后区块链能够精确记录运营数据，有效保障了投资者收益，提高了投资者积极性。Sun Exchange公司借助区块链技术在南非启动5个光伏发电系统投资项目，投资者可通过Sun Exchange平台购买一定数量的虚拟代币（称之为Solarcell币）对非洲光伏发电设备进行投资，系统建成后租赁给当地学校、工厂等机构即可使投资者获得稳定收益。南非银月计划将基于区块链的智能电表计费系统与融资平台Usizo相连，捐赠者可以在Usizo平台上自行选择学校，向其捐赠区块链代币，后者将使用代币购买电能。

能源区块链能够通过智能合约建立一个自动控制的管理系统，对IoT设备进行实时数据收集和管理，提供用户识别、快速结算等功能，并为希望自主管理能源的客户提供定制化策略。德国RWE和Slock.it公司开发了基于区块链智能合约的电动车充电系统，通过在车里安装虚拟代币芯片使得车辆具备自主管理电费支付过程的功能。

能源区块链能为微电网、虚拟电厂等能源集合体提供控制系统，未来可再生能源电源会越来越多，因地制宜、自适应的能源集合体将成为发展主流，与之同构的区块链也将为其分布式能源等设备提供数据交互基础[9]。澳大利亚Power Ledger公司使用区块链为住宅综合体、商业中心、工业园区等用能单位开发了μGrid微电网平台，μGrid将可控负荷、分布式电源和储能设备等有机结合起来，优化能源调配并避免可再生能源过剩生产，提高了用能效率，并使能源管理单位能够实时监测微网中不同设备用能情况。

总结：

纵观能源区块链的发展历程，可将能源区块链分为三个发展阶段：第一阶段以交易计量、金融结算为特征，主要建设成本降低、风险可控等能源交易系统;第二阶段以分布式能源开发、数字证书等为特征，主要构建新的商业模式;第三阶段产品是以综合能源服务、智能合约为特征，主要提供智慧能源解决方案，推动能源领域消费变革。

参考文献

[1]曹寅.能源區块链与能源互联网[J].风能，2016（05）：14-15.

[2]曾鸣，程俊，王雨晴，李源非，杨雍琦，窦金月.区块链框架下能源互联网多模块协同自治模式初探[J].中国电机工程学报，2017，37（13）：3672-3681.

[3]李彬，曹望璋，张洁，陈宋宋，杨斌，孙毅，祁兵.基于异构区块链的多能系统交易体系及关键技术[J].电力系统自动化，2018，42（04）：183-193.