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区块链技术对能源行业有什么影响?

能源行业的进化从未停止,随着技术的进步和产业的发展,新能源生产和应用正在各环节上替代化石能源。在生产端,风电和光伏的平价上网目标已经不再遥远。在消费端,电动汽车替代汽柴油汽车的进程虽然刚刚开始,但却方向明确,而“能源互联网”概念的提出就是为了应未来能源行业发展的新趋势。

新生态带来的不仅仅只是机会,伴随而来的还有挑战。在新一轮能源革命中,解决的不仅仅是能源从哪里来的问题,还有能源由谁生产和由谁管理的问题,以前中心化的集中生产、集中调配、集中规划的能源行业大一统模式可能会在新能源为主导的时代中发生剧烈调整。

新的能源产业生态的具体表现为分布式、随机性、互动性、参与性、市场化等特征,如何面对在范式调整过程中发生的一系列挑战目前并没有特别好的解决手段。

他山之石可以攻玉,起源于数字货币领域的区块链技术有潜力成为应对未来能源互联网新生态挑战的重要技术解决方案之一。区块链技术的分布式、透明性、公平性以及公开性与能源互联网理念相吻合,其在能源互联网中的应用也将进一步推动能源互联网的建设。

作为一种分布式共享数据库技术,区块链技术的核心功能就是不依靠中心或者第三方机构,保障数据的真实可信,打破信任壁垒,极大降低业务开展需要的信任成本,促进业务的高效开展。

区块链技术同能源互联网概念有较强的内在一致性。从本质上来看,能源互联网同区块链技术都必须构建于普遍的智能设备物联网之.上。近几年,随着电子产业和信息产业的技术进步和飞速发展,能源产业价值链的生产、配送、存储、消费价值环节上的各类设备正在迅速地从机械设备和模拟设备升级替换为电子设备和数字设备。未来,在能源互联网时代,这些数字设备将进一步通过物联网实现广泛互联化,通过高性能嵌入式设计获得本地智能,通过物联网获得云端智能,构成基于互联网的集群智能设备物联网络。

此外,随着物联网的进一步发展、“互联网+”商业模式在能源产业的创新普及,以及能源市场的深入开放,不仅仅只有能源生产和配送设备(如发电机组、输配电设备)才可以实现局域网互联和智能互动,能源产业的生态化和互联化将向士量能源消费设备拓展,譬如各类家用电器、电动汽车、工业用电器。

设备的普遍智能化和互联化将与能源互联网的发展互为表里。而区块链技术同样强调价值网络参与主体的物联化和智能化,对于区块链的智能合约,其作用并不仅仅如其字面所显示,只能实现实体或者数字资产交换功能,其真正作用在于基于区块链的不可篡改和集体共识特征,预先写入的代码可以在无人干预或者少人干预的情况下直接调用区块链上的数据,执行所有可以计算的逻辑功能并输出结果和执行功能。

因此,智能合约的真正意义是为区块链上各主体间的互动提供智能化规则,并且可以在无人参与的情况下实现各种复杂逻辑功能,这种特征称为图灵完备。从这个角度上来看,如果要实现完全的无人化智能,能源互联网的智能设备网络离不开区块链技术的帮助,尤其是布置在区块链上的智能合约技术。从具体特征角度来看,区块链技术也与能源互联网的特征一一对应。

区块链技术对能源行业有什么影响?配图(1)

1、开放

在能源互联网中,取决于开放式体系结构,信息可以随时随地接入与获取,可再生能源、储能以及用能装置可以“即插即用”。基于区块链技术,尤其是公有链技术,节点的加入几乎完全开放,任何个人和设备都可以加入公有链网络并参与记账和交易。此外,在公有链网络中,整个系统的运作规则是公开透明的,对于参与者来说所有数据内容也是相对公开的。

2、分享

类似社交网络的信息分享机制,在能源互联网中能量交换就近、实时、动态进行,以分散式的局部最优实现全局能量管理的调度优化。在区块链中,信任来自于节点之间的信息分享,整个系统通过分布式数据库的形式让每个参与节点都能获得一份完整数据库的拷贝;并且区块链构建了一整套协议机制,让全网络的每个节点在参与记录数据的同时也参与验证其他节点记录结果的正确性。只有当全网大部分节点(甚至所有节点)都确认记录的正确性时,该数据才会被写入区块,因此,区块链系统可以看作一个信任分享体系。

3、对等

同传统电网自顶向下的树状结构相比,能源互联网的形成是自下而上的能量自治单元之间的对等互联。在区块链中,整个网络没有中心化的硬件或者管理机构,任意节点之间的权利和义务都是均等的,且某一节点的损坏或者失去都不会影响整个系统的运作。

4广域互联

在能源互联网中,不仅能源生产端和消费端将实现互联,能源生产端和生产端、消费端和消费端也需要实现广域互联。并且,不同形式的能源可以实现转换和互补,带来资源配置的广泛性。不同于传统网络系统,区块链采用P2P技术,所有节点两两互联,实现了绝对意义上的去中心化。

区块链和能量之间的关联通常是负面的。“比特币区块链是如此浪费电力,”或者论证说,“如果它被大规模使用,它将把全球变暖推向危险的水平。” 发表在有影响力的期刊“自然”上的研究支持了这一警告。然而,如果我们要超越比特币,很明显,能源行业越来越多地使用区块链。

从它们在能源交易中的应用到它们在微电网中的结合,分布式分类账使一系列新的交易和系统成为可能。通过使微型供应商能够快速轻松地为网络供电,他们正在增加能源行业的分散化,消费者可能会看到他们的账单因进入而变得更便宜。

类似的影响有望成为允许能源巨头使用区块链相互交易的结果,因为效率和安全性的提高有望以低能源价格的形式传递给消费者 - 尽管能源公司总是存在风险只会为自己获取更大的利润。

区块链在能源行业中最令人兴奋的用途 - 以及最符合分散化整体精神的一个 - 出现在微电网的背景下。甚至在比特币和区块链之前,这些网格已经按照定义分布,包括较小的能源生成源(例如,风力涡轮机,太阳能发电场),它们在局部网络中连接在一起,以便提供不依赖于集中发电厂和公用事业公司

然而,虽然Navigant Consulting预测微电网市场到2030年将增长到300亿美元左右,但近年来预计增长实际上已停滞不前,Navigant的研究主管Peter Asmus 在8月告诉 Microgrid Knowledge,“整体支出正在下降“相对于2014年的预测。幸运的是,区块链和分布式分类帐技术将在未来几年内有助于启动该行业的增长,因为它提供了超过交付微电网的其他方式的许多优势。

首先,区块链技术的使用有望增加构成微电网的众多能源,供应商和客户之间的互操作性。特别是,能源网络基金会(EWF)正在追求这一目标,这是一个国际非营利组织,根据其营销总监Peter Bronski的说法,它正在将区块链技术引入能源行业的所有领域。

“EWF实际上正在建立一个核心区块链 - 与以太坊类似但非常重要 - 专门针对能源行业和行业独特的监管,运营和市场需求:能源网络链,区块链为能源部门提供了重要的网络安全和权力下放优势,这并不奇怪。在全球范围内,能源部门正在从集中电网向相对较少数量的超大型发电厂转型。拥有数十亿连接设备,如屋顶太阳能电池板,电池,智能恒温器,电动汽车等,这是一个分散的低碳电网。区块链,特别是能源网络链,非常适合帮助管理未来的电网。 “

已经在测试阶段发布并期望在2019年第二季度出现其成因块,Energy Web Chain为微电网提供的优势之一是能够使用智能合约来有效监控(可再生)能源的生产和分配。“例如,每当风力发电厂或太阳能发电场等大型可再生能源发电机产生兆瓦时的清洁电力时,就会触发可再生能源证书(REC)的产生,”Bronski解释道。“REC的创建和所有权跟踪是区块链技术的一个很好的用例。”

区块链技术对能源行业有什么影响?配图(2)

这证明了EWF及其能源网络链的承诺,许多大公司已经签约使用并与平台合作。11月,西门子加入 EWF成为会员,而基金会也将Shell,E.On,Centrica,Engine和Iberdrola等公司列为附属公司。正如西门子数字网格的Stefan Jessenberger向Cointelegraph解释的那样,区块链不仅可以提高安全性和效率,还可以改变能源公司和生产商的运营方式:“我们认为外汇返佣http://www.fx61.com/,区块链技术可能会彻底改变DERs [分布式能源],电网运营商和市场以安全,高效和透明的方式进行互动的方式,同时也能实现新的商业模式。特别是与人工智能相结合,先进的预测算法以及资产的地理信息的使用,该技术提供了有前途的能力,以实现能源和灵活性的自主交易,同时结合DER和负荷的位置值。

除了提高效率和透明度外,创建新业务模式的一个关键因素是区块链能够快速支付小型能源生产商对网格的贡献。

例如,9月份,澳大利亚公司Vicinity Centers 宣布将开始使用基于区块链的交付平台,用于在澳大利亚各地的购物中心运营的小型能源网络。该平台由Power Ledger建造,它将使Vicinity的商场向附近的居民和消费者出售能源。为此,该平台将利用其原生的Sparkz令牌,这是一种ERC-20令牌,使生产者和客户能够彼此进行“ 无摩擦 ”交易而无需依赖中间人。

除了为生产者提供安全的交易记录和奖励外,区块链技术还将以其他方式为能源行业提供服务。其最重要的用途之一将是能源市场领域,其中石油,天然气,煤炭和其他能源在生产商,分销商和金融机构之间进行交易。

Vakt在这里经营,于2018年6月成立,旨在为包括能源在内的任何可交易商品创建“交易后处理平台”。11月,它推出了第一个可用平台,暂时允许记录石油交易,但Vakt计划将其扩展为“所有实际交易的能源商品”。

对于刚刚推出其首款产品的公司,Vakt拥有一些知名用户 - 包括英国石油公司,壳牌公司,Equinor公司,Gunvor公司和Mercuria公司 - 这些公司都将Vakt的平台与其内部系统并行用于记录交易。后交易平台将运行在摩根大通的Quorum 区块链上,该区块链基本上是以太坊的许可版本,允许私人 - 以及公共 - 智能合约以及零知识证明。这使得任何不希望向全世界广播其购买和交易价值的企业都很方便,而Vakt本身则宣称其平台将通过提供细节提供高达“40%的运营节省”。在共享分类帐上。

在推出的时间上来讲,壳牌公司的交易和供应执行副总裁安德鲁·史密斯解释说从广义上讲,他预计blockchain高科技带来的行业是什么。“数字化正在改变能源价值链的运作方式。这是一个激动人心的时刻。与我们的同行和一些行业的主要参与者合作是结合市场专业知识和实现创建数字交易平台所需规模的最佳方式。我们都做生意的方式。最终目标是提高速度和安全性,从市场参与者到客户的整个供应链中的每个人都受益。“

根据该组织10月份在该网站上发表的一篇文章,Komgo正在建立一个与Vakt非常相似的东西,这是一家总部位于瑞士的“世界上最大的十五家银行和商品公司”联盟。有趣的是,Komgo包括一些与Vakt相同的公司(例如,壳牌,Gunvor,Mercuria),这表明能源行业对于采用某种基于区块链的系统来处理能源商品交易非常感兴趣 - 并且目前正在尝试不止一个,以确定哪个最佳。事实上,它将与ConsenSys合作 - 构建基于以太坊的应用程序和平台 - 表明它正在利用大量已有的区块链架构知识。

但是像区块链技术一样对能源行业来说似乎很有希望,在分布式分类账成为该行业不可分割的一部分之前,必须要克服许多挑战。

当前的能源供应链模式

如今的全球电力市场价值2万亿美元,由少数大型参与者控制。能源公司倾向于以尽可能高的价格卖掉更多能源。

电力市场形成的本质使其向去中心化发展,越来越多的个人和企业通过可再生能源生产自己的能源。然而,他们仍然把这种能源再卖给大型能源公司。

能源市场的现存模式有四个主要问题:

中心化——少数大型能源公司服务数百万客户——受价者。

透明度——市场流动性差,而且由金融经纪人控制。电力在能源公司或银行之间进行场外交易,因此对能源用户来说没有透明度。

缺乏节约能源使用的动力——能源公司通过销售更多能源来赚钱,所以它们不鼓励用户改变行为。

缺乏竞争——进入该领域的壁垒很高,监管的复杂性和进入市场的高成本是全球所有主要电力市场垄断经营的两个主要原因。

消费者在控制能源生产和分配方面表现出了更多的渴望。许多国内消费者现在既是电力生产者,又是电力消费者,例如通过屋顶太阳能电池板或风力涡轮机生成能源。这主要是由于他们受到了金融和环境问题的激励,并且对大型能源供应商的信赖度低。

英国能源监管机构OFGEM表示,“我们会看到更多的消费者摆脱传统的实用新型,转而采用社区计划或点对点交易安排来提供能源需求。”

区块链技术对能源行业有什么影响?配图(3)

未来能源模式

区块链和智能合约的出现将对能源市场的经营方式及向消费者提供价值的方式产生巨大影响。

此外,人工智能(AI)和物联网(IoT)的进步,智能电表、电动汽车(EV)、可再生能源和清洁能源的引进以及向智能城市迈进的变革将创建一个智能电网并改变我们生产和消耗能源的方式。

智能电网将能够连接消费者,他们会通过对等网络为有需求的人生产并存储能源,同时避开公用事业公司。所有交易将被安全且可见地存储在区块链上。

在这种新模式下,能源公司本身不一定会被取代,但是他们的商业模式将被迫适应新经济。

“首先,必须解决技术挑战,例如可扩展性,互操作性,能源效率,”Stefan Jessenberger说。“其次,必须调整相关市场的监管和法律框架,以充分利用未来基于区块链的能源系统提供的潜在效率增益。”

从技术方面来看,可扩展性是这里最大的问题,尽管上面调查的平台都认为他们正在制定可行的解决方案。

“EWF和我们的90多家会员正在积极设计能源网络链中的解决方案,以解决我们认为对整个能源行业广泛采用非常重要的已知变量,”EWF的Peter Bronski解释道。“举几个例子:a)我们正在使用基于证据的证明方法来达成共识,因为我们认为,在高度监管的能源部门,验证者监督的程度将非常重要,特别是对监管机构而言。同时,Energy Web Chain是一个开源的公共区块链,我们还在构建可以将敏感信息保密的功能,这样只有经过批准的参与者才能访问机密数据。

关于权威证明(PoA)共识机制和隐私选项如何提高可扩展性,可能不会立即显而易见。但是,由于PoA避免了工作量证明(PoW)的密集加密计算,因此使用它的任何链都可以达到更大的容量。类似地,能源网络链的许可方面意味着并非链条产生的所有信息都将被广播给每个参与者,这一特征再次避免了大量过多的计算。

虽然这些特定功能仅由一个区块链实现,但大多数其他与能源相关的平台同样绕过PoW以实现更具可扩展性的结果。因此,即使基于区块链的能源网络在广泛使用之前还有很长的路要走,他们看起来越来越准备好处理这种用途。

据行业媒体分析,进军能源领域区块链初创企业数量的迅速增多,表明能源行业正越来越重视区块链技术,与此同时,越来越多企业在区块链能源试点项目上的成功,反过来也吸引了更多风投公司的加入,甚至许多传统的公用事业公司也对投资区块链业务产生了浓厚的兴趣。

根据GTMResearch的调查,区块链在能源领域的应用,目前主要集中在能源互动、能源计价、资产货币化、能源安全等方面。在其调查范围内,有超过半数的资金投注于能源互动领域,经营该业务的在122家初创公司中占94家,包括分布式能源管理、分布式能源交流、分布式能源交易、需求反应(DemandResponse)、电动车充电、电网弹性调控、住宅能源管理系统(HEMS)及大楼能源管理系统(BEMS)、批发电力市场交易等应用。

此外,中国国家电网公司正在探索用区块链技术来推进“能源互联网”计划。去年11月,国家电网向中国国家知识产权局提交了一项名为“关于区块链的电力交易管控方法及装置”的专利申请。4月3日,这项申请正式对外公布。

早在2016年之前,“能源互联网的规划、运行与交易基础理论”已经被相关文件界定为“智能电网基础支撑技术”项目下的基础研究类题目。该项目的实施周期为5年(2016年-2020年)。

据申请文件介绍,大量产消者接入能源互联网将会产生电力等能源的双边交易。目前对于双边交易的管理包括中心化机构管理和去中心化机构管理两种技术方案:

其一,应对双边交易管理需建立一个中心化机构,对交易信息进行集中管理,但存在运行成本高、安全性差以及用户隐私难以保证的问题。其二,去中心化的机构管理的技术方案却不可平衡电力市场交易主体之间信任性差的问题。

因此需要一种能够克服中心化机构管理方案中运行成本高、安全性差以及用户隐私难以保证等问题的解决方案。而区块链技术正成为了国家电网考虑问题的解决办法之一。

除了国家电网,国企中的另一个巨头——中化集团,最近也盯上了区块链技术。据新华社4月2日报道,中化集团下属中化能源科技有限公司成功用区块链技术完成了一船从中国泉州到新加坡的汽油出口业务,并为全球第一单有政府部门参与的能源贸易区块链应用项目。

本文来源于陀螺财经专栏作家:大兄弟的区块链,大兄弟的区块链简介:什么魑魅魍魉妖魔,什么妖魔鬼怪,什么美女画皮

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