能源数字化之问：从能源互联网到能源区块链

能源是一个古老而又厚重的行业，区块链则是一个颠覆性的新兴技术。能源与区块链的碰撞颇有跨界的意味，那它们两者叠加在一起会撞出怎样的火花呢？

平行线相交：数字化为能源区块链提供机遇

2009年比特币问世之后的若干年里，可以说能源行业与区块链技术的发展就像两条独立发展的平行线。一方面，无论是传统的煤、油、气，还是以“可再生”属性安身立命的光伏、风电、生物质，都是在区块链技术出现以前就存在并正常运转了多年。另一方面，对于区块链技术而言，在很长的时间里都只是比特币这种点对点的电子现金系统中非常默默无闻的底层技术，在更多的应用场景被发掘之前，区块链几乎只是依附于比特币不断攀升的币价而博得关注的附属物。

能源的数字化革命为能源与区块链这两条平行线的相交提供了历史性机遇。在以PC作为数字入口的互联网时代，以及智能手机作为入口的移动互联网时代，数字化浪潮重塑了人们的生活方式，从社交、购物、出行，再到支付、新零售等等。被颠覆的不只是消费者，还有商家、企业和行业本身。

对于能源企业而言，数字化被视作实现传统能源行业转型升级并重新焕发生机的重要驱动力。

首先，由于气候变化和环境保护的双重要求，传统的以煤炭、油气等一次能源为主体的能源结构正在逐渐向基于电力系统的光伏、风电等二次能源调整转型，而电力系统相比化石能源在本质上具有更契合数字化的先天优势。

其次，人工智能、大数据、云计算、物联网等技术的快速发展迭代为传统行业的数字化提供了完美的网络和算力基础设施，客观上为数字化的崛起扫清了技术层面的障碍。

最后，传统行业在互联网时代遇到的商业瓶颈也迫使从业者们重新审视发展之道，优先踏入数字化的领域企业带来的竞争优势倒逼周边的其他从业者开始转型，传统能源行业开始向数字化敞开大门。

数字化推进：从能源互联网到能源区块链

在此背景下，“互联网+”智慧能源战略及示范项目的落地是中国推动能源系统转型的重要一环，也是能源数字化的先行者。2016年2月29日，国家发改委发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，旨在促进能源与现代信息技术深度融合，推动能源生产管理和营销模式变革，重塑产业链、供应链、价值链。同年8月18日，国家能源局组织实施“互联网+”智慧能源示范项目。 

一方面，“互联网+”智慧能源意味着能源生产的智能化和数字化，引领“源—网—荷—储”协调发展、智能集成、多能互补成为未来能源互联网的发展趋势。另一方面，这也催生了基于分布式能源、智能微网的新型商业模式，为日后实现更广泛、更灵活的能源交易和补贴模式提供了有益的尝试。 

借助国家能源转型的东风，能源企业和互联网企业都曾分别尝试从各自的角度推进能源互联网。

从风机硬件制造起家的远景试图将其形象定位为能源互联网首倡者及头部玩家，选择以输出能源互联网操作系统的策略获得“大一统”的江湖地位；协鑫、汉能等光伏企业则是在自身持有的电站上嵌入基于物联网、大数据和云平台的互联网化的运维监控集成管理系统。同时，BAT这样的重量级互联网企业也纷纷入局，如腾讯与中广核签署协议，以“互联网+清洁能源”为核心，开展包括混合云、全球协同通信、微信企业号、互联网金融等方面的合作；阿里则是在光伏组件生产端发力，天合光能宣布引入阿里云ET工业大脑，用于寻找更优生产工艺，以提升电池片光电转化率。

如果说“互联网+”智慧能源战略是中国能源数字化转型开端的话，区块链+能源则是能源数字化的进一步求索与尝试。能源互联网踌躇多年未能实现宣称的“颠覆”，归根结底是它仍旧只是现有中心化能源系统的数字映射，其实质是将原有的能源数据电子化和互联网化了，体现为能源管理系统的操作平台化和能源产品的电子商务化，仅仅是业务层和终端交互方式的变化，并没有带来能源行业生产关系的革命。这就好比支付宝和微信支付都只是服务于国家法定货币的电子化支付手段而已，并没有带来真正意义上的数字货币革命。而区块链技术的兴起，终于让能源互联网的愿景更加接近实现。

区块链所做的是利用去中心化的分布式账本技术，通过智能合约、共识机制、加密算法等，在商业信任、价值传递、交易清结算等多维度解构现有的能源生产和消费模式，并搭建新的能源商业体系的底层构架。第一，未来能源互联网中各节点都可以成为独立的产销者（prosumer），以去中心化形式互相交换能源流、信息流、价值流，同时各主体平等分散决策，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。第二，区块链技术不可篡改的特征使得多元化的能源市场中无需第三方的信任机制即可实现信任点对点的价值传递。第三，基于区块链公链开发的智能合约功能可以使合约的执行变得智能化和自动化，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。

创新性尝试：不可盲目排斥也不应盲目乐观

能源区块链在能源价值链的多个环节都可以发挥作用。一方面，区块链技术服务于能源资产的生产开发，因为无论对于能源资产的资产证券化，还是对于绿色能源的碳资产开发，都可以通过区块链技术进行资产登记、溯源、流转，既可以大幅提升效率，同时又降低交易成本。另一方面，在能源消费端，电动汽车的充放电、分布式能源的就近交易也可以通过区块链底层技术来开发相关应用。此外，区块链技术在储能、需求侧相应、LNG方面的探索应用的进展也较为积极。

目前，全球范围内涌现出了许多能源+区块链的应用。例如，澳大利亚的Power Ledger项目试图构建去中心化的能源交易平台，鼓励更多人进行可再生能源的生产，把能源输送进入网络，并获得公平的回报。芬兰的Fortum项目建立能源局域网中各主体之间的智能合约模型，使响应主体能够依照设定的算法实现自动响应系统提出的补偿需求。在中国，成立于2016年的能源区块链实验室是中国最早一家专注于用区块链技术实现能源资产数字化和推进绿色金融服务的科技企业，目前涉及的三大类应用场景包括资产证券化（ABS）、碳资产开发（CCER）、绿色消费社区（GC）。

毫无疑问，区块链当前的迅猛发展正在深刻改变着能源行业，但需要指出的是，区块链绝不是万能的。在不断有区块链项目出现的同时，也不断有区块链项目倒下。

集中式的能源生产企业比去中心化的生产者具有更低的边际生产成本，再加上电力本身是同质化的产品，难以通过品牌、营销等手段实现产品的差别化。因此，尽管从概念层面来说区块链与“隔墙售电”有先天的契合属性，但在实际操作中消费者可能并不买账。例如，纽约布鲁克林区的LO3Energy项目——一项基于区块链技术开发的局域能源交易系统，并没有取得很好的效果，因为只要电网的价格和安全性能够保持稳定，普通消费者就仍会倾向于将传统电网企业作为其交易对手方。总之，能源与区块链技术的结合是一种有益的创新性尝试，前期在发掘应用场景的过程中可能会有一些试错成本，我们在看待能源区块链这一新生事物时应保持积极探索的态度，既不能盲目排斥，也不应该盲目乐观。

区块链在能源互联网中的典型应用

区块链技术在碳排放权认证方面的应用

区块链能够为碳排放权的认证和碳排放的计量提供一个智能化的系统平台。

在碳市场中，最重要的就是各个控排企业的碳排放数据、配额和CCER的数量、价格以及数据的真实性和透明性，中心服务器无法对数据安全做到一定保障，而信息的不透明也让很多机构和个人无法真正参与进来。这些问题都可以运用区块链技术来解决，通过这项技术，每吨碳及每笔交易信息都可追溯，避免篡改及信息不对称。

同时，传统碳资产开发流程时间长，涉及控排企业、政府监管部门、碳资产交易所、第三方核查和认证机构等，平均开发时长超过1年，而且每个参与的节点都会有大量的文件传递，容易出现错误，影响后面结构的准确性。

区块链刚好可以解决这个问题。通过多节点的网络，记录可以共享，这不仅提高了时效性，也保证了准确性。如果将碳资产开发方法编译为智能合约，那么各个控排企业的碳排放资产额度还可以进行自动计算，整个流程变得透明、公开、准确。这不仅可以减少碳资产开发时间，还可以提高碳资产生产效率，降低生产和管理成本。

IBM已经和中国能源区块链实验室一起宣布要打造全球第一个区块链“绿色资产管理平台”，用这个平台来支持低碳排放技术，并且可以促进信息的共享化和透明化，缩短碳资产开发的时间周期。

区块链技术在多能源系统协同方面的应用

区块链能够为多能源系统提供一个去中心化的系统平台。

在分布式能源运营中利用区块链分布式算法建立分布于各个节点的分布式数据库与记账机制，通过互联网实现全网数据同步，通过功能维度、对象维度和属性维度来最大限度匹配分布式能源体系的特点。解决交易计价、风险测量、损耗评估、调度策略和结算等方面的技术瓶颈。

分布式能源运营区块链可以保存所有节点和网络重要参数的数据，如电力/电量流向数据、调度数据、解算付费数据等。

区块链能够辅助实现用配电的分散化决策。分散化决策取决于分布式能源体系各个节点和调度模块的互相协调，可确保整个系统始终处于高效运转的水平。实现模式多模块协同自治，决策数据基于区块链记录，决策机制由人工智能机器给出并通过物理网联动执行设备完成。

区块链上的能源交易不涉及共同对手方的问题，因此很大程度上解决了交易信任度，降低了信用风险，也提高了能源交易主体的公信力。区块链上的能源交易形成形形色色的“能源区块”，区块记录的数据包括流向数据、调度数据、计费解算和节点信任度评估数据。数据统一封装分布记录保存在链上，数据一旦上链即具有不可篡改性、可追溯性和非对称加密特性。

区块链技术在虚拟发电资源交易方面的应用

区块链能够为虚拟发电资源的交易提供成本低廉、公开透明的系统平台。

在区块链系统中不存在集权的中央控制，所有节点都可以部分或全部备份区块链中的信息，任意节点的数据丢失不会影响到系统的正常运行，因此在数据存储上有很强的鲁棒性和可靠性。

未来各种分布式能源和分布式电源会越来越多，虚拟电厂以及相关发电资源的交易会更加频繁，自适应、去中心化的能源调度将成为主流，与之同构的区块链也将为分布式能源提供强鲁棒性的数据交互基础。

区块链系统由网络中所有的节点共同运行和维护，并使用特定的激励机制来保证分布式系统中所有节点均参与信息交换过程。这种运作模式，为同样由众多分布式能源构成的虚拟电厂的运行调度提供了有益参考。

此外，区块链去中心化的本质有助于解决物理信息系统中面临的部分安全问题。