能源系统中的区块链：概念应用与展望

智能系统中的区块链来自Ulam乌拉姆00:0011:44

第一篇论文已经讲完，现在我们换一篇论文《能源系统中的区块链: 概念、应用与展望》

美国著名学者杰里米!里夫金在其著作《第三次工业 革 命》 一书中首先提出了“能 源 互 联 网” ( Energy Internet) 的概念和愿景，在国内外引起了广泛关注。文献［2］给出了能源互联网的初步定义: 能源互联网是以电力系统为核心，以互联网及其他前沿信息技术为基础，以分布式可再生能源为主要一次能源，与天然气网络、交通网络等其他系统紧密耦合而

形成的闭环运行的复杂多网流系统。能源互联网将改变传统的电、热、冷、气等能源“平行流动”的状况，实现在生产、输送、存储、消费等各个环节的耦合，使得不同形式能源在诸多环节可相互转化，实现多流网络的协同运行。能源互联网不仅可在工业系统中应用，也可在居民区甚至家庭内实施。到目前为止，对能源互联网的研究总体上尚处于理论研究和架构设计层面，真正运行的能源互联网尚很鲜见。

能源互联网可实现能量与信息的高效传递，但能源行业的价值链并没有打通，源、网、荷、储等多个环节还未能深度融合，各个环节之间的交易存在广泛的摩擦。随着能源互联网中的分布式电源、储能、电动汽车、电转气等设备的快速发展，能源消费者可能同时成为生产者，参与者的身份逐渐多元化。能源互联网因参与主体多，系统复杂性强，以及身份的模糊性、资源的多样性及分布性等特性，导致能量流、信息流、资金流的流向复杂，在能量流动和价值流动过程中交易管理等成本大大增加。以电力市场环境下的电力调度为例，调度中心一直被人诟病采用的调度方式不公平、不透明; 事实上，即使调度是公平的，外界也不会相信，这种信任问题是中心化调度方式所导致的。如何适当监督调度机构并要求其披露相关信息给市场参与者，以便让参与者信任调度中心，是一个相当困难的问题。能源互联网可以实现能量与信息的高效传递，但参与主体之间存在的信任问题会给交易带来很高的附加成本。

区块链基于密码学原理解决交易过程的所有权确认问题，保证交易系统对价值交换活动的记录、传输、存储结果都是可信的。区块链记录的信息一旦生成将永久记录，且无法篡改。区块链被认为是继大型计算机、个人电脑、互联网、移动/社交网络之后计算范式的第 5 次颠覆式创新，是人类信用进化史上继血亲信用、贵金属信用、央行货币信用之后的第 4 个里程碑。

区块链目前主要应用于金融业，不过国内外已开始研究“区块链 + 能源”并取得了初步成果，尚处于概念证明阶段或前期研究，没有商业化应用报道。Grid Singularity 公司开发了能源支付捐赠平台，捐助者可将钱直接发送到比特币驱动的预付费电表，无须通过中介组织，保证捐赠款不会被挪用。能源公司 LO3 和 区 块 链 公 司 ConsenSys 一 起 开 展 了

TransActive Grid 项目，验证了基于区块链技术的分布式 P2P 能源交易可成功将居民家中太阳能板产生的过剩电能卖给邻居。目前，西门子公司的 next47部门也加入了 TransActive Grid 项目。德国 ＲWE 与区块链公司 Slock． it 合作研发出基于区块链技术的电动汽车支付系统 Block Charge，用户直接与机器，而非与人或公司签订合同。美国的 Filament 公司计划在澳洲利用区块链技术和物联网技术，通过在电线杆上装设的传感设备，将其数据通过区块链传输出去，以及时报告停电隐患。在物联网中，Filament 采用无线传感器组件，使

各个智能设备进行独立沟通和交互。同时，这些智能设备还能进行价值交换，包括比特币、数据和网络接口在内的多种内容都能进行交换。另外，设备间的交易是由智能合约直接管理的，因此是自动执行的。美国的 IDEO CoLab 采用区块链技术和物联网设计了基于区块链技术的太阳能电池板设备，利用 Filament的接口直接与纳斯达克平台联系，在追踪记录发电量的同时自动形成可再生能源证书/补贴( ＲECs) 。这可以激励可再生能源市场的发展，并保证 ＲECs 市场的透明性。国网浙江省电力公司电力科学研究院承担了国家电网公司第一个区块链科技项目，是国内最早将区块链应用于能源互联网的科研机构。万向区块链实验室将投资 2 000 亿元在杭州建设新聚能城，在云端使用区块链技术，来重构“数字化城市”，建设集物联网、互联网、车联网于一体，以研发、孵化、转化、生产、运营为生命全周期，以智能生活、智能交通、智能服务为内容的万物互联互通的智能城市。

能源区块链实验室将建成能源区块链主链，发行以 核 证 碳 减 排 量 ( Chinese certified emission reduction，CCEＲ) 为基础资产的数字资产即碳票，并以碳票为应用结算单位。介绍了碳排放权认证、信息物理系统安全、虚拟发电资源交易以及多能源系统协同等应用场景。

区块链技术在金融等行业已有较多应用，且有些已经商业化。本节对区块链技术在能源领域的应用进行展望

当市场收益随着经济向好逐渐增加时股市就会上涨同时人们会根据现有的趋势抱有对未来更好的预期继续增加投资热情，随着经济周期的高涨过程投资热情同样高涨，任何东西，只要需求增加价格就会上涨表现出来的往往是股票价价格在经济复苏和上行过程中高于市场收益所得到的理性价格。

1、P2P电力交易

TransActive Grid 项目考虑邻近电力公司之间的电力交易，把电力当作普通商品来处理，未考虑网络安全约束。在 P2P 电力交易中考虑安全约束，并进行阻塞管理; 不过，该文认为在缺乏中心化机构管理的情形下，电力市场交易主体之间存在信任问题。事实上，区块链的主要特征就是提供了信任机制，如果讲在区块链上进行交易存在信任问题，那只能说明区块链设计得不够合理。另外，该文提出的弱中心化机构和传统的中心化机构的主要区别在于

能够更好地保护用户隐私，不过该文所述的弱中心化交易机构需要设置进入门槛，从而就需要一个身份认证中心，这样的身份认证中心仍然面对隐私泄露风险。因此，从隐私和安全校核的角度来看，采用区块链技术开发电力交易平台未必合适。P2P 电力交易的思路摈弃了交易中心模式，笔者认为在 P2P 交易框架下如要考虑安全校核，交易就必须程序化且软件代码公开，这样才符合区块链的思想。P2P 电力交易的理想应用场景为含有分布式电源和/或储能等有供用双方且可以形成自治的微网环境。考虑到电力系统的安全性要求，主网的电力交易不适于采用 P2P 交易模式。

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编译者/作者：ULAM

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