科技中国杂志

区块链技术正在积极促进能源产业变革

来源:《科技中国》2018年第七期p91-93

日期:2018-07-11

  文/段焕强(中国科学院信息咨询中心)

  区块链作为一种去中心化的数据库技术已经成为当下“ABCD”新潮组合的重要一极(A代表Artificial Intelligence,人工智能;B代表Block Chain,区块链;C代表Cloud Serving,云服务;D代表Data,大数据)。

  很多情况下,大众习惯于将区块链等同于比特币,将其定义为一种纯金融产品,却忽略了区块链技术的本质是一种去中心化、不可篡改、集安全与强制背书为一体的分布式数据库存储技术。

  不管是被誉为超越比特币的第二代区块链技术——以太坊,还是被寄予厚望的企业级区块链平台——Hyper ledger(超级账本),目前都处于开发探索阶段。然而,我们依然可以看到,区块链技术正在各应用领域逐步扎根。

  能源行业正在发生深刻变革,能源互联网、碳交易、电动汽车+智能交通、分布式新能源+储能、智能电网等不断兴起,这些变革和区块链的去中心化、开源共享以及智能管理有着天然的契合性。今天,我们就来谈谈区块链技术如何深刻改变世界能源产业的未来。

  美国学者杰里米•里夫金在《第三次工业革命》中描绘了未来人类生活模式宏伟设想:数亿人将于家里、办公室、工厂等各个场所生产出自己的绿色能源,并在“能源互联网”中彼此分享,如同信息化社会的当下,各种搜索引擎、论坛等发布、分享信息,电子商务买卖商品。

  能源互联网本质是信息技术与工业技术的深度融合,是互联网+能源生产、传输、存储、消费深度融合的产业发展新形态,也是工业互联网在能源领域的实质性落地,既是未来能源行业的发展方向,也是能源革命的实现形态。

  当区块链与能源互联网碰撞后,又能激发出哪些火花?

  1. Trans Active Grid(美国)

  Trans Active Grid建立于布鲁克林微电网(Brooklyn Microgrid)中,由美国能源公司LO3与西门子数字电网公司及比特币开发公司Consensus Systems合作,于2016年4月建立。是全球第一个基于区块链技术的能源市场。

  Brooklyn Microgrid实现了社区间居民的点对点电力交易,允许用户通过智能电表实时获得发、用电量等相关数据,并通过区块链向他人购买或销售电力能源。用户可以不需要通过公共的电力公司或中央电网就能完成电力能源交易。

  相比于从中央电网购买电力,Brooklyn Microgrid不仅能够让社区电力的生产者和消费者之间进行基于区块链的本地能源交易,并平衡当地的生产和消费,还促使交易更加透明,价格更加便宜。那些在自己屋顶上安装太阳能电池板的消费者可以在区块链技术的帮助下将过剩电力回馈到本地电网,出售并直接从购买者那里收到付款。

  2. 高效能源交易社区Conjoule(德国)

  Conjoule平台是一个高效能源交易社区,并获得了东京电力公司(TEPCO)和德国能源公司等投资,于2017年由Innogy Innovation Hub开发并运营,正在为德国不同城市的可再生能源的生产者和消费者,以及电池拥有者和其他灵活性能源提供p2p市场,无需中介机构就可进行交易,且所有交易都会被记录在区块链平台上。在这个平台,可以自由选择他们销售电力的对象,包括当地的公司、学校以及水力公司等。

  3. 以太坊电动汽车充电系统Share & Charge(德国)

  “Share & Charge”区块链平台由Innogy SE(德国能源和天然气供应商RWE的子公司)推出,依靠以太坊网络来运行,在德国已建成几百个基于区块链的电动汽车充电站。

  德国近50000个电动车主中,有92%在自己的家里为电动汽车充电,“Share & Charge”平台在电动汽车上安装智能充电插头。通过在手机上安装充电APP,应用基于区块链的全自动支付系统,以付费方式共享其家庭充电站。一旦用户在平台注册登记了车辆信息,就能把法定货币转到数字钱包里。之后,不管在什么时候,只要他们连接到充电站,以太坊区块链就会把对应的充电费用转给充电站运营商,并将每笔交易记录下来,为实现多样化电动汽车和充电模式统一性交易。不仅提高了清洁能源的运用,还显著降低了Innogy SE的运营成本。

  4. 能源界的eBay(英国)

  总部位于英国的Electron公司,为支持电网运营商和公用事业公司推出的灵活性的产品,利用区块链技术,建立了一个分布式的天然气和电力计量系统,包括资产注册、灵活交易和智能计量表数据保密系统,客户可以在短短15秒内从一个供应商切换到另一个供应商。

  Electron获得了日本能源行业巨头东京电力公司的投资,其终极目标是打造能源界的eBay,并正在建立了一个能源联盟,包括几家英国公共事业公司,比如Baringa、英国电力网络公司(UK Power Networks)、Northern Powergrid,以及Open Energi、EDF Energy和Shell。

  5. 能源区块链实验室(中国)

  2016年5月在北京成立的能源区块链实验室打造了一款低成本、高可靠的碳资产开发和管理的区块链平台,产品以基于区块链的互联网服务为表现形式,提供基于区块链的便利化碳资产开发平台。通过发行以核证碳减排量(CCER)为基础资产的数字资产——碳票,平台将碳资产开发各环节的参与方纳入基于区块链的共享协作分布式可信账本,实现基于区块链的文件和数据传递,以及评审和开发过程中的参与方互动,通过过程重塑,打造碳资产开发高效协作网络。

  目前,能源区块链实验室携手合作伙伴还在开发多款基于区块链技术的能源互联网应用,包括电动汽车账户管理、分布式光伏售电清结算、虚拟电厂考核计划等,覆盖能源生产、配送、消费、交易、管理等多个环节。

  6. 生态系统Energo(中国)

  2016年10月,中国区块链团队Energolabs成立,旨在建立由一系列去中心化能源应用组成的生态系统Energo,其核心是一套基于QTUM和Mirco-grid的清洁能源计量、登记、管理、交易与结算的去中心化系统。

  目前,Energolabs已在东南亚、澳洲开始推广和部署Energo网络。

  7. 万向创新聚能城(中国)

  2017年5月,万向区块链股份有限公司面向全球发起项目招募,将在未来7~10年投入2000亿元在浙江萧山打造一个以新能源汽车和相关制造业为核心的10平方公里的数字城市——“万向创新聚能城”,其区块链应用场景包括分布式能源系统、居民身份与电动车设备ID登记在同一账本上的“共享经济”模式、追踪动力电池及二次回收用作储能电池、智能制造、机机对话、智能家居与智能社区服务等。

  8. 深圳“智能合约,虚拟交易”的分布式电站清洁能源(中国)

  2018年2月,深圳蛇口招商局慈善基金会携手TUV Nord、新能源交易所、熊猫绿色能源集团及华为共同发起的能源区块链项目,将区块链技术应用在新能源领域。分布式电站每日所发出的清洁电力放入能源互联网平台,当用户选择清洁能源时,区块链技术将生成智能合约,直接配对电站与用户之间的点对点虚拟交易,同时TUV为用户出具权威电子证书,证明其所使用的是清洁能源电力。

  9. 北京未来科技城微电网管控与交易系统(中国)

  北京融链科技集团基于区块链技术的分布式数据区块链化装置——融链魔方,可以有效解决实时数据区块链转化、分布存储等问题。继承了该技术的区块链数据基层搭建平台和上层大数据处理平台已经在北京未来科技城神华集团工业园区内落地,能针对能源电力交易、加氢站与FCVs(Fuel Cell Vehicles,燃料电池汽车)、智慧能源与智慧电网等不同场景提供智能化的数据处理方案,实现了对整个项目安全、精准、高效的数据监管。

  10. 其他(中国)

  2018年3月30日,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,成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。

  2018年4月3日,国家电网向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”的专利申请正式对外公布。该项发明涉及一种能源互联网系统,目的是解决如何克服能源互联网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的问题。

  目前来看,区块链在中国能源产业领域的落地并不受限于技术的落后。事实上,中国能源系统的信息化水平和产业技术实力接近甚至超过部分发达国家。中国能源领域的区块链技术创新最起码与国际先进水平齐头并进,处于“跟跑”阶段。

  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,设备的普遍智能化和互联化将和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,基于区块链的智能合约,其作用并不仅仅是为解决能源系统中的交易摩擦提供了重要途径。

  毋庸置疑,放眼全球,区块链技术正在高速发展之中,并将在能源领域有更多应用实践创新。GTM Research最新发表的《2018年区块链在能源领域的发展》对目前全球范围内区块链在能源领域的未来发展做出了四个预测:针对区块链进行的能源设施投资将呈现增长态势;能源设施将进入试点阶段;能源批发贸易将努力实现商业化部署;商业模型将实体化。