能源+区块链:带给世界怎样的想象-中国石化报-手机知网

新闻来源    2018年04月25日 07:04

能源+区块链:带给世界怎样的想象-中国石化报-手机知网

能源+区块链:带给世界怎样的想象

2018-04-25

      编者按:今年以来,一项颠覆性的技术引起市场和人们的瞩目。这个主角就是——区块链。它以去中心化为重要特征,试图解决中介信用问题,未来可能会彻底改变人类社会价值传递的方式。区块链的应用已渗透多个领域,而当能源遇到区块链,会碰撞出什么样的火花呢?
      现在,当我们提及能源领域的商业模式时,很容易想到区块链的概念。区块链技术在能源领域的想象空间有多大呢?
      在能源领域的三个畅想
      总的来说,区块链在能源领域的应用主要有以下三个方面:电力、生态系统和能源智能化调控。
      1.电力:分布式电力共享
      区块链的重要特征之一就是数据的不可篡改性,而区块链在电力领域的应用和这一特点是密不可分的。
      区块链技术的使用将使每1千瓦时电的“前世今生”都被记录在区块链网络上:
      比如,某千瓦时电于某年某月产生于某核电站,经过某条线路输送到我们的家里,在使用了几个小时的灯泡后这千瓦时电消耗光了,这些信息都将实现透明化。
      所以,未来“区块链+电力”可能会有以下几种发展方向:
      ①每1千瓦时电都有迹可循
      这可以从根源上杜绝偷电、漏电现象,因为当一切行为都被记录在一个不可修改的账本中时,任何无中生有或是突然消失都会被作为异常情况处理。
      ②与邻居交易剩余的电
      我们现在的电力系统其实已经有智能化的影子,购电和断电都可以经由智能化的电表来完成。而去中心化的区块链技术可以让我们和邻居交易剩余的电能。
      未来我们可以针对每一千瓦时电建立一个数字映射关系。
      比如在家里装个太阳能发电器,每天产生1千瓦时电,但我们每天只使用0.5千瓦时电,剩余的0.5千瓦时电就会归集到总网络中,隔壁的邻居想要用电的时候就可以直接选择与我们交易。区块链让分布式的能源共享成为可能。
      2.交互监督与信任的生态系统
      基于区块链、物联网、大数据三者的结合,可以打造一个能源生态体系中的“乌托邦”。
      假设未来的某一天我们应用这三种技术建立起一个能源生态系统,然后把设备供应商、专业运维服务商、使用设备的业主,以及负责金钱流通和报价汇总的金融系统打包扔进这个系统做测试。
      接入系统的每一方都得到一个基于该系统的查询密码,使用这个密码可以查询加密后的任何人接入系统后的任何动作。
      这样一来,这个系统中的所有参与者将形成一种交互监督、交互信任的关系。
      系统可以根据大数据分析直接计算出最适合业主的方案,并通过智能合约经由金融机构自主完成购买或者维修行为。
      3.能源智能化调控
      未来,基于区块链技术可以实现能源智能化调控,智能设备与互联网信息可以经由区块链连接在一起。
      想象一下,某市区的摄像头捕捉到郊区某一输电设备突然异常断电,在与其他相关节点反馈的信息,比如报警器的鸣响或是某一区域灯光突然熄灭等对比并确认真实后,信息直接传递给维修总部,总部根据智能合约的规则设定自动派出相应维修设备人员去往现场维修。
      基于区块链技术的能源智能化调控时代,让我们的生活更加方便、安心。
      “未来的储能,更可能是基于分享经济的储能。储能的利用率单体就是单个企业购买的储能的利用率,它其实是非常低的,因为不可能一天24小时都把储能利用起来。”全球首个能源区块链实验室创始人之一、信达证券能源互联网首席研究员曹寅说,“运用区块链技术,储能可以像滴滴和优步的出租车一样,周边的用户都可以通过使用权的分享,调用某用户名下的储能,然后基于储能的收益付费给储能的所有者。”
      可见,区块链自身的典型特征决定了其在能源领域也有着巨大的应用潜力,并已经逐步付诸实践。
      在能源领域的进展
      从本质上讲,区块链技术可以大幅度降低交易成本,尤其是能源交易的制度性成本。区块链在能源行业的应用,可以极大地改变能源系统生产、交易模式。交易主体可以越过庞大的电网系统,点对点实现能源产品生产、交易、能源基础设施共享。
      1.区块链和能源交易
      目前,区块链的概念和建设模式已经较为成熟,在能源利用的应用分析领域也已经取得一定的进展。
      有专家指出,区块链在能源交易领域的应用,应该围绕建立分布式交易和供应体系展开。具体的应用包括:基于智能合约的能源交易和供给、信息所有权的归属,以及分布式交易记录的建立等。
      在应用初期,能源系统处于转型的过程,区块链相当于一个信息通道的角色,可以包含涉及能源交易的所有角色。
      每一个角色都是一个节点,相当于构建一个“许可区块链”,区块链节点之间去中心联系,确保了信息的同步。
      一方面,当能源系统的转型基本完成后,各种分布式电源的成本将大幅度降低。
      另一方面,随着区块链技术的提高,能量交易平台会更加完善,基于区块链技术的数字货币可以代替法定货币进行能源交易。
      2.电动汽车充放电管理
      当前制约电动汽车大规模发展的主要因素有:电动汽车充电设施数量较少、充电协议和计量模式多样、充放电互动性较差、充电过程不透明、充电协议不灵活等。
      针对这些典型问题,德国的RWE公司和Slock公司联合提出利用区块链技术解决电动汽车充电的一系列问题。
      其核心思想是基于Slcok公司提供的智能合约和分布式账本技术,实现公用充电桩计费的透明化和信任化。
      主要的步骤如下:
      ①在电动汽车上安装智能充电插头;
      ②在手机上安装充电APP;
      ③基于区块链的全自动支付系统。
      为了实现多样化电动汽车和充电模式的统一性交易,RWE公司将区块链技术和大数据技术进行整合,建立了分布式大容量的数据库。
      这意味着具有法律约束力的合同及证书都可储存在区块链上,私人企业的区块链数据库及公开的区块链数据库都可以共存。
      公用电动汽车充电网络与区块链的许多特征存在融合点,电动汽车充电或许是区块链技术在能源系统中进行广泛利用的一个环节。
      3.点对点能源传输
      美国的区块链创业公司LO3与科技巨头西门子联合推出Transactive Grid项目,便是一个基于以太坊的能源传输项目。其最大亮点是:参与该项目的客户能够把剩余的电力卖给其他人,LO3公司也因此获得美国专利商标局颁发的去中心化能量传输专利。
      该项目是世界上较早将区块链技术应用在能源系统的一个典型案例,它们将在纽约和世界其他地区测试由区块链供电的微型电网,在未来或许能将区块链微型电网扩展到世界各地。
      基于区块链技术的Transactive Grid项目具有以下特征:
      ①能源的交易采用点对点的方式。比如,有5户家庭可以通过太阳能发电,将剩余的电力出售给另外的5户家庭(如图1所示);
      ②参与的家庭通过智能仪表进行连接和数据共享,追踪记录家庭使用的电量及管理邻居间的电力交易;
      ③智能仪表数据可以为管理系统创建代币,代表生产者和消费者太阳能电池板的剩余电量,这些代币就代表着可再生能源生产的一定数量的能源,并可以通过区块链智能钱包进行交易;
      ④基于区块链网络的连接交易不依赖任何第三方交易平台。
      4.系统解决方案的提出
      目前,区块链在我国能源领域的应用主要集中在构建一个透明、广泛参与和信任的金融交易体系,旨在通过该交易体系为绿色补贴、运营、金融提供一个系统的解决方案,基于区块链搭建起泛能源物理网络和泛能源信息应用网络之间的桥梁(如图2所示)。
      5.分布式与集中式的结合
      我们可以看到:分布式和集中式的结合是未来能源供给领域的一个典型应用。
      从能源的供给角度看:区块链的去中心化与分布式电源之间的物理特性具有较高的匹配性,基于区块链技术的实时更新有助于实现集中式和分布式之间的实时信息共享,避免多种能源的重复建设,减少能源供给系统的浪费。
      从能源的分配角度看:分布式能源的广泛接入,改变了能源分配系统的结构,多种能源之间的交叉转化对能源系统的计量提出了新的要求。基于区块链技术的自动执行和广泛共享,能显著提升能源分配的合理性。
      从能源的消费角度看:区块链技术的应用,将会极大地提升能源消费和供给的透明度,从而进一步提高区域能源系统的需求认知,实现多种能源之间的合理利用。
      能源区块链面临的挑战
      1.效率低
      区块链技术目前仍处于起步阶段,效率问题是其广泛落地的拦路虎。就像早期的互联网一样,区块链的计算效率仍然很低,即便是最成熟的区块链应用——比特币网络,其吞吐量也是非常小的,比特币系统每10分钟产生一个区块,需要经过1小时才能被确认。
      一直以来,关于区块链扩容的问题都没有得到建设性的解决方案,这是一个阻碍区块链进一步落地应用的重要因素。
      在能源领域,数据量是非常庞大的,并且对实时性的要求极高。这一点,目前的区块链技术还无法承载。
      2.信息安全隐患
      在区块链技术中,每一个节点都可以在区块中加入自定义的信息,当该信息被区块确认以后,将无法被更改。如果该自定义信息当中包含恶意的信息,将对整个区块链网络产生影响。
      区块链中的每个节点都有完整的账本,而且所有信息都是公开透明的。这样一来,敏感的信息便极其容易泄露,存在一定的安全隐患。
      3.人才缺失
      人才奇缺的问题是限制区块链技术落地应用的一个最关键点,也是最现实的因素。没有人才,一切落地都只能是空谈。
      AI领域相关的人才奇缺,原因在于AI领域需要的是多学科的复合型人才,区块链也类似。区块链技术本身就包含了数据库技术、密码学技术、P2P技术等多学科知识,如果与具体的领域结合,还需要更进一步了解相关领域的人才。要想找到合适的能源区块链方面的人才,不仅要懂区块链的复杂技术,还要懂能源的相关技术,而其中任何一个领域难度都相当大。
      所以,复合型人才的稀缺性可想而知。人才的缺失将是制约区块链技术落地应用的一个瓶颈。
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