曾經(jīng)在能源電力領(lǐng)域燃起星星之火、卻一度陷入沉寂的能源區(qū)塊鏈，這次迎來了真正的風(fēng)口。

10月24日下午，在中共中央政治局召開的第十八次集體學(xué)習(xí)上，習(xí)近平強調(diào)，要把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，明確主攻方向，加大投入力度，著力攻克一批關(guān)鍵核心技術(shù)，加快推動區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。要推動區(qū)塊鏈底層技術(shù)服務(wù)和新型智慧城市建設(shè)相結(jié)合，探索在信息基礎(chǔ)設(shè)施、智慧交通、能源電力等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，提升城市管理的智能化、精準(zhǔn)化水平。

事實上，在全球范圍內(nèi)，區(qū)塊鏈在能源電力領(lǐng)域已經(jīng)擁有眾多應(yīng)用案例，并且我國近幾年也已經(jīng)展開了深入研究。

區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種革命性的去中心化技術(shù)，可增加能源電力領(lǐng)域多利益主體的相互信任，正成為當(dāng)今能源電力領(lǐng)域的一個重要的新方向。但是目前絕大部分項目都不太成熟。

（一）

1.美國紐約布魯克林微網(wǎng)項目

美國是全球能源區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用實施最活躍的國家之一，其較為先進(jìn)的科技水平、較好的融資環(huán)境等條件均為能源區(qū)塊鏈的技術(shù)研發(fā)與商業(yè)應(yīng)用提供了較好的條件。

美國紐約布魯克林社區(qū)的TansactiveGrid項目是世界上最早投入實踐的能源區(qū)塊鏈項目。該項目由美國新創(chuàng)能源公司LO3與區(qū)塊鏈技術(shù)研發(fā)商ConsenSys共同開發(fā)。

圖：紐約布魯克林Tansactive Grid項目示意圖

在該項目中，共有10個家庭參與。其中，5家安裝了屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)，為供電家庭；另外5家為購電家庭。整個項目采用 P2P的直接能源交易，無需經(jīng)過第三方的電力運營商。智能電表底層應(yīng)用集成了基于以太坊區(qū)塊鏈智能合約功能，可對用戶的發(fā)電、用電以及交易電量等信息進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)同步上傳至公共區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺上。智能電表記錄的發(fā)電量數(shù)據(jù)，可以為區(qū)塊鏈技術(shù)平臺創(chuàng)建代幣，代表供電家庭屋頂光伏的剩余電量。這些代幣就代表著屋頂光伏發(fā)出清潔電能的總量，虛擬代幣可通過區(qū)塊鏈智能錢包進(jìn)行交易。

通過該項目，社區(qū)內(nèi)的居民可以節(jié)省購電費用，而且配置屋頂光伏的居民用戶可以將剩余電量直接出售給用戶，獲得收益。布魯克林微網(wǎng)項目對美國以及全球的能源區(qū)塊鏈項目起到了示范作用，推動了相關(guān) P2P分布式電力交易的發(fā)展。但是，布魯克林微網(wǎng)項目的試驗規(guī)模較小，總共只有10個參與用戶，只是證明了小規(guī)模微電網(wǎng)進(jìn)行分散電力交易的可實施性，但對于較大規(guī)模的微電網(wǎng)還需進(jìn)行下一步驗證。此外，由于紐約市不允許個人直接參與電力交易，布魯克林微電網(wǎng)項目曾一度被叫停，能源區(qū)塊鏈項目對政策的依賴性極高。

2.歐盟Scanergy項目

根據(jù)歐盟“2050 能源路線圖”，歐盟將在 2050年減少80%的溫室氣體排放。能源區(qū)塊鏈技術(shù)可支撐分布式能源的P2P直接交易，所發(fā)電能無需遠(yuǎn)距離及升降壓傳輸，交易不必通過傳統(tǒng)中心化、集中式的模式，可促使能源就地消納，降低長距離輸電造成的線路損耗，提高能源效率，Scanergy項目是受到歐盟第七框架計劃資助項目之一。

Scanergy項目同樣基于以太坊的智能合約通用平臺。電能生產(chǎn)者向配電網(wǎng)輸入、售出綠色電能時，配網(wǎng)運營商會進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)成功后智能合約將會生成相應(yīng)的虛擬代幣(NRGcoin)并將代幣提供給綠色電能生產(chǎn)方。當(dāng)購電方期望購買綠色清潔能源時，需使用NRGcoin支付?？墒褂脷W元、美元等貨幣在外部交易市場購買NRGcoin，1kW·h 的綠色電力被規(guī)定永久等價1個 NRGcoin。

圖：歐盟Scanergy項目整體示意圖

該項目具有的優(yōu)勢：①交易簡單，可激勵用戶參與電力市場；②清潔電力價格被控制在合理的區(qū)間內(nèi)，不會使得市場交易過于混亂；③電力交易采用虛擬代幣，具有可信任性；④各方均可獲益。

不可更改的區(qū)塊鏈智能合約消除了綠色能源生產(chǎn)者對市場政策變更的擔(dān)心，為消費者提供更加優(yōu)惠的綠色能源，無論外部電價如何上漲，原先低價購買的 NRGcoin仍然可以購買1kW·h的能源，降低政府對可再生能源的扶持補貼成本。對電網(wǎng)運營商而言，可降低電網(wǎng)峰值負(fù)荷，延緩電網(wǎng)升級改造費用。

盡管歐盟Scanergy項目具備許多優(yōu)勢，但仍存在一些不足之處：目前，監(jiān)管政策尚不明確，阻礙了大眾對能源區(qū)塊鏈項目的接納。此外，該項目的經(jīng)濟(jì)模型、交易安全、數(shù)據(jù)隱私等方面亟需完善。

3.德國電動汽車Share&Charge項目

目前，德國正在大力推行能源轉(zhuǎn)型，推廣電動汽車的使用并考慮禁售燃油汽車。然而，充電設(shè)施數(shù)量不足、充電交易不透明、各家充電公司支付協(xié)議和支付方式不統(tǒng)一等因素制約著電動汽車的發(fā)展。

共享充電樁被認(rèn)為是區(qū)塊鏈技術(shù)最適用能源方面的領(lǐng)域之一。德國 Share&Charge項目是將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用在共享充電樁領(lǐng)域的項目之一。

圖：Share&Charge項目示意圖

私人和商業(yè)充電站可以在Share&Charge平臺上將充電樁進(jìn)行共享出租，并可以設(shè)置充電價格、費率等信息。當(dāng)電動汽車需要充電時，車主通過手機(jī)軟件搜索附近的共享充電樁并可查看相關(guān)電價信息。充電時，通過智能插座與共享充電樁進(jìn)行連接并使用手機(jī)進(jìn)行確認(rèn)，同時，可查看充電數(shù)據(jù)、交易記錄等信息。

該項目基本工作原理是通過區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式記賬實現(xiàn)交易雙方的計費透明化，增進(jìn)交易雙方信任。該項目可激勵私人充電樁進(jìn)行共享，增加充電樁的使用率，解決電動汽車充電難的問題，促進(jìn)電動汽車的發(fā)展，實現(xiàn)節(jié)能減排與能源轉(zhuǎn)型。該技術(shù)已被推廣至美國加利福尼亞州。但目前該項目的發(fā)展也受到一些現(xiàn)實條件的制約，例如：監(jiān)管法規(guī)和手段不明確，如何在不影響用戶體驗的條件下對用戶的區(qū)塊鏈私人密鑰進(jìn)行安全維護(hù)等問題。

4.浙江電力營銷合同管理應(yīng)用項目

隨著電力體制改革的深入，售電公司等新型利益主體日益增多，電力市場交易日益活躍。在傳統(tǒng)電力交易中，電力交易數(shù)據(jù)的真實性一般由電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)擔(dān)保。電力數(shù)據(jù)一般被集中保存在電網(wǎng)公司營銷數(shù)據(jù)庫中，交易信息容易被惡意篡改，其數(shù)據(jù)真實性與可信度易受到質(zhì)疑。為增加電力營銷電子合同的真實性與可信度，國網(wǎng)浙江電力有限公司與國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司共同開發(fā)了基于區(qū)塊鏈的電力營銷合同管理系統(tǒng)。

該項目以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)，對電子合同的交易信息保全、積分兌換與累積等方面進(jìn)行研究。當(dāng)電子合同簽署后，電子合同數(shù)據(jù)不僅會保存在電網(wǎng)公司，還會同步轉(zhuǎn)發(fā)至公證處和司法鑒定機(jī)構(gòu)。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用來確保各方存儲的電子合同數(shù)據(jù)信息的一致性。此外，公證處和司法鑒定機(jī)構(gòu)還可以為這些數(shù)據(jù)的真實性提供擔(dān)保，提高電子合同數(shù)據(jù)信息的權(quán)威性和可信賴性。

但是該項目對區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景比較單一，只涉及電子營銷合同管理，且目前處于理論研究階段，未在國家電網(wǎng)電力營銷系統(tǒng)內(nèi)大范圍推廣。

5.蛇口能源區(qū)塊鏈項目

招商局慈善基金會、北德認(rèn)證(TüV NORD)、熊貓綠色能源集團(tuán)以及華為公司等機(jī)構(gòu)公司聯(lián)合發(fā)起建設(shè)了全球首個基于區(qū)塊鏈技術(shù)、促進(jìn)使用清潔電能為主的社區(qū)公益項目。項目以“推動綠色技術(shù)創(chuàng)新體系，推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命”為目標(biāo)，主要研究通過基于區(qū)塊鏈技術(shù)的智能合約對發(fā)電方和用電方進(jìn)行關(guān)聯(lián)，滿足青睞綠色清潔電能的低碳環(huán)保家庭用電需求。

在該項目中，分布式光伏電站可以將每日發(fā)出的綠色電能通過能源互聯(lián)網(wǎng)平臺提供給示范社區(qū)內(nèi)的用戶。在該項目初期，社區(qū)內(nèi)的首批100名電力用戶志愿參與綠色清潔電能虛擬交易。用戶可直接在平臺上選擇使用可再生能源或傳統(tǒng)能源，二者的電價相同。當(dāng)用戶選擇可再生能源時，底層的區(qū)塊鏈技術(shù)將自動生成智能合約，直接將分布式光伏電站與用戶進(jìn)行配對，實現(xiàn)P2P直接虛擬交易。同時，TüV NORD將對選用可再生能源的用戶進(jìn)行認(rèn)證并出具電子證書，證明其所使用的是綠色清潔電能，可以促進(jìn)用戶對清潔電能的使用與接納程度。

目前，該項目正處于落地建設(shè)階段，屬于一個規(guī)模較小的社區(qū)公益項目，可能會出現(xiàn)投資較大、收益困難的局面，且電網(wǎng)公司在該項目中的參與度較低，其有效性有待進(jìn)一步觀察。

（二）

雖然以上能源區(qū)塊鏈工程取得了一定程度的進(jìn)展，并實現(xiàn)了項目的初步落地實施，但仍然面臨著一些挑戰(zhàn)與關(guān)鍵技術(shù)問題。

山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院趙曰浩團(tuán)隊和廣州供電局副總經(jīng)理劉育權(quán)在聯(lián)合署名的一篇論文中指出，縱觀全球能源區(qū)塊鏈發(fā)展動態(tài)，通過上述國內(nèi)外應(yīng)用工程的對比分析，可以得出以下結(jié)論：

一、在能源區(qū)塊鏈的建設(shè)與發(fā)展上，國內(nèi)外的應(yīng)用工程均利用區(qū)塊鏈技術(shù)所具有的獨特優(yōu)勢，解決能源領(lǐng)域內(nèi)的可再生能源消納、電力分布式交易、多利益主體間的缺乏信任等問題。

二、能源區(qū)塊鏈最核心的優(yōu)勢是開放透明、去中心化，可以保證不同利益主體間的相互信任。因此，在各個應(yīng)用工程的建設(shè)中，均強調(diào)信息透明公正、安全可靠的理念。

三、全球大多數(shù)的能源區(qū)塊鏈項目首選以太坊作為平臺。以太坊是一個開源共享的具有智能合約功能的公共區(qū)塊鏈平臺，可以降低能源區(qū)塊鏈平臺的開發(fā)難度與成本，方便實現(xiàn)各類智能合約。

很多國家已將區(qū)塊鏈技術(shù)納為一項革命性技術(shù)并大力推廣其在能源領(lǐng)域使用。在政策上，鼓勵支持發(fā)展能源區(qū)塊鏈技術(shù)，在能源利用模式上，搶先占領(lǐng)制高點，在這方面，美國無疑已經(jīng)處于領(lǐng)先地位。

通過國內(nèi)外應(yīng)用工程對比，可發(fā)現(xiàn)中國在以下方面存在明顯差距：

一、能源政策方面。中國分布式發(fā)電市場化交易試點處于起步階段，分布式電力交易活躍度與正規(guī)程度遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國家。這方面主要是因為發(fā)達(dá)國家開展電力分布式交易較早，電力市場機(jī)制已經(jīng)比較成熟。同時，許多項目得到了政府的科技項目資金支持與電網(wǎng)公司的支持與幫助。

二、金融政策方面。中國在金融政策方面監(jiān)管較為嚴(yán)格，禁止“比特幣”等各類虛擬加密貨幣的發(fā)行與流通。國外的金融市場監(jiān)管政策較松，國外一些能源區(qū)塊鏈公司可以通過發(fā)行Solarcoin、NRGcoin等虛擬代幣進(jìn)行融資，以促進(jìn)項目的實施開展。在國內(nèi)，前期以發(fā)行代幣進(jìn)行融資建設(shè)的能源區(qū)塊鏈項目落地存在困難。

三、多學(xué)科新技術(shù)交叉融合方面。中國的能源區(qū)塊鏈領(lǐng)域中能源技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)新興技術(shù)相對隔離，未能實現(xiàn)能源與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合。現(xiàn)有的能源區(qū)塊鏈項目未能將人工智能、大數(shù)據(jù)分析等新興信息技術(shù)完全考慮入內(nèi)。

四、項目落地建設(shè)方面。中國的能源區(qū)塊鏈落地項目較少，建設(shè)與運營經(jīng)驗不足。能源區(qū)塊鏈項目在多數(shù)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)落地起步，并積累了一定的項目經(jīng)驗與人才技術(shù)。

未來中國要實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源，實現(xiàn)能源領(lǐng)域“設(shè)備智能、多能協(xié)同、信息對稱、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開放”，需要將最新的互聯(lián)網(wǎng)理念、先進(jìn)信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)行融合。因此，有必要對區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于能源領(lǐng)域進(jìn)行研究探索。

通過總結(jié)以上國內(nèi)外相關(guān)應(yīng)用工程的經(jīng)驗，山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院趙曰浩團(tuán)隊和廣州供電局副總經(jīng)理劉育權(quán)在聯(lián)合署名的論文中，對中國發(fā)展能源區(qū)塊鏈給出了如下建議和意見：

一、完善能源政策體系。目前，能源區(qū)塊鏈項目落地與發(fā)展需要比較完善的分布式電力交易市場，受電改政策以及其他各類能源政策的影響程度很大。電力體制改革的進(jìn)一步深化可以使個人或者企業(yè)都有機(jī)會成為售電主體，為基于區(qū)塊鏈的P2P電力交易創(chuàng)造可能。

二、制定監(jiān)管措施與健全監(jiān)管體系。國家相關(guān)能源和金融監(jiān)管部門應(yīng)盡快制定監(jiān)管政策，加快完善各項相關(guān)法律法規(guī)，將能源區(qū)塊鏈技術(shù)納入合理合規(guī)的監(jiān)管框架內(nèi)。同時，注意平衡好監(jiān)管與創(chuàng)新發(fā)展的問題，盡量避免出現(xiàn)監(jiān)管不當(dāng)阻礙能源區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的問題。

三、注重核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，尤其加強底層技術(shù)的研發(fā)力度。加強共識機(jī)制、安全算法、智能合約、數(shù)據(jù)分布式存儲等核心技術(shù)的研發(fā)。著重對構(gòu)成區(qū)塊鏈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵層、合約層等底層技術(shù)進(jìn)行研究，并致力打造具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)區(qū)塊鏈技術(shù)平臺。此外，還需對信息安全防護(hù)等級較高的電力等能源行業(yè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)可能存在的問題以及應(yīng)對措施進(jìn)行討論研究。

四、推進(jìn)新型能源設(shè)備的研發(fā)。能源區(qū)塊鏈項目的實現(xiàn)與運行需要新型能源設(shè)備作為支撐，需要諸如基于區(qū)塊鏈底層技術(shù)的新型計量設(shè)施與通信設(shè)備，實現(xiàn)多種能源交易信息的采集與傳輸。

五、積極參與制定能源區(qū)塊鏈國際通用標(biāo)準(zhǔn)。目前，能源區(qū)塊鏈領(lǐng)域尚缺乏統(tǒng)一的國際通用標(biāo)準(zhǔn)，國家相關(guān)能源部門或協(xié)會可以聯(lián)合國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)學(xué)研單位制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與體系，發(fā)揮積極作用，提高中國在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的國際話語權(quán)，建立能源區(qū)塊鏈的國際基本體系標(biāo)準(zhǔn)。

六、積極探索區(qū)塊鏈在能源領(lǐng)域的應(yīng)用，有計劃地組織若干能源區(qū)塊鏈項目落地應(yīng)用。國家科技部門可以考慮設(shè)立相關(guān)科技創(chuàng)新計劃，為能源區(qū)塊鏈項目的理論研究與應(yīng)用示范提供必要的科技經(jīng)費支持。對能源區(qū)塊鏈的典型應(yīng)用場景，開展可行性研究。兩大電網(wǎng)公司以及其他相關(guān)能源企業(yè)也可開展小范圍試點，以探索能源區(qū)塊鏈相關(guān)技術(shù)、經(jīng)驗，待條件成熟時向全國進(jìn)行推廣應(yīng)用。