研究報告 | 能源區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應用分析
能源區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應用分析
區(qū)塊鏈成為近兩年熱點話題,因其通過分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點(P2P)傳輸、共識機制、加密算法等技術(shù)的集成,可有效解決傳統(tǒng)交易模式下數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)流轉(zhuǎn)過程中的造假行為,從而構(gòu)建可信交易環(huán)境,打造可信社會。區(qū)塊鏈技術(shù)在金融、IOT、數(shù)據(jù)、電信等領域具有廣泛的應用前景。在能源領域,雖然目前區(qū)塊鏈技術(shù)應用案例較少且規(guī)模較小,并且實際運營經(jīng)驗不足,但是區(qū)塊鏈在未來能源領域具有廣泛的應用潛力,正成為當今能源領域的一個重要應用方向??偨Y(jié)國內(nèi)外能源領域區(qū)塊鏈技術(shù)的應用情況,將對我國能源領域應用區(qū)塊鏈技術(shù)、使區(qū)塊鏈技術(shù)成為能源轉(zhuǎn)型和模式進化的催化劑,具有重要的借鑒意義和參考價值。本文首先概述區(qū)塊鏈的定義和特點,總結(jié)國內(nèi)外區(qū)塊鏈技術(shù)總體發(fā)展情況,分析區(qū)塊鏈在能源領域的發(fā)展現(xiàn)狀;其次重點介紹區(qū)塊鏈技術(shù)在能源領域的應用,對典型案例進行深入解剖和分析;最后探討能源區(qū)塊鏈發(fā)展中存在的問題和面臨的挑戰(zhàn),供參考。
一、區(qū)塊鏈技術(shù)概述

二、國內(nèi)外區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展總體情況
(一)國內(nèi)外區(qū)塊鏈整體發(fā)展情況
(二)國內(nèi)外能源區(qū)塊鏈發(fā)展情況
三、區(qū)塊鏈在能源領域的應用場景分析
(一)能源交易
典型案例
LO3 Energy搭建居民P2P電力交易微網(wǎng)
2016年4月,美國能源公司LO3 Energy與西門子數(shù)字電網(wǎng)以及比特幣開發(fā)公司Consensus Systems合作,建立了布魯克林微電網(wǎng)——基于區(qū)塊鏈系統(tǒng)的可交互電網(wǎng)平臺TransActive Grid。該項目是全球第一個基于區(qū)塊鏈技術(shù)的能源市場。這個微網(wǎng)項目實現(xiàn)了社區(qū)間居民的P2P電力交易,允許用戶通過智能電表實時獲得發(fā)電量、用電量等相關(guān)數(shù)據(jù),并通過區(qū)塊鏈向他人購買或銷售電力能源。用戶不需要公共的電力公司或中央電網(wǎng)就能完成電力能源交易。用戶通過手機APP在自家智能電表區(qū)塊鏈節(jié)點上發(fā)布相應智能合約,基于合約規(guī)則,通過西門子提供的電網(wǎng)設備控制相應的鏈路連接,實現(xiàn)能源交易和能源供給。為了提高整個系統(tǒng)的效率,該平臺不僅要對生成的和存儲的能量進行管理,而且還要處理消費者的靈活性選擇。LO3 Energy之前與Green Mountain Power合作,為美國推出了第一個面向客戶的商業(yè)化本地能源市場。但對于大多數(shù)美國人而言,跨P2P網(wǎng)絡進行電子交易的能力似乎仍然遙遙無期。即使交易生成,也僅限于極小規(guī)模,現(xiàn)實中的管理困難以及回報率低的問題仍舊難以解決。

典型案例
VAKT能源貿(mào)易
2017年,BP、殼牌和挪威國家石油公司(Equinor)等大型石油公司與大型銀行和貿(mào)易公司聯(lián)合推出一個基于區(qū)塊鏈的能源大宗商品交易平臺VAKT。該平臺打破了油氣公司和大宗商品交易商長久以來的“紙質(zhì)”交易模式,進而轉(zhuǎn)向更透明、更便捷、更便宜的“電子”模式。美國第二大石油公司雪佛龍、法國石油巨頭道達爾以及印度信實工業(yè)集團于2019年加入VAKT平臺。這是VAKT自2018年11月底投入使用以來迎來的首批客戶,也是引入的新一批戰(zhàn)略投資股東。VAKT通過有效利用區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)勢,能夠簡化傳統(tǒng)對賬業(yè)務流程,消除紙質(zhì)文件,繼而提高整個貿(mào)易生命周期效率,并創(chuàng)造更多全新的貿(mào)易融資機會。據(jù)了解,VAKT一旦全面投入運營,可能會在貿(mào)易解決方案中削減高達40%的成本。
典型案例
BTL:解決核心問題
2015年成立的BTL(Blockchain Technology Limited)起初活躍于金融服務業(yè),與Visa合作完善跨境結(jié)算,之后進入能源行業(yè)。在批發(fā)能源交易中,BTL發(fā)現(xiàn)交易確認和核對是可以首先用區(qū)塊鏈解決的問題。貿(mào)易商之間部署共享賬本,大多數(shù)交易后的通信是手動進行的,即對方通過郵件和傳真驗證和核對數(shù)據(jù)的不符點。BTL則提議采用貿(mào)易商之間部署的共享賬本來調(diào)整,在區(qū)塊鏈上記錄交易信息。這個系統(tǒng)讓交易員不再各自存儲數(shù)據(jù),而是共享安全的媒介,其中存儲的信息做到透明、精確化、驗證過,可以加速工作流程,降低人為錯誤的可能性。各雙邊關(guān)系配備區(qū)塊鏈。批發(fā)能源交易中還存在隱私性和擴容性的問題。為解決這個問題,BTL開發(fā)了私有區(qū)塊鏈平臺Interbit,而不是依賴如以太坊的其他已有區(qū)塊鏈目錄。其構(gòu)思是為每個雙邊關(guān)系配備一個區(qū)塊鏈,所有的區(qū)塊鏈連接到一個通用的區(qū)塊鏈目錄上。BTL沒有走傳統(tǒng)的風投路線,而是于2015年11月在TSX Venture Exchange交易所上市(TSXV:BTL)。通過與Wien Energy、BP等領先的能源公司合作,BTL進行了12周的試點項目,重點是歐洲天然氣市場的交易核對問題。通過這個創(chuàng)收的項目試點,BTL意在獲得Interbit基礎設施執(zhí)照,擴展到下游應用,比如交易計劃、發(fā)票、監(jiān)管報告和現(xiàn)金結(jié)算,滿足個人客戶的需要。
(二)電動汽車充賣電服務
典型案例
德國Innogy共享充電樁
德國能源巨頭Innogy和物聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)Slock.it合作推出基于區(qū)塊鏈的電動汽車P2P充電項目。該區(qū)塊鏈的組成節(jié)點包括多個運營商運營的充電樁、交易平臺、運營商節(jié)點和充電車輛。用戶無需與電力公司簽訂任何供電合同,只需在智能手機上安裝Share&Charge APP,并完成用戶驗證,即可在Innogy廣布歐洲的充電樁上進行充電,電價由后臺程序自動根據(jù)當時與當?shù)氐碾娋W(wǎng)負荷情況實時確定。由于采用了區(qū)塊鏈技術(shù),整個充電和電價優(yōu)化過程是完全可追溯和可查詢的,因此極大地降低了信任成本。需要充電時,從APP中找到附近可用的充電站,按照智能合約中的價格付款給充電站主人。不過,這種收費方式目前還沒有得到普及,即使在德國,以太坊錢包只是一部分人的選擇。

(三)智能服務
(四)能源資產(chǎn)記賬與溯源
典型案例
Iberdrola利用區(qū)塊鏈跟蹤可再生能源
西班牙可再生能源巨頭Iberdrola正在利用區(qū)塊鏈技術(shù)追蹤可再生能源,第一次試驗項目是與Kutxa銀行合作完成的,測試很成功。在試點期間,Iberdrola的技術(shù)平臺監(jiān)控了可再生能源從兩個風電廠和一家發(fā)電廠輸送到位于巴斯克地區(qū)和南部城市科爾多瓦的銀行辦公室的過程。該公司使用了能源網(wǎng)絡基金會的一個開源區(qū)塊鏈平臺,旨在在試點項目中滿足能源部門的監(jiān)管、運營和市場需求。Iberdrola認為區(qū)塊鏈能對能源產(chǎn)地證書的簽發(fā)流程作出貢獻,該證書能夠使客戶了解所使用能源的來源。這一去中心化的解決方案無需中間商,可以幫助能源產(chǎn)業(yè)增加透明度,同時削減運營開支。上面提到的試點可以改進石化產(chǎn)品的認證過程,提高產(chǎn)品的安全認證質(zhì)量,此舉每年可節(jié)省高達40萬歐元的成本。
(五)能源金融產(chǎn)品創(chuàng)新
典型案例
WePower:基于區(qū)塊鏈的綠色能源交易平臺
Wepower是一個綠色能源拍賣平臺,該平臺允許可再生能源生產(chǎn)商發(fā)行自己的能源代幣籌集資金,其中0.9%分配給WePower的代幣持有者。在這個平臺上代幣持有者有好多好處,一方面代幣持有者可以優(yōu)先訪問WePower平臺上的新能源代幣銷售拍賣,另一方面擁有的WePower代幣越多,獲得的能源分配就越多。在生產(chǎn)商建成能源廠之后,代幣持有者可以使用這些代幣量的能源,也可以重新投入平臺進行再投資。WePower解決了當前可再生能源開發(fā)商的資金獲得問題,并直接為最終消費者、任何類型的投資者和能源市場創(chuàng)造者提供對有利可圖項目的投資。這是通過區(qū)塊鏈上的智能合約以快速透明的方式完成的。此外,WePower與能源基礎設施和能源交易市場相連接,以便記錄區(qū)塊鏈數(shù)據(jù),如果平臺上沒有足夠的需求,可以將能源交易和能源銷售直接推向市場?;谶@種模式可以準確記錄生產(chǎn)能源的類型,推進綠色能源在市場的流動并提升透明度,從而減少排放到大氣中的二氧化碳造成的污染。在Wepower存在的國家中,可再生能源成本已經(jīng)低于傳統(tǒng)能源,Wepower為全球發(fā)展可再生能源提供了可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟激勵路徑。
(六)能源系統(tǒng)運行安全
四、存在的問題與挑戰(zhàn)
(一)技術(shù)挑戰(zhàn)
(二)信息安全問題
(三)監(jiān)管挑戰(zhàn)
(四)專業(yè)人才缺乏
五、思考與建議
(一)
實現(xiàn)區(qū)塊鏈和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實體經(jīng)濟的深度融合
(二)
找準應用場景,推動示范落地
(三)
加強區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎研究和應用基礎研究
(四)
發(fā)揮大企業(yè)資源優(yōu)勢,鼓勵開展先行先試
參考文獻
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