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区块链在能源电力行业应用的适配性分析

发布时间:2021-02-23区块链应用评论
区块链在能源电力行业应用的适配性分析常娟?吴建军?王文生(中国华能集团有限公司能源研究院)在新一轮产业革命与技术革命的推动下,区块链等数字新技术日新月异,对能源电力行

区块链在能源电力行业应用的适配性分析

常娟?吴建军?王文生

(中国华能集团有限公司能源研究院)

在新一轮产业革命与技术革命的推动下,区块链等数字新技术日新月异,对能源电力行业来说,数字革命与能源革命融合催生新业态机遇与挑战,行业低碳化、数字化、去中心化转型加速。一、区块链与电力有较好的技术适配性区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式,是分布式账本的一种具体实现形式。通过构建自组织网络、分布式数据存储,记录时间有序、不可篡改的加密账本,并利用分布式共识机制,实现多方记账、共同公证,支持信息的点对点传输。随着技术不断升级与迭代,区块链已经步入3.0时代,核心架构逐渐趋于成熟,行业生态链已经初步成形。

对电力行业来说,区块链存在较好的技术适配性和业务可延展性。生产力方面,区块链去中心化特性可有效解决高比例可再生能源系统运行带来的系列安全性问题;点对点特征可助力分散式与分布式发电的运行、消纳和交易;智能合约等技术提升电网管理和系统运行水平,提高对储能、电动汽车等灵活调节资源品质等;分布式数据存储和防篡改性特性将覆盖电力大数据确权、交易等各环节,促进数据资产的保护与开发。

生产关系方面,融合云计算未来发电厂可成为分布式与边缘计算中心,提供算力输出;与电力行业工业互联网相伴相生,其授信机制是信任桥梁;开放性、防篡改特性提升能源供应链、安全和交易管理的智慧化智能化水平;去中心化与组织裂变将持续重塑行业组织变革等。

2030年前碳达峰、2060年碳中和,倒逼能源电力转型。一方面,传统集中的业务开发模式难以适应分散式、分布式、多层次的能源发展需要;另一方面,行业企业界面逐步模糊,难以满足监管方和能源用户对能源供应安全和分布式能源接入的旺盛需求。区块链的特性和优势可以帮助能源企业在安全的基础上创新性地解决以上问题并促进能源价值链重塑。二、区块链促进能源电力产业链价值链重塑场景分析展望能源电力发展未来,可以从原生场景、衍生场景、创新场景描绘区块链重塑能源电力产业链价值链的新机遇。

(一)原生场景原生场景的应用是利用区块链自身的特性实现的区块链原始价值。按照构建复杂度增加和交付时间递增,可分为货币、认证服务、智能合约、去中心化自治组织四个演进阶段,分别对应转账支付、身份确权、契约公证、物流医疗等应用。原生场景中的应用与能源行业特点关联性不大,却仍然可以作为能源行业的底层应用。?

智能合约。区块链技术的分布式系统可以被用来创建、确认、转移不同类型的资产及合约,智能合约便是重要应用之一。传统合约的基础是相互信任,或者经由第三方进行授信。而基于区块链的智能合约自带了信任机制,不仅可由代码进行定义,也可由代码自动执行,排除了人为干预因素。

价值转移。数字资产的价值已经被广泛认可,但受到安全机制不完善、信用体系不健全等因素限制而无法实现安全地转移、交换和共享。而区块链的出现改进了这些主要缺陷,使得价值在互联网中的转移更加安全便捷。随着区块链技术的发展和完善、应用构建的复杂性增加,区块链的原生场景应用也将从简单认证服务等向去中心化自治组织演进。

(二)衍生场景

在能源需求增速下降、环保约束日益严苛、全球经济缓慢增长的态势下,能源企业传统业务运营模式和公司治理方式都受到前所未有的挑战。而当区块链技术与能源行业传统业务和传统治理框架相结合时,可衍生出更加丰富的应用,帮助能源企业创造新收入并降低运营成本。

风险管控。区块链内置的安全和共识基础,可以提升企业风险管控和资本管理的能力。例如降低内部信息泄露和篡改等风险,减少对外交易风险、内部管理费用和第三方介入成本,提高业务和风险的处理效率。

智能服务。区块链开放且安全的特性以及智能合约的应用可以帮助能源企业提升现有业务的智能化程度,开发更多智能化增值服务。例如能源企业可以结合智能电表、智能燃气表等IoT设备管理用户能源使用和付费;或提供更安全的电池存储管理、电动车充电等增值服务;也可以将智能合约应用到能源批发领域以降低交易风险和管理成本。?

供应链。区块链提供了更加安全和可信的交易解决方案,能够帮助能源企业降低贸易参与方的核验成本,降低交易复杂性和交易成本,促进多方的快速交易,有效提升供应链的效率。同时区块链平台在链接了商品所有权和转移关系的同时,还有效链接了间接发生关联的上下游企业,使能源企业供应链生态系统更加完善。

资产管理。在数字资产管理方面,区块链的优势在于后续流通环节可以不依赖于发行方系统,数字资产将在保证知识产权的基础上,由集中控制变成分布的、社会化传播和交易,促进提升数字资产流通效率。

(三)创新场景

随着能源互联网逐渐成熟,多种能源流、信息流、资金流的融合将令能源企业面临愈发复杂的情况:由业务模式创新带来的复杂流程和管理,由参与方的多样化带来的复杂利益分配。随之而来的是能源企业面临更多风险和管控挑战,而这些挑战的根源是原有的信息安全和信用体系难以支持能源互联网的创新发展。区块链技术可以帮助能源互联网实现可信计量、高效协同、分布式平等决策、随时随地的自动化交易等新功能、新模式。?

共享经济。能源企业可以利用区块链解决共享经济中面临的如何建立安全高效的授信机制问题,以分享共享经济红利。例如能源企业可以租赁分布式发电设备、家庭储能设备、电动汽车甚至是企业的备品备件。

分布式能源。区块链分布式的网状结构恰与分布式可再生能源的市场化结构吻合。区块链技术可以用来同步电网服务的实时价格与实时相量控制系统,以平衡微电网运行、分布式发电系统接入和批发市场运作。此外,可再生能源发电的结算与支付可以不再依靠传统电力企业的参与,大量个人或企业能源产消合一者可以直接进行能源交易。

能源金融。能源互联网时代的能源和电力不再仅仅具有商品属性,还将增加金融属性。区块链可以记录电力来源,使得每一度的清洁能源发电、煤电和油气发电都可以被记录和跟踪,而不同一次能源的发电成本和实时电价也都可以被记录和跟踪。这样,电力可成为一种价值存储的载体。而能源企业在深度应用区块链后也将为自身的资本运作和融资渠道开拓更多机遇。例如能源企业通过基于区块链的共享经济盘活了资产,通过区块链技术进行资产管理降低了运营成本,通过匹配发电组件ID标识和经济账户实现售电收入自动抵消运营成本,催生能源领域供应链金融的发展和完善,去中心化的能源产品票据贴现和资金结算等。?

能源数字资产。在能源领域的数字资产属于非原生数字资产。它是对能源产品、服务和数据进行资产数字化形成。可以数字资产化的能源产品及服务包括:电能销售、电费套餐、购电合约、售电合约、各种能源(电、热、冷、燃气)、发电权转让、配额、绿证、碳交易、偏差考核、履约保函、脱敏能源及相关数据等。如下表所示:

表1?能源数字资产表能源、服务的资产数字化对于智慧能源体系和数字金融体系的建设具有重要意义。传统资产在静态情况下存在权属管理困难的现象,在流通过程中存在沟通成本高、安全性差、信息不对称等问题。资产的数字化将有助于解决传统资产管理面临的一系列问题。

区块链通过增信、增效、多维度验证三个方面可以极大地提高数字资产流动性。并且能源行业可以通过能源资产数字化,形成特有的能源数字资产生态圈。见下图。

图1?能源数字资产生态圈三、结论及建议区块链作为“新基建”重要的新技术基础设施,其分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术特点,成为多学科交叉、多技术融合、多场景应用的新科学、新技术和新模式的基础;而分布式去中心化、区块链创造信任、信息不可篡改、易编程可扩展、数字资产应用等,则成为区块链技术应用的价值实现形式。当前,区块链技术与大数据、云计算、人工智能、物联网等融合,在能源与电力行业正处在研发和应用“奇点”,集成创新和融合应用充满想象力。特此建议关注:

一是区块链技术将极大改变能源生产、交易、消费模式,能源交易主体可以点对点实现能源产品生产、交易、能源基础设施共享,未来将能够延伸到微电网、能源交易与结算、能源金融、碳排放及V2G(电动汽车入网)等互联场景。

二是利用区块链技术可以追踪可再生能源发电,满足市场监管需求。更远一些,区块链将引领生产关系的变革,缘于数字资产需要新的产权制度来界定边界,以及市场边界逐渐模糊,企业和用户相融相生。

三是能源企业要紧紧抓住区块链等新兴技术研发和产业孵化,乃至产业引领的“窗口期”,通过数字技术和能源消费环节的深度融合,为消费者提供偏好灵活性更高、经济性更好的能源服务。

原文首发于《电力决策与舆情参考》2020年12月25日第49、50期

审核:齐正平

编辑:李丹丹本公众号由中电能源情报研究中心运营,致力于传播能源资讯、分享能源观点,发布《电力决策与舆情参考》《能源情报研究》精华内容,欢迎关注!

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