區(qū)塊鏈在能源電力行業(yè)應(yīng)用的適配性分析
常娟 吳建軍 王文生
（中國華能集團有限公司能源研究院）
在新一輪產(chǎn)業(yè)革命與技術(shù)革命的推動下，區(qū)塊鏈等數(shù)字新技術(shù)日新月異，對能源電力行業(yè)來說，數(shù)字革命與能源革命融合催生新業(yè)態(tài)機遇與挑戰(zhàn)，行業(yè)低碳化、數(shù)字化、去中心化轉(zhuǎn)型加速。
一、區(qū)塊鏈與電力有較好的技術(shù)適配性
區(qū)塊鏈是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術(shù)的新型應(yīng)用模式，是分布式賬本的一種具體實現(xiàn)形式。通過構(gòu)建自組織網(wǎng)絡(luò)、分布式數(shù)據(jù)存儲，記錄時間有序、不可篡改的加密賬本，并利用分布式共識機制，實現(xiàn)多方記賬、共同公證，支持信息的點對點傳輸。隨著技術(shù)不斷升級與迭代，區(qū)塊鏈已經(jīng)步入3.0時代，核心架構(gòu)逐漸趨于成熟，行業(yè)生態(tài)鏈已經(jīng)初步成形。
對電力行業(yè)來說，區(qū)塊鏈存在較好的技術(shù)適配性和業(yè)務(wù)可延展性。生產(chǎn)力方面，區(qū)塊鏈去中心化特性可有效解決高比例可再生能源系統(tǒng)運行帶來的系列安全性問題；點對點特征可助力分散式與分布式發(fā)電的運行、消納和交易；智能合約等技術(shù)提升電網(wǎng)管理和系統(tǒng)運行水平，提高對儲能、電動汽車等靈活調(diào)節(jié)資源品質(zhì)等；分布式數(shù)據(jù)存儲和防篡改性特性將覆蓋電力大數(shù)據(jù)確權(quán)、交易等各環(huán)節(jié)，促進數(shù)據(jù)資產(chǎn)的保護與開發(fā)。
生產(chǎn)關(guān)系方面，融合云計算未來發(fā)電廠可成為分布式與邊緣計算中心，提供算力輸出；與電力行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相伴相生，其授信機制是信任橋梁；開放性、防篡改特性提升能源供應(yīng)鏈、安全和交易管理的智慧化智能化水平；去中心化與組織裂變將持續(xù)重塑行業(yè)組織變革等。
2030年前碳達峰、2060年碳中和，倒逼能源電力轉(zhuǎn)型。一方面，傳統(tǒng)集中的業(yè)務(wù)開發(fā)模式難以適應(yīng)分散式、分布式、多層次的能源發(fā)展需要；另一方面，行業(yè)企業(yè)界面逐步模糊，難以滿足監(jiān)管方和能源用戶對能源供應(yīng)安全和分布式能源接入的旺盛需求。區(qū)塊鏈的特性和優(yōu)勢可以幫助能源企業(yè)在安全的基礎(chǔ)上創(chuàng)新性地解決以上問題并促進能源價值鏈重塑。
二、區(qū)塊鏈促進能源電力產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈重塑場景分析
展望能源電力發(fā)展未來，可以從原生場景、衍生場景、創(chuàng)新場景描繪區(qū)塊鏈重塑能源電力產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈的新機遇。
（一）原生場景
原生場景的應(yīng)用是利用區(qū)塊鏈自身的特性實現(xiàn)的區(qū)塊鏈原始價值。按照構(gòu)建復雜度增加和交付時間遞增，可分為貨幣、認證服務(wù)、智能合約、去中心化自治組織四個演進階段，分別對應(yīng)轉(zhuǎn)賬支付、身份確權(quán)、契約公證、物流醫(yī)療等應(yīng)用。原生場景中的應(yīng)用與能源行業(yè)特點關(guān)聯(lián)性不大，卻仍然可以作為能源行業(yè)的底層應(yīng)用。
智能合約。區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式系統(tǒng)可以被用來創(chuàng)建、確認、轉(zhuǎn)移不同類型的資產(chǎn)及合約，智能合約便是重要應(yīng)用之一。傳統(tǒng)合約的基礎(chǔ)是相互信任，或者經(jīng)由第三方進行授信。而基于區(qū)塊鏈的智能合約自帶了信任機制，不僅可由代碼進行定義，也可由代碼自動執(zhí)行，排除了人為干預(yù)因素。
價值轉(zhuǎn)移。數(shù)字資產(chǎn)的價值已經(jīng)被廣泛認可，但受到安全機制不完善、信用體系不健全等因素限制而無法實現(xiàn)安全地轉(zhuǎn)移、交換和共享。而區(qū)塊鏈的出現(xiàn)改進了這些主要缺陷，使得價值在互聯(lián)網(wǎng)中的轉(zhuǎn)移更加安全便捷。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展和完善、應(yīng)用構(gòu)建的復雜性增加，區(qū)塊鏈的原生場景應(yīng)用也將從簡單認證服務(wù)等向去中心化自治組織演進。
（二）衍生場景
在能源需求增速下降、環(huán)保約束日益嚴苛、全球經(jīng)濟緩慢增長的態(tài)勢下，能源企業(yè)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)運營模式和公司治理方式都受到前所未有的挑戰(zhàn)。而當區(qū)塊鏈技術(shù)與能源行業(yè)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)治理框架相結(jié)合時，可衍生出更加豐富的應(yīng)用，幫助能源企業(yè)創(chuàng)造新收入并降低運營成本。
風險管控。區(qū)塊鏈內(nèi)置的安全和共識基礎(chǔ)，可以提升企業(yè)風險管控和資本管理的能力。例如降低內(nèi)部信息泄露和篡改等風險，減少對外交易風險、內(nèi)部管理費用和第三方介入成本，提高業(yè)務(wù)和風險的處理效率。
智能服務(wù)。區(qū)塊鏈開放且安全的特性以及智能合約的應(yīng)用可以幫助能源企業(yè)提升現(xiàn)有業(yè)務(wù)的智能化程度，開發(fā)更多智能化增值服務(wù)。例如能源企業(yè)可以結(jié)合智能電表、智能燃氣表等IoT設(shè)備管理用戶能源使用和付費；或提供更安全的電池存儲管理、電動車充電等增值服務(wù)；也可以將智能合約應(yīng)用到能源批發(fā)領(lǐng)域以降低交易風險和管理成本。
供應(yīng)鏈。區(qū)塊鏈提供了更加安全和可信的交易解決方案，能夠幫助能源企業(yè)降低貿(mào)易參與方的核驗成本，降低交易復雜性和交易成本，促進多方的快速交易，有效提升供應(yīng)鏈的效率。同時區(qū)塊鏈平臺在鏈接了商品所有權(quán)和轉(zhuǎn)移關(guān)系的同時，還有效鏈接了間接發(fā)生關(guān)聯(lián)的上下游企業(yè)，使能源企業(yè)供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)更加完善。
資產(chǎn)管理。在數(shù)字資產(chǎn)管理方面，區(qū)塊鏈的優(yōu)勢在于后續(xù)流通環(huán)節(jié)可以不依賴于發(fā)行方系統(tǒng)，數(shù)字資產(chǎn)將在保證知識產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)上，由集中控制變成分布的、社會化傳播和交易，促進提升數(shù)字資產(chǎn)流通效率。
（三）創(chuàng)新場景
隨著能源互聯(lián)網(wǎng)逐漸成熟，多種能源流、信息流、資金流的融合將令能源企業(yè)面臨愈發(fā)復雜的情況：由業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新帶來的復雜流程和管理，由參與方的多樣化帶來的復雜利益分配。隨之而來的是能源企業(yè)面臨更多風險和管控挑戰(zhàn)，而這些挑戰(zhàn)的根源是原有的信息安全和信用體系難以支持能源互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新發(fā)展。區(qū)塊鏈技術(shù)可以幫助能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)可信計量、高效協(xié)同、分布式平等決策、隨時隨地的自動化交易等新功能、新模式。
共享經(jīng)濟。能源企業(yè)可以利用區(qū)塊鏈解決共享經(jīng)濟中面臨的如何建立安全高效的授信機制問題，以分享共享經(jīng)濟紅利。例如能源企業(yè)可以租賃分布式發(fā)電設(shè)備、家庭儲能設(shè)備、電動汽車甚至是企業(yè)的備品備件。
分布式能源。區(qū)塊鏈分布式的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)恰與分布式可再生能源的市場化結(jié)構(gòu)吻合。區(qū)塊鏈技術(shù)可以用來同步電網(wǎng)服務(wù)的實時價格與實時相量控制系統(tǒng)，以平衡微電網(wǎng)運行、分布式發(fā)電系統(tǒng)接入和批發(fā)市場運作。此外，可再生能源發(fā)電的結(jié)算與支付可以不再依靠傳統(tǒng)電力企業(yè)的參與，大量個人或企業(yè)能源產(chǎn)消合一者可以直接進行能源交易。
能源金融。能源互聯(lián)網(wǎng)時代的能源和電力不再僅僅具有商品屬性，還將增加金融屬性。區(qū)塊鏈可以記錄電力來源，使得每一度的清潔能源發(fā)電、煤電和油氣發(fā)電都可以被記錄和跟蹤，而不同一次能源的發(fā)電成本和實時電價也都可以被記錄和跟蹤。這樣，電力可成為一種價值存儲的載體。而能源企業(yè)在深度應(yīng)用區(qū)塊鏈后也將為自身的資本運作和融資渠道開拓更多機遇。例如能源企業(yè)通過基于區(qū)塊鏈的共享經(jīng)濟盤活了資產(chǎn)，通過區(qū)塊鏈技術(shù)進行資產(chǎn)管理降低了運營成本，通過匹配發(fā)電組件ID標識和經(jīng)濟賬戶實現(xiàn)售電收入自動抵消運營成本，催生能源領(lǐng)域供應(yīng)鏈金融的發(fā)展和完善，去中心化的能源產(chǎn)品票據(jù)貼現(xiàn)和資金結(jié)算等。
能源數(shù)字資產(chǎn)。在能源領(lǐng)域的數(shù)字資產(chǎn)屬于非原生數(shù)字資產(chǎn)。它是對能源產(chǎn)品、服務(wù)和數(shù)據(jù)進行資產(chǎn)數(shù)字化形成?？梢詳?shù)字資產(chǎn)化的能源產(chǎn)品及服務(wù)包括：電能銷售、電費套餐、購電合約、售電合約、各種能源（電、熱、冷、燃氣）、發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓、配額、綠證、碳交易、偏差考核、履約保函、脫敏能源及相關(guān)數(shù)據(jù)等。如下表所示：
表1 能源數(shù)字資產(chǎn)表圖片
能源、服務(wù)的資產(chǎn)數(shù)字化對于智慧能源體系和數(shù)字金融體系的建設(shè)具有重要意義。傳統(tǒng)資產(chǎn)在靜態(tài)情況下存在權(quán)屬管理困難的現(xiàn)象，在流通過程中存在溝通成本高、安全性差、信息不對稱等問題。資產(chǎn)的數(shù)字化將有助于解決傳統(tǒng)資產(chǎn)管理面臨的一系列問題。
區(qū)塊鏈通過增信、增效、多維度驗證三個方面可以極大地提高數(shù)字資產(chǎn)流動性。并且能源行業(yè)可以通過能源資產(chǎn)數(shù)字化，形成特有的能源數(shù)字資產(chǎn)生態(tài)圈。見下圖。
圖1 能源數(shù)字資產(chǎn)生態(tài)圈
三、結(jié)論及建議
區(qū)塊鏈作為“新基建”重要的新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，其分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等技術(shù)特點，成為多學科交叉、多技術(shù)融合、多場景應(yīng)用的新科學、新技術(shù)和新模式的基礎(chǔ)；而分布式去中心化、區(qū)塊鏈創(chuàng)造信任、信息不可篡改、易編程可擴展、數(shù)字資產(chǎn)應(yīng)用等，則成為區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的價值實現(xiàn)形式。當前，區(qū)塊鏈技術(shù)與大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等融合，在能源與電力行業(yè)正處在研發(fā)和應(yīng)用“奇點”，集成創(chuàng)新和融合應(yīng)用充滿想象力。特此建議關(guān)注：
一是區(qū)塊鏈技術(shù)將極大改變能源生產(chǎn)、交易、消費模式，能源交易主體可以點對點實現(xiàn)能源產(chǎn)品生產(chǎn)、交易、能源基礎(chǔ)設(shè)施共享，未來將能夠延伸到微電網(wǎng)、能源交易與結(jié)算、能源金融、碳排放及V2G（電動汽車入網(wǎng)）等互聯(lián)場景。
二是利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以追蹤可再生能源發(fā)電，滿足市場監(jiān)管需求。更遠一些，區(qū)塊鏈將引領(lǐng)生產(chǎn)關(guān)系的變革，緣于數(shù)字資產(chǎn)需要新的產(chǎn)權(quán)制度來界定邊界，以及市場邊界逐漸模糊，企業(yè)和用戶相融相生。
三是能源企業(yè)要緊緊抓住區(qū)塊鏈等新興技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)孵化，乃至產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)的“窗口期”，通過數(shù)字技術(shù)和能源消費環(huán)節(jié)的深度融合，為消費者提供偏好靈活性更高、經(jīng)濟性更好的能源服務(wù)。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年12月25日第49、50期圖片
