区块链技术对能源行业的影响

能源行业的进化从未停止,随着技术的进步和产业的发展,新能源生产和应用正在各环节上替代化石能源。在生产端,风电和光伏的平价上网目标已经不再遥远。在消费端,电动汽车替代汽柴油汽车的进程虽然刚刚开始,但却方向明确,而“能源互联网”概念的提出就是为了应未来能源行业发展的新趋势。

新生态带来的不仅仅只是机会,伴随而来的还有挑战。在新一轮能源革 命中,解决的不仅仅是能源从哪里来的问题,还有能源由谁生产和由谁管理的问题,以前中心化的集中生产、集中调配、集中规划的能源行业大一统模式可能会在新能源为主导的时代中发生剧烈调整。

新的能源产业生态的具体表现为分布式、随机性、互动性、参与性、市场化等特征,如何面对在范式 调整过程中发生的一系列挑战目前并没有特别好的解决手段。

他山之石可以攻玉,起源于数字货币领域的区块链技术有潜力成为应对未来能源互联网新生态挑战的重要技术解决方案之一。区块链技术的分布式、透明性、公平性以及公开性与能源互联网理念相吻合,其在能源互联网中的应用也将进一步推动能源互联网的建设。

作为一种分布式共享数据库技术,区块链技术的核心功能就是不依靠中心或者第三方机构,保障数据的真实可信,打破信任壁垒,极大降低业务开展需要的信任成本,促进业务的高效开展。

区块链技术同能源互联网概念有较强的内在一致性。从本质上来看,能源互联网同区块链技术都必须构建于普遍的智能设备物联网之.上。近几年,随着电子产业和信息产业的技术进步和飞速发展,能源产业价值链的生产、配送、存储、消费价值环节上的各类设备正在迅速地从机械设备和模拟设备升级替换为电子设备和数字设备。未来,在能源互联网时代,这些数字设备将进一步通过物联网实现广泛互联化,通过高性能嵌入式设计获得本地智能,通过物联网获得云端智能,构成基于互联网的集群智能设备物联网络。

此外,随着物联网的进一步发展、“互联网+”商业模式在能源产业的创新普及,以及能源市场的深入开放,不仅仅只有能源生产和配送设备(如发电机组、输配电设备)才可以实现局域网互联和智能互动,能源产业的生态化和互联化将向士量能源消费设备拓展,譬如各类家用电器、电动汽车、工业用电器。

设备的普遍智能化和互联化将与能源互联网的发展互为表里。而区块链技术同样强调价值网络参与主体的物联化和智能化,对于区块链的智能合约,其作用并不仅仅如其字面所显示,只能实现实体或者数字资产交换功能,其真正作用在于基于区块链的不可篡改和集体共识特征,预先写入的代码可以在无人干预或者少人干预的情况下直接调用区块链上的数据,执行所有可以计算的逻辑功能并输出结果和执行功能。

因此,智能合约的真正意义是为区块链上各主体间的互动提供智能化规则,并且可以在无人参与的情况下实现各种复杂逻辑功能,这种特征称为图灵完备。从这个角度上来看,如果要实现完全的无人化智能,能源互联网的智能设备网络离不开区块链技术的帮助,尤其是布置在区块链上的智能合约技术。从具体特征角度来看,区块链技术也与能源互联网的特征一一对应。

1)开放。在能源互联网中,取决于开放式体系结构,信息可以随时随地接入与获取,可再生能源、储能以及用能装置可以“即插即用”。基于区块链技术,尤其是公有链技术,节点的加入几乎完全开放,任何个人和设备都可以加入公有链网络并参与记账和交易。此外,在公有链网络中,整个系统的运作规则是公开透明的,对于参与者来说所有数据内容也是相对公开的。

2)分享。类似社交网络的信息分享机制,在能源互联网中能量交换就近、实时、动态进行,以分散式的局部最优实现全局能量管理的调度优化。在区块链中,信任来自于节点之间的信息分享,整个系统通过分布式数据库的形式让每个参与节点都能获得一份完整数据库的拷贝;并且区块链构建了一整套协议机制,让全网络的每个节点在参与记录数据的同时也参与验证其他节点记录结果的正确性。只有当全网大部分节点(甚至所有节点)都确认记录的正确性时,该数据才会被写入区块,因此,区块链系统可以看作一个信任分享体系。

3)对等。同传统电网自顶向下的树状结构相比,能源互联网的形成是自下而上的能量自治单元之间的对等互联。在区块链中,整个网络没有中心化的硬件或者管理机构,任意节点之间的权利和义务都是均等的,且某一节点的损坏或者失去都不会影响整个系统的运作。

4)广域互联。在能源互联网中,不仅能源生产端和消费端将实现互联,能源生产端和生产端、消费端和消费端也需要实现广域互联。并且,不同形式的能源可以实现转换和互补,带来资源配置的广泛性。不同于传统网络系统,区块链采用P2P技术,所有节点两两互联,实现了绝对意义上的去中心化。

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