大家好，我是能源區塊鏈實(shí)驗室創(chuàng )始合伙人、信達證券首席區塊鏈專(zhuān)家、首席能源互聯(lián)網(wǎng)研究員曹寅。能源區塊鏈實(shí)驗室是全世界唯一的能源區塊鏈應用研究實(shí)驗室，也是HyperledgerProject唯一的能源行業(yè)成員。很高興今天在鈦坦白跟大家交流。

　　能源行業(yè)的發(fā)展趨勢

　　現在都在提倡能源互聯(lián)網(wǎng)，而能源互聯(lián)網(wǎng)的背景是未來(lái)能源行業(yè)的發(fā)、輸、用、儲以及金融交易等環(huán)節都會(huì )發(fā)生巨大變化。

　　發(fā)電。未來(lái)會(huì )從現在單一的集中式的大型電源過(guò)渡到集中式電源和分布式電源相互和諧存在，在部分可再生能源資源稟賦比較好的地區，分布式可再生能源甚至可能成為主電源。那時(shí)候就會(huì )帶來(lái)問(wèn)題，因為分布式的可再生能源的管理比較困難，比如風(fēng)電、光電等大規模隨機性自然能源，比現在的大型火電、大型核電管理的難度更高。

　　輸電。因為電源在發(fā)生變化，電網(wǎng)自然也會(huì )發(fā)生變化。電網(wǎng)的變化是因為大量分布式可再生能源，使電網(wǎng)的拓撲結構會(huì )從現在遠距離、高電壓、大型甚至是跨國的超大型電力網(wǎng)絡(luò )，變成既有超大型的特高壓網(wǎng)絡(luò )又有區域級別的小型微型網(wǎng)絡(luò )共存的一種新的電網(wǎng)拓撲結構。

　　消費。能源消費將是在能源互聯(lián)網(wǎng)當中最重要的板塊，消費者在能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代其角色將不僅僅是單純的消費者，而是以另外一種新的形態(tài)出現，稱(chēng)之為prosumer。就是既是生產(chǎn)者(Producer)又是消費者(Consumer)，拼在一起就是產(chǎn)銷(xiāo)者(Prosumer)。未來(lái)，消費者既可以通過(guò)自有的分布式可再生能源來(lái)發(fā)電，更重要的是還可以通過(guò)智慧能源解決方案，提供用戶(hù)側的負荷資源參與需求側響應。消費者可以通過(guò)需求側響應計劃，積極的參與社區需求側響應項目，還可以作為虛擬電廠(chǎng)成員加入虛擬電廠(chǎng)項目，同時(shí)還可以通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)、儲能設施，返售電給電網(wǎng)。

　　儲能。以前儲能主要指的是抽水蓄能電站這種大型儲能，但是隨著(zhù)現在電化學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以及電動(dòng)汽車(chē)快速發(fā)展之后，電化學(xué)電池的產(chǎn)量快速上升，使得儲能用電池成本也快速下降。儲能在很多區域已經(jīng)有了經(jīng)濟使用價(jià)值。比如在一些可再生能源資源特別豐富，同時(shí)電力價(jià)格比較高的地區，布置電化學(xué)儲能電池就可以電價(jià)套利，為投資者以及儲能所有者帶來(lái)經(jīng)濟收益。

　　未來(lái)整個(gè)能源價(jià)值鏈會(huì )和以前不同?？偨Y一下：發(fā)電端隨機性增加，同時(shí)也會(huì )分布化;電網(wǎng)的拓撲結構也會(huì )隨著(zhù)電源的分布化和隨機化而發(fā)生變化;消費者角色將前所未有的在整個(gè)能源行業(yè)的價(jià)值鏈當中被突出，成為真正的價(jià)值鏈推動(dòng)者和價(jià)值鏈龍頭，通過(guò)各種各樣的智慧能源方案成為prosumer，與電源和電網(wǎng)進(jìn)行良性的有效互動(dòng);儲能作為電力價(jià)值鏈上的新環(huán)節，會(huì )成為很重要的緩存和硬盤(pán)的角色。

　　能源行業(yè)為什么需要區塊鏈?

　　剛才我講的這些看起來(lái)很美好，但是具體操作起來(lái)，電力從業(yè)者比如電網(wǎng)公司、專(zhuān)門(mén)的調度機構，以及包括能源局、發(fā)改委、地方的監管部門(mén)，就會(huì )覺(jué)得很頭疼。因為新的電力價(jià)值鏈需要新的技術(shù)，更需要新的體制以及商業(yè)模式來(lái)支撐，但目前來(lái)看，這些其實(shí)還是跟不上技術(shù)的變化。這就導致了在中國，雖然有大量?jì)?yōu)質(zhì)的可再生能源，但是現在西部和北部的風(fēng)電站和光伏電站經(jīng)常棄風(fēng)、棄光、限電，把優(yōu)質(zhì)資源浪費。同時(shí)，消費側這方面，在東部地區，比如北京、上海、深圳這些中國的核心經(jīng)濟地區，電價(jià)又一直居高不下。像上海，平均的工業(yè)電價(jià)基本上是一塊錢(qián)，一塊錢(qián)一度電看起來(lái)好像不是特別的高，但是如果說(shuō)同美國甚至說(shuō)同其他的一些發(fā)展中國家比起來(lái)，工業(yè)電價(jià)是倒掛的，其實(shí)是違反常態(tài)的。所以說(shuō)在未來(lái)新的能源行業(yè)形態(tài)中，技術(shù)很重要，但是相應的市場(chǎng)機制也非常重要，這就是目前能源互聯(lián)網(wǎng)所缺乏的。

　　我作為“中國能源互聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計劃”的參與者之一，參與過(guò)相關(guān)研究，當時(shí)寫(xiě)該計劃的時(shí)候其實(shí)就考慮了很多機制設計的問(wèn)題，也提到過(guò)“綠幣”，相當于是區塊鏈技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)里面的應用，但是因為當時(shí)區塊鏈技術(shù)并不成熟，就沒(méi)有把區塊鏈作為能源互聯(lián)網(wǎng)的一種技術(shù)解決方案放到行動(dòng)計劃里面。但是我個(gè)人一直認為，區塊鏈和能源互聯(lián)網(wǎng)是天作之合。

　　能源互聯(lián)網(wǎng)作為一種解決方案，其實(shí)是難以落地的，因為現在所推行的能源互聯(lián)網(wǎng)的理念和概念其實(shí)有非常多的缺陷。就拿能源互聯(lián)網(wǎng)提倡的五大特點(diǎn)來(lái)分析：

　　精確計量。計量室對于現在各種能源系統運行狀態(tài)的廣泛數字化感知是控制的基礎，是能源信息化的源頭。但是，精確計量可以做到，如何保證不同參與主體對于計量數據的共識信任?

　　泛在交互。在能源互聯(lián)網(wǎng)系統中，能源信息要做到無(wú)阻的流動(dòng)，傳感器設備和主體之間要形成充分的交互，實(shí)現主體和主體之間的交互，人和系統，人和設備之間的交互。但泛在交互的前提是信任，在信任薄弱的前提下，如何實(shí)現不同法人主體的設備和系統之間的數據調用以及互操作?

　　自律控制。設備和系統要做到基于本地指令的動(dòng)態(tài)響應，其目的就是要提高系統的運行效率和可靠性，這是為了應對在能源互聯(lián)網(wǎng)當中大量的分布式本地能源。利用本地信息實(shí)現快速的系統控制以及調度指令的下達稱(chēng)為自律控制。但是問(wèn)題就來(lái)了，在自動(dòng)化系統中，誰(shuí)對外部數據和指令簽發(fā)信任?如果采信外部數據，執行指令之后發(fā)生事故或造成損失，誰(shuí)來(lái)承擔責任。

　　優(yōu)化決策。未來(lái)的能源互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代中，誰(shuí)是決策主體?如果還是以目前中心化的信息采集-分析判斷-指令傳達的流程進(jìn)行決策，那如何杜絕中心主體從自身利益出發(fā)，濫用決策權限，損害其他主體利益?畢竟這樣的事情一直在發(fā)生。如果采用分布式?jīng)Q策，大量能源互聯(lián)網(wǎng)設備之間直接點(diǎn)對點(diǎn)交互，需要多次復雜迭代，取得共識的效率極低，甚至還可能會(huì )導致死循環(huán)無(wú)共識。

　　廣域協(xié)調。廣域協(xié)調指的是能源系統的參與者之間通過(guò)廣域協(xié)調形成有效的機制，提供合理的信號，激勵在系統內和系統外的參與者，然后基于自身利益以及整個(gè)系統的利益最大化，協(xié)調互動(dòng)和博奕的行為稱(chēng)為廣域協(xié)調。問(wèn)題又來(lái)了，協(xié)調的前提是取得相關(guān)主體之間的共識，在信任脆弱、主體間關(guān)系錯綜復雜的條件下，如何低成本高效率的取得共識?更何況是在不同價(jià)值域之間取得共識，協(xié)調利益。

　　那么，區塊鏈如何解決能源互聯(lián)網(wǎng)1.0時(shí)代的這些不能落地的問(wèn)題?

　　從精確計量升華到保護隱私、可信計量：數據布置在區塊鏈上，確保不可篡改，公私鑰結合的非對稱(chēng)加密保護隱私。

　　從泛在交互升華到強制信任，泛在交互：以可信計量為基礎，通過(guò)區塊鏈構建能源互聯(lián)網(wǎng)交互主體之間的低成本的信任傳遞鏈條，實(shí)現基于信任的能源互聯(lián)網(wǎng)主體間互操作性。

　　從自律控制升華到虛實(shí)一體、智能自律控制：通過(guò)鏈上代碼，實(shí)現以智能合約為表現形式的邏輯功能，并結合區塊鏈技術(shù)+大數據技術(shù)+人工智能技術(shù)，設計可信任的預言機制對外部數據簽發(fā)信任，然后輸入智能合約，執行邏輯過(guò)程，產(chǎn)生可信任的本地指令，在本地完成應對隨機外部環(huán)境變化的控制過(guò)程。

　　從優(yōu)化決策升華到間接民主、分布決策：基于區塊鏈部署的能源互聯(lián)網(wǎng)設備間點(diǎn)對點(diǎn)交互，形成分區局部共識，再實(shí)現分區間共識，避免大量分布式設備之間為了產(chǎn)生直接共識而導致的復雜迭代和死循環(huán)無(wú)共識，從而可以在實(shí)現分布式?jīng)Q策的同時(shí)又可以兼顧效率。

　　從廣域協(xié)調升華到集群智能、廣域融合：以區塊鏈為工具，以低成本信任傳遞為手段，實(shí)現在能源互聯(lián)網(wǎng)中不同能源主體，以及不同能源系統之間的能量流、信息流、資金流的強耦合，進(jìn)而將不同主體和不同系統化零為整，融合為一個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)超級主體，在廣域內形成集群智能。

　　通過(guò)區塊鏈完全可以把目前能源互聯(lián)網(wǎng)概念升華到能源互聯(lián)網(wǎng)2.0時(shí)代新形態(tài)。而且，區塊鏈技術(shù)其實(shí)和能源互聯(lián)網(wǎng)有非常強的內在一致性：

　　第一，都強調去中心化，比如能源互聯(lián)網(wǎng)中電源的分布式，以及消費者及生產(chǎn)者之間的新關(guān)系，其實(shí)都是去中心化在能源行業(yè)的著(zhù)重體現;

　　第二，都有自治性或者說(shuō)自律性，在能源互聯(lián)網(wǎng)里面也特別強調系統和設備以及主體的生態(tài)化自治運行，和區塊鏈的自治性是完美的結合;

　　第三，都重視市場(chǎng)化，區塊鏈本身是一種金融科技，它和未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)化和金融化是天作之合;

　　第四，智能化、合約化，未來(lái)基于自律控制的智慧能源系統里面大量的調度行為、交易行為以及交互行為和其他決策行為都是基于環(huán)境數據的自動(dòng)出發(fā)的。而其邏輯代碼早在設計的時(shí)候就已經(jīng)嵌入進(jìn)去了，這和區塊鏈的智能合約完全是一脈相承。

　　海外的能源區塊鏈應用

　　相信很多研究區塊鏈或能源的朋友，都研究過(guò)美國的布魯克林區塊鏈微網(wǎng)售電項目，這是在比微網(wǎng)還小的納網(wǎng)里面做的，才10戶(hù)人家的區塊鏈的點(diǎn)對點(diǎn)售電的光伏項目。10戶(hù)人家的屋頂上都裝了幾塊光伏組件，形成了十個(gè)節點(diǎn)的小型區塊鏈。這個(gè)項目是基于以太坊開(kāi)發(fā)的，再通過(guò)用戶(hù)節點(diǎn)和節點(diǎn)之間的交互，形成了基于區塊鏈的售電應用。該項目目前還沒(méi)有看到運行測試的結果和報告，但我覺(jué)得這代表了一種方向。

　　不過(guò)這種應用會(huì )有約束性：

　　第一是政策約束性。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，在這個(gè)售電項目當中，如何開(kāi)發(fā)票?這是很典型的中國問(wèn)題，美國人根本不考慮發(fā)票這種問(wèn)題的，最多搞個(gè)invoice給你，但是在中國，售電公司不開(kāi)發(fā)票，別人得跟你急;其次是電力銷(xiāo)售的牌照，你就算是賣(mài)一度電也是售電，而現在的《電力法》非常明確地規定，只有電網(wǎng)公司才可以售電。所以說(shuō)如果你把屋頂上的電通過(guò)區塊鏈賣(mài)給你鄰居，在中國就是非法售電。

　　第二是技術(shù)約束。在十戶(hù)人家組成的超小型的納網(wǎng)里面，可以實(shí)現這樣分布式光伏的點(diǎn)對點(diǎn)售電，但微網(wǎng)會(huì )大很多，如何來(lái)實(shí)現可擴展性?同時(shí)，要實(shí)現的不僅僅是光伏售電，還有儲能售電、電動(dòng)汽車(chē)售電，甚至還有售氣、售水、售熱等不同能源品種之間互相的銷(xiāo)售。此外，這樣的成百上千戶(hù)的微網(wǎng)用戶(hù)如何布置節點(diǎn)?其實(shí)是很難的，因為在區塊鏈里節點(diǎn)數量的增加帶來(lái)的布置難度是指數級別上升的。

　　第三是安全問(wèn)題。電力、能源不像其他的行業(yè)，最主要的屬性不一定是TPS，反而是安全性、可靠性、魯棒性。目前的信息安全解決方案，我相信肯定不適用于未來(lái)基于區塊鏈的電力信息網(wǎng)絡(luò )。

　　所以，包括布魯克林區塊鏈微網(wǎng)售電項目、德國RWE的基于區塊鏈做電動(dòng)汽車(chē)小額支付的應用，都屬于實(shí)驗階段。目前全世界對于能源和區塊鏈的結合實(shí)踐，屈指可數，少之又少，而且大部分其實(shí)都是停留在小規模實(shí)驗，甚至就連POC都沒(méi)有，而且最后的實(shí)驗報告也沒(méi)出來(lái)。

　　能源區塊鏈實(shí)驗室正在考慮的應用場(chǎng)景

　　區塊鏈是一種應用級別技術(shù)。把區塊鏈的應用場(chǎng)景分成不同的環(huán)節，有發(fā)、輸、儲、用這樣四個(gè)環(huán)節進(jìn)行設計。

　　在發(fā)電領(lǐng)域，就是區塊鏈售電。這是很重要的應用場(chǎng)景，尤其是分布式能源基于微網(wǎng)的區塊鏈售電，為什么呢?因為電力不像金融產(chǎn)品，上海的上市公司可以把股票賣(mài)給北京，但是在上海的微網(wǎng)發(fā)的光伏電是不可能把它賣(mài)到南京，或者說(shuō)也不可能賣(mài)到杭州的，因為電是有損耗的，一般來(lái)說(shuō)分布式光伏在比較低的電壓等級，所以你一升壓一降壓，一遠距離傳輸就沒(méi)了，所以分布式能源的電必須本地銷(xiāo)納，所以我們實(shí)驗室就在設計，基于本地的能源微網(wǎng)通過(guò)區塊鏈實(shí)現這樣點(diǎn)對點(diǎn)的用戶(hù)和發(fā)電者之間的電力交易。

　　還有一點(diǎn)，現在全國已經(jīng)有好幾個(gè)電力交易所，最大的是廣東電力交易所，今天廣東省的最高負荷已經(jīng)超過(guò)一億千瓦，這是中國首個(gè)超過(guò)一億千瓦的省。像廣東這樣的電力交易所，主要是基于交易所內競價(jià)交易和掛牌交易實(shí)現電力交易，但是接下來(lái)隨著(zhù)電力市場(chǎng)繼續的開(kāi)放，電力行業(yè)、電力金融的繼續發(fā)展，未來(lái)會(huì )出現很多OTC交易就是在場(chǎng)外的售電公司和購售電交易，到時(shí)候就需要通過(guò)區塊鏈來(lái)實(shí)現售電者和購電者之間電力交易合同的場(chǎng)外注冊了，這也是發(fā)電的應用場(chǎng)景。

　　電力的傳輸其實(shí)也可以設計成金融產(chǎn)品，稱(chēng)為金融輸電權，輸電權的交易就會(huì )像發(fā)電權的或者說(shuō)發(fā)電上網(wǎng)權的交易一樣，是可以進(jìn)行場(chǎng)內交易和場(chǎng)外交易的，是可以形成資源在交易所內的撮合交易和掛牌交易的，所以基于輸電行業(yè)環(huán)節的區塊鏈應用場(chǎng)景就出現了。

　　在輸電行業(yè)還有另外一種應用，就是線(xiàn)損。目前是電網(wǎng)公司說(shuō)了算，包括不同能源之間轉換的損耗，比如說(shuō)PowertoGas，就是多余的電變成氫氣進(jìn)行傳送，以及熱電聯(lián)供、熱電互換其實(shí)都是不同品種的能源之間的轉換，然后進(jìn)行傳輸。此外，能源遠距離傳輸和其他的運行帶來(lái)的線(xiàn)損，如何來(lái)進(jìn)行公證?如何來(lái)進(jìn)行確認?其實(shí)也是可以通過(guò)區塊鏈來(lái)做。

　　此外，未來(lái)的電力調度被調度的客體是大量的分布式的能源，以及大量的智慧用電負荷，比如說(shuō)智能的電動(dòng)汽車(chē)、智能家居，未來(lái)的整個(gè)電網(wǎng)的調度決策以及指令和信號的本地的生成和執行的過(guò)程，也是可以通過(guò)區塊鏈來(lái)生成的。

　　最重要的就是消費，消費端的應用場(chǎng)景是最多的?，F在大家都在推廣需求側響應，都在推廣虛擬電廠(chǎng)，那么用戶(hù)側參與的過(guò)程中，其貢獻如何計量?如何讓用戶(hù)得到公正評價(jià)，讓資源的貢獻者心服口服?基于貢獻如何分配利益?其實(shí)目前這些都沒(méi)有好的方案。

　　還有目前的需求側響應方案是封閉式的方案，就是需求側響應的負荷集成商跟別人簽好了協(xié)議，有了需求側響應的符合相應的指令之后，他再分配到下面的負荷讓大家參與響應，但是未來(lái)在能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，應該是即插即用、即插即發(fā)、即插即響應的可擴展的情景。在這樣情景里面，非響應計劃內的負荷如何及時(shí)的參與，動(dòng)態(tài)的來(lái)參與符合需求側的響應將是非常大的挑戰。如何確定計劃、如何分配收益、如何來(lái)考核，都是很困難的，而恰恰是區塊鏈可以做到的。目前正在開(kāi)發(fā)的應用是基于需求側響應的KPI的考核，以及自動(dòng)化的基于智能合約的需求側響應的收益的分配的應用。

　　未來(lái)的儲能，更可能是稱(chēng)為是基于分享經(jīng)濟的儲能。儲能的利用率單體就是單個(gè)企業(yè)購買(mǎi)儲能的利用率其實(shí)是非常低的，不可能一天24小時(shí)都把儲能電池用起來(lái)，所以說(shuō)在區塊鏈技術(shù)之下，就可以把儲能當做是滴滴和Uber的出租車(chē)一樣，周邊的用戶(hù)都可以通過(guò)使用權的分享，去調用在某用戶(hù)名下的儲能設施，然后付錢(qián)基于儲能的收益，付使用費給儲能的所有者。

　　所以，在能源互聯(lián)網(wǎng)里面，發(fā)、輸、變、配、售、用等各個(gè)領(lǐng)域都可以和區塊鏈結合起來(lái)。所以說(shuō)我一直呼吁能源行業(yè)的人，看到任何場(chǎng)景都要有敏感性，要知道如何把能源行業(yè)這些業(yè)務(wù)搬到區塊鏈上，同時(shí)還得不能人云亦云的去考慮這些區塊鏈應用。

　　區塊鏈目前來(lái)說(shuō)，其狀態(tài)就是非常不成熟。從它的性能，包括它的信息安全方案，都不足以支撐在能源行業(yè)目前的落地。所以說(shuō)大家在看能源區塊鏈應用的同時(shí)，腦子中得打驚嘆號!以區塊鏈目前的發(fā)展階段，還需要很長(cháng)的路才能在能源行業(yè)落地，才能在能源行業(yè)應用。

　　另外不成熟的地方在于什么呢?在于政策，能源是強監管、強政策的基礎行業(yè)，技術(shù)再牛逼，政策跟不上，監管層不認是沒(méi)有任何用處的。比如剛才提到售電主體的問(wèn)題，區塊鏈可以做售電，而且可以做得很好，但是監管層不給你售電牌照你就不能做售電，你就不能把你屋頂上的分布式光伏電賣(mài)給你隔壁鄰居。所以說(shuō)政策是否能跟上，也決定了區塊鏈和能源的結合在中國是否可以落地。

　　第三個(gè)就是人才問(wèn)題，目前來(lái)說(shuō)，能源行業(yè)特別缺乏能夠把區塊鏈技術(shù)以及其他的比如說(shuō)機器學(xué)習、大數據、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)信息技術(shù)，同能源行業(yè)本身以及同金融三者結合的人才。同時(shí)還具備創(chuàng )新導向思維的人才，就更少了。

　　這是阻礙中國未來(lái)區塊鏈技術(shù)和能源應用結合在中國落地的三座大山。

　　最后介紹一下能源區塊鏈實(shí)驗室。這是全世界唯一的能源行業(yè)區塊鏈應用實(shí)驗室，正在能源行業(yè)發(fā)、輸、配、售、用的全環(huán)節設計區塊鏈的應用，同時(shí)也在考慮基于不同主鏈技術(shù)開(kāi)發(fā)，比如基于比特幣的，基于以太坊的，基于Hyperledger的，而能源區塊鏈實(shí)驗室也是HyperledgerProject第一個(gè)能源行業(yè)的成員。(本文首發(fā)鈦媒體，根據能源區塊鏈實(shí)驗室創(chuàng )始合伙人、信達證券首席區塊鏈專(zhuān)家、首席能源互聯(lián)網(wǎng)研究員曹寅在鈦坦白上的分享整理)