能源區塊鏈與能源互聯網

文 | 曹寅

能源區塊鏈與能源互聯網

文 | 曹寅

能源清潔化，參與主體多元化，行業的市場化，主體關系的復雜化，能源的金融化，生產的分布化，共享經濟化，分享經濟化，還有產銷一體的融合化，未來類似這些能源行業的范式變化，將會對全行業以及全人類帶來巨大的影響。

在這里，我們用一個非常形象的案例作為介紹。分布式光伏發電的價值鏈模型中涉及到的參與方有電站投資者、電站開發商以及屋頂業主，同時也有用電企業、電網公司、財政部，這些參與方的關系看起來比較簡單。如果我們把碳交易價值鏈放進來，參與主體將增加交易所和控排企業。在價值鏈模型中，這些參與主體之間的關系比較簡單，當然這僅僅是理想情況。

在真實商業世界中，具體情況是這樣的，還是這條價值鏈，還是那幾個參與主體，但是，由于不同主體間普遍缺乏信任，因此真實的主體間的關系會十分復雜，導致在這條價值鏈上的價值生產和流動過程的摩擦成本非常高，充滿了各種各樣耗時耗力增信和中介過程。而且，分布式光伏價值鏈僅僅是整個大能源環節中非常小的一環。整個電力網絡從發、輸、電、配、售、用、儲，是一條無比復雜的價值鏈，同時因為電力行業非常特殊的即時生產、即時消費、難以儲存的特性，導致整條價值鏈上各環節環環相扣，而且能源流、資金流、信息流這三流之間也是你中有我，我中有你，整個系統的復雜度、交易成本是呈指數級別上升的。再舉一個例子，目前，在中國碳資產的發行中，從項目發起到進入交易所流通，中間過程至少需要10個月，這么長的時間成本都將變成經濟成本分攤到每一個減排企業和控排企業，以及每一個能源消費者身上。如此復雜的過程，對于中國能源的清潔化、能源的分布化、能源的共享化會造成巨大的挑戰。

未來的能源情境是怎么樣？源，可再生能源波動性明顯；荷，消費側機性不斷加劇；網，能源輸配網絡日益復雜；儲，儲能配置方式紛繁復雜。我們如何應對？

未來能源互聯網真正的瓶頸在于，由于參與主體過多，系統的物理和數字復雜性和波動性劇增，再加上身份的模糊性、資源的彌漫性、無所不在的分布性和參與的社會性導致信息流、能量流、資金流無法合一，結果就導致整個能源系統在能量流動和價值流動過程中的過程成本、管理成本、交易成本劇增，而這些問題大部分來自于參與主體之間缺乏最基本的信任。

自從2014年4月香山會議第一次正式討論能源互聯網的中國定義到現在，其實我們的學術界、政策界，包括產業界，一直在設計各種能源互聯網模式。但是，絕大部分能源互聯網的設計都是從上帝視角出發的，預設了各參與主體都會積極參與，但事實完全不是如此，不僅參與主體對于系統設計者不信任，參與主體之間也缺乏信任。所以，我們能源區塊鏈實驗室認為能源互聯網落地需要新的范式，以及匹配的工具。目前大家公認的能源互聯網有五大特征——精確計量、泛在交互、自律控制、優化決策、廣域協調。但這五大特征全部面臨現實問題，第一，精確計量如何確保數據真偽？第二，泛在交互如何確保交互主體間的信任？第三，沒有“預言機”的自律控制如何落地？第四，優化決策存在中心悖論；第五，廣域協調容易淪為內卷式發展。

怎么辦？我們實驗室是全球第一個想到以區塊鏈作為工具實現真正能源互聯網，區塊鏈可以做什么？第一，基于區塊鏈的數據公正確保信任，公私鑰結合的訪問權限保護隱私，真正做到保護隱私，可信計量。第二，區塊鏈防篡改，實現主體間強制信任，實現強制信任下泛在交互。第三，區塊鏈+大數據+人工智能構成可信任預言機簽署外部數據，實現虛實交互的自律控制。第四，基于區塊鏈部署的設備間點對點交互式決策，不需要將信任托付于中心化平臺代為決策，實現設備民主，分布決策。第五，各主體間基于明確的互動規則進行隨機博弈，系統呈現中性演化，通過改良互動規則實現競爭進化，最終實現廣域博弈，協調演化。基于區塊鏈，我們真正實現了能源互聯網從Beta版到1.0，從紙面版到商業版的過程。

區塊鏈和能源結構是全方位的結合。我們以三個行業為例，私有鏈以光伏電站為例，剛開始在區塊鏈1.0階段，區塊鏈實現電站運維日志區塊鏈登記，內部授權訪問。2.0時代，實現基于大數據的電站管理運維，電站的自動運行。到了3.0時代，將實現零邊際成本發電，每塊組件自有ID和經濟賬戶，售電收入自動抵消OPEX（運營成本）。

聯盟鏈以售電為例，區塊鏈1.0階段實現發用電數據區塊鏈登記，避免上下游糾紛，降低管理成本。區塊鏈2.0時代，基于區塊鏈數據的購售電直接自動結算。區塊鏈3.0時代，售電公司透明化，發電設施和用電設備自動雙向結算，包括需求側響應和自發返售交易

公有鏈以碳市場為例，區塊鏈1.0實現減排、排放數據有關數據和文件電子化存證，確保數據不可篡改，減低監管成本，2.0時代實現簡便化CCER（溫室氣體減排額度）發行流通，基于區塊鏈的簡便化和自動化CCER發行和流通體系。3.0是減排經濟圈，減排量將通過區塊鏈成為特定經濟生態圈的一般價值等價物。

這個時候我們再看看具體的案例，還是分布式光伏為例，分布式光伏的問題在于利益相關方非常多，行業參與主體之間嚴重缺乏互信。此外，由于未來電力市場化，導致價格波動明顯，同時電站金融產品開發成本高。怎么辦？我們實驗室提出利用區塊鏈分布式總賬實現強制信任，相關方點對點互動，智能合約自動執行電力交易，需求波動自動響應，區塊鏈還可以實現電站收益直接證券化，基于股權平臺實現電站眾籌。

再介紹下針對電動汽車的區塊鏈應用，目前電動汽車領域的痛點在于私人充電樁難以實現共享，電動汽車V2G缺乏激勵機制，動力電池梯級利用無法保證電芯質量。怎么辦？我們實驗室提出了基于區塊鏈的方案，基于智能合約和分布式總賬的充電樁按時租賃，電動汽車V2G自動響應，虛擬貨幣激勵機制，電池電芯生命周期數據區塊鏈儲存和認證，實現未來動力電池能夠按照真正的價值流轉到儲能電站。

除了具體應用，更重要的是，區塊鏈真正實現能源的數字化精準管理，我們現在發的每一度電就像河流小溪流入大海一樣，無法確定水滴來自什么地方，發電匯入電網，區分電源沒有意義，無法做到基于電源和能量的精確管理和結算。

但在數字世界，每度電都有數字映射，通過數字映射，重新建模電力網絡，實現精確管理和結算。如果說你用這種解構—建構的思維，再去看現在各種各樣的社會現象，各種各樣的經濟現象，你會發現都是你不認識的世界了，你想象一下，如果大海中的每一滴水都具有精確的ID，你看待大海的視角將會完全不一樣。區塊鏈就是起到這樣的作用，先解構，再建構形成新的生產關系。

（本文作者系信達證券首席區塊鏈專家、能源區塊鏈實驗室創始合伙人。）