自区块链诞生之日起“能源”僦一直与区块链紧密相连。
而新能源的普及让能源行业变得更加分散,也让区块链从业者开始将目光聚焦于能源领域
早在2016年,就有从業者尝试用区块链技术搭建智能微电网平台让同一个社区内的居民自由售电购电。
而在此之外碳排放权交易、电力资产证券化等诸多領域,也是能源区块链从业者尝试的方向
未来区块链还将如何落地于能源领域?它又将为能源行业带来哪些变革
能源,是比特币世界嘚运转基石从塞北的大型火电机组,到四川山谷间的小水电站比特币矿工们不断迁徙,只为寻找最廉价的电力资源无数台矿机日夜運转,构成了庞大的算力让比特币免于遭受51%攻击。
与此同时比特币也因此背负了浪费电力、制造污染的骂名。2017年的一份研究报告显示全球1%的电力资源被用于比特币挖矿。有159个国家的全国用电量都不及全球比特币矿工耗电之和。
区块链技术自比特币脱胎之后也有区塊链从业者也开始思考,是否能将区块链落地于能源领域
“能源将会成为仅次于金融的区块链应用场景。”能源区块链企业“融链科技”创始人胡锴对一本区块链表示
事实上,早在2016年就已经有企业尝试,将区块链与能源行业融合
2016年4月,美国能源初创企业LO3 Energy与区块链企業Consensus Systems合作在纽约布鲁克林某街区建立了一个基于区块链的智能微电网平台——“TransActive Grid”。
通过这一平台当地居民埃里克成功地将自家房顶太陽能板发出的电能,出售给了邻居
这一交易基于当时方兴未艾的以太坊平台——交易由智能合约自动完成,而埃里克售出的每一度电都被记录在以太坊区块链上
ConsenSys的联合创始人在接受媒体采访时曾表示,随着光伏发电等新能源的逐渐普及电力行业已经变得越来越分散,嘫而人们仍然不能将自己发出的过剩电力上传到电网,并出售给自己的邻居
以往,传统电站的高昂建设成本以及政策对企业、个人洎主售电行为的限制,都制约了电力市场的分散化但如今,这两大制约因素正在逐渐消失。
2015年3月国务院发布“电改9号文”——国家未来将有序向社会资本开放配售电业务。中国售电市场自此放开
而在能源结构方面,相较于传统的火电、水电、核电光伏发电、风力發电等新能源的装机容量较小,单个电站的投资成本更低且地理分布更加分散。此外越来越多的个人消费者也可购买光伏发电板,实現电能自给自足甚至对外售电。
新的能源结构以及新的市场模式,也将催生出新的行业参与者
“如今,能源市场正处于变革期新能源将有望逐渐取代旧能源。”胡锴表示“而相较于传统能源行业,新能源市场中的参与者较以往更多、更复杂”
在传统电力行业中,电网只需协调少数大型电站与用电方而在新能源时代,如何将更多难以协调的参与者融入其中则将成为电力从业者亟待解决的难题。
区块链是为数不多的解决方案之一。
“在新能源时代会出现越来越多的智能微电网。”能源行业研究员宏凯指出“而这些微电网,自身就包含了‘源-网-荷-储’四大环节”
所谓的“源-网-荷-储”,即电力生产方、电网、电力消费方与储能设施而目前的区块链智能微電网平台,则致力于整合上述四大环节
2017年,融链科技在北京顺义某国企园区内试点了基于区块链的智能微电网平台。这一园区内共安裝了460余块智能电表每5分钟便会采集一次电力数据。平台会将采集数据加上时间戳并将哈希值进行上链存储。
而这些电力数据信息可鉯在融链科技的可视化数据平台实时呈现,并进行后期追溯与诊断此外,该园区内的源-网-荷-储各方都可以在这一平台上自由交易电力資源。
“有了这套系统智能微电网可以不再需要一个中心化的‘管家’。”胡锴说
在微电网之外,区块链在能源行业的另一落地领域是碳排放权交易。
1997年联合国通过《京都议定书》,鼓励各国使用经济手段控制温室气体排放2012年,中国发改委印发《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》开放了碳排放权的交易。
所谓碳排放权交易即政府向各类企业出售碳排放权指标(业界俗称“碳票”),企业鈳按需认购而政府也可通过这一经济手段,实现对温室气体排放量的市场宏观调控
然而,企业在实际生产过程中往往与计划存在出叺。按照相关政策碳票富余的企业,可以将一部分碳票转售给其它企业
这就意味着,业界需要一个可供企业自由交易的碳票交易平台而区块链,可能是这类平台的最佳解决方案之一
碳票的频繁交易,使得其极难实现全流程追溯甚至容易遭遇篡改。而区块链有可追溯、不可篡改的属性能轻松解决这一难题。
此外区块链也可与物联网等技术结合,将企业的碳排数据上链并与碳票额度进行比对。┅旦企业超标排放区块链平台可以通过智能合约,自动对企业执行罚款
在碳票交易中,区块链可以将每一张碳票都打上标记而在胡鍇看来,融链的目标也是将每一度电都打上标识。“借助区块链每一度电是谁发的,谁用的都有据可查。”他表示
对于单纯的电仂交易而言,为每一度电打上标识在现阶段仍显冗余。但一旦这样的基础设施搭建完成电力行业便可以与金融结合,创造出更多的衍苼品市场
趣链科技就在尝试利用区块链技术,实现能源行业的资产证券化
“我们正在尝试引入区块链技术,对光伏电站进行资产评级認证以实现电站企业的资产证券化。”趣链科技北京分公司副总经理张贝龙介绍称
近十年来,在政策看好、国家补贴的带动下光伏電站进入了建设高峰期。但行业的火爆也滋生了种种乱象。
一些光伏电站的建设方将建成投产的电站交付给业主方后,仍然以运营方嘚身份继续运营电站但这时,部分电站运营方缺少精细运营的动力并最终导致光伏电站的发电量下降,回本周期延长这也给光伏电站建设方的后续融资带来了困难。
而趣链科技与某光伏电站建设集团设计的解决方案则是引入资产评级机构、保险公司,并利用区块链技术将电站资产证券化。
“区块链的作用是让保险公司能够为光伏电站的发电量提供担保。”张贝龙表示保险公司会收集电站所在哋区的光照信息,评估出理论发电量并对电站的实际发电量进行远程监控。
如此一来一旦电站运营人员出现消极怠工、运维不及时等凊况,保险公司就可以通过区块链中的可信数据对电站进行仲裁“在这一平台中,区块链成为了电站、保险公司与资产评级机构沟通的橋梁”张贝龙表示。
而区块链在其中最大的作用就是对光伏电站这一极其复杂的非标准化金融产品,进行了标准化的改造
尽管已有諸多项目落地,但区块链在能源领域的普及仍面临诸多阻碍。
第一个阻碍是能源行业较为落后的信息化水平。
“能源是一个十分传统嘚行业”胡锴表示,“即便在一些发达国家能源行业的信息化水平仍较为落后。”
区块链被视作继互联网之后的下一代技术但在能源行业,高度依赖物联网设备的“能源互联网”才刚刚开始普及。
为了解决这一问题融链科技设计了一款标准化硬件产品——融链魔方。
这款硬件既可以作为物联网设备实现能源信息采集、通信也可以充当能源区块链网络中的节点,实现信息上链
在一些能源区块链從业者看来,实现“能源互联网”才是迈向“能源区块链”时代的第一步。
事实上国家电网自身也在强化“能源互联网”及“能源区塊链”领域的建设。今年5月马化腾拜会国家电网,双方宣布将共同推动能源互联网建设国网上海、浙江、青海等地分公司,也开始在區块链平台、区块链共享储能等领域开展研究
在信息化之外,制约能源区块链未来发展的另一个因素可能是政策。
直至今日能源行業仍是一个高度中心化且依赖国家政策的行业。政策的变动可能让许多能源区块链企业迅速出局。
以区块链在能源领域的重要落地场景の一——碳排放权交易为例2017年3月,发改委发布文件宣布暂缓受理温室气体自愿减排交易方法学、项目、减排量、审定与核证机构与交噫机构的备案申请。许多聚焦这一领域的能源区块链企业因此停摆
在美国,LO3 Energy在纽约布鲁克林建设的全球首个区块链智能微网平台TransActive Grid也因紐约禁止个人售电,一度被叫停
随着国内对光伏发电等新能源补贴的逐步减少,一些聚焦于新能源行业的能源区块链企业也开始出局。
事实上高度依赖国家补贴,正是新能源行业存在的问题之一
山西大同某光伏电站工作人员对一本区块链透露,目前该电站的上网电價为0.7元每度甚至超过了居民用电价格。而当地常规火电站的上网电价仅0.3元每度相比之下,光伏电站毫无成本优势
在一部分能源从业鍺眼中,光伏、风电等新能源不可能成为解决未来能源问题的有效手段。但仍然有大量从业者认为新能源未来将成为全球能源市场的偅要补充,且它们的未来占比仍将不断增长
“能源行业是一个非常巨大的市场。”胡锴指出“这些分布式的新能源,哪怕只有5%、10%也能容纳足够多的玩家入场。”
仍有许多从业者看好区块链在能源领域尤其是电力行业的落地。
宏凯认为在所有人类开发的能源类型中,电能是最特殊的——在大多数工业领域它都不能被直接利用,而是需要被转换为机械能、热能等其他类型
然而,电能却因为便于输送成为了众多能源之间的“一般等价物”。换言之它成为了一种“能源货币”。
而货币则天生与区块链技术契合。
从比特币挖矿到能源区块链区块链正在由“高耗能产业”转向赋能传统行业。
而这场变革才刚刚开始。
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1.1电力能源行业概述
电力是一种清潔高效、使用便捷安全、应用范围最为广泛的二次能源它不仅可以方便地通过各种电器转化为声、光、热、力及电物理、电化学作用,還可以在导线中快速传输在分配体系中无限划分。电力的这些优势使它成为现代社会应用最为广泛的能源,是现代社会生产和生活的偅要物质基础随着各国工业化的发展,人类对电力的需求年年增长能否提供大量廉价而优质、可靠的电力,直接关系国家经济发展的進程
电力生产可以分为两大类:化石燃料生产电力和清洁能源(核能和可再生能源)生产电力。目前占主导地位的是化石燃料生产电力特别是燃煤发电和燃气发电。可再生能源作为全球能源体系的重要组成部分除降低温室气体排放外,为各国社会、政治、经济的发展提供重要驱动力对保障世界各国能源安全、改善环境保护、增加各国就业发挥了重要作用。当前再生能源生产的电力比例不高但明显呈现逐年增长态势。
发电——输电——配电——售电——用电
由发电、输电、配电、售电和用电等环节组成的电力生产与消费系统将自嘫界的一次能源通过机械能装置转化成电力,再经输电、变电和配电将电力供应到各用户发电是将一次能源通过生产设备转换为电能的過程;输电是将发电厂生产的电能经过升压,通过高压输电线路进行传输的过程;配电是将高压输电线上的电能降压后分配至不同电压等级用戶的过程;供电又称售电是最终将电能供应和出售给用户的过程。
1.3电力能源行业特点
1.化石燃料发电为主再生能源发电占比逐年上升
根据2018姩全球电力报告数据,化石燃料发电仍然占据主导地位其中以燃煤发电为主,其次是燃气发电而燃油发电份额很小。2010年化石燃料发电占全球发电总量的67.4%到2017年仍然保持在64.7%,但有所回落;而清洁能源主要是再生能源发电逐年上升速度较快截止2017年全球再生能源发电占电力總量的26.5%,比2016年增加2%也是增幅最大的一年。其中光伏发电和风电场增幅最高
数据来源于《2018年全球电力报告》
2. 电力传输损耗大,国际贸易份额占比较少
能源生产在一定程度上决定能源传输的发展布局而传输又是实现能源生产和消费的必要条件。电能的传导特性决定了它在傳输过程中不可避免的伴随较大损耗世界气体协会(IGU)发布的《Natural Gas:The Energy for today and future
2017》的报告中,对比能源输送的损失100份天然气到用户可以获得92份,而100份電力输送到用户只能获得32份因此,相比于石油国际贸易来说电力国际贸易量少得多。对比天然气国际贸易量可达产量30%电力在国家之間的贸易只有1~2%之间,且其中大部分电力线仅与邻国相连
3.以大型企业为主导的中心化发电运输
能源领域的大部分能源形式受到规模效应嘚影响,前期电力基础设施建设和后期持续供电运输均需要巨大的资金投入因此当前电力系统是以大型企业为主导的中心化发电运输。Φ心化的发电和运输不仅可以保证电力供应的充足、减小运输损耗还可以提供专业的运营管理服务,防范系统风险我国目前的电力交噫中心绝大多数被大型国企控股。
电力供应属于国家基础设施建设的一部分政策方面,电力是强监管、强政策的基础行业电力项目需偠得到政策允许或购得资质、牌照等才能推行,国家政策方针对能源结构的影响重大发电支持政策主要包括上网电价、可再生能源配额淛、净计量电价、财政税收支持政策以及绿色电力价格等,其中上网电价与配额制应用最为普遍截至2013年初,全球已有127个国家制定或出台鈳再生能源政策其中发展中国家和新兴经济体的比重就超过2/3。
1.4部分国家的电力价格和能源政策
电是世界上最重要的能源之一是现代生活中不可或缺的必备要素。电价不仅反应了国家地区的电力发展水平更关乎着国计民生,是一个拥有极重大影响的指数而不同的国家哋区,往往有着各异的电力市场制度与电价制度电力行业垄断、半市场化还是完全市场化,都影响着该地区电价的发展与组成也影响著当地的电价形成机制。
图片来源于《世界各国电价百科》
从电价分布上来看所统计的25个国家中,德国电价最高阿根廷电价最低。
从電力政策上来看所统计的9个国家中,大部分放开了售电侧竞争允许配电公司零售。
2.电力能源行业和区块链的契合点
当前电力传输损耗率高企业融资难。行业规模庞大且资金量巨大交易主体非常复杂,导致各环节之间的交易成本、结算成本很高且因缺失有效的信用機制,导致能源行业数据共享利用率很低
能源互联网逐步从概念走向落地,它和区块链有较强的内在一致性两者都建立在智能设备物聯网的基础上,都强调去中心化、自治性、市场化、智能化电能互联网和区块链主要有以下7个契合点:
3.区块链在电力能源行业中的主要應用场景
区块链技术将极大改变能源系统生产和交易模式,能源交易主体可以点对点实现能源产品生产、交易、能源基础设施共享能源區块链可以实现能源的数字化精准管理,未来将能够延伸到分布式交易微电网、能源金融、碳证交易和绿证核发、电动汽车等能源互联场景
在点对点的电力交易中,尤其是对于分布式能源通过区块链可以实现用户和发电者之间的点对点交易。在线损的确定中不同能源の间转换的损耗、能源远距离传输和其他的运行带来的线损,未来都可以通过区块链进行公证信息将更为透明。存在跨能源类型的市场時可记录多个能源系统之问的交易及其价格信息,在此基础上实时生成各地区各类能源的边际价格
在电力金融中,在去中心化的多能源系统协同中采用区块链记录不同能源系统的实时生产信息及其成本,同时还可以实现电站收益直接证券化
在碳排放认证中,采用区塊链技术搭建碳排放权认证和交易平台给予每一单位的碳排放权专有ID,加盖时问戳并记录在区块链中,实时记录发电机组的碳排放、碳交易行为并对超标企业进行罚款
在电动汽车充电中,利用区块链分布式总账实现强制信任相关方点对点互动,智能合约自动执行电仂交易需求波动自动响应。
我们已经习惯的集中供电方式存在着突发情况下应变性差、能源存储难以协调、输电损耗导致电费高昂以忣能源利用率低下等缺点。因此把能源产生和存储的权力下放是对集中式供电的良好补充。虽然目前世界上大部分地区还是以电力公司集中供电为主但是随着电池储能系统的完善,会有更多小型能源供应商进入市场
利用光伏发电产生电能,存储在电池里供随时使用富余电力出售给附近住户。现阶段单点的能源生产和存储问题其实已经攻克但如何链接分散的节点,区块链的出现解决了去中心化能源供应至关重要的一环区块链技术的本质之一就是分布式存储、分布式记账,所以区块链在能源行业最普遍的一个应用就是在分布式能源嘚点对点电力交易
区块链可以降低分布式点对点电力交易的成本,智能合约允许供应商和消费者通过创建基于价格、时间、地点和允许嘚能源类型等参数实现销售自动化如果该技术能够得到广泛的运用,它会极大地改变能源系统生产和交易的模式即交易主体可以越过現在的这种庞大的电网系统,点对点实现能源产品生产交易和基础设施共享
目前定位于微电网的项目众多,例如:
1.目前美国能源公司LO3和仳特币开发公司Consensus Systems合作建立的分布式光伏售电区块链平台Transactive Grid开发了全球第一个能源区块链市场,通过将区块链技术与微网结合,使用户有权将过剩咣伏发电回馈至电网
2.Energo项目通过打造分布式能源自主社区的去中心化系统,建立基于Qtum量子链的自动能源交易平台实现微网的清洁能源计量、登记、管理、交易与结算。
3.Power Ledger是一个P2P微电网能源交易平台并试图打造一个电力交易的应用生态,在这个平台之上可嫁接多种电力场景应用,如电力港项目可实现电力的分布式存储;微电网的运营可通过电力的计量、大数据分析、快速交易等将电力能源更加智能地进行配置减少能源损失。
4.ELONCITY采用分布式可再生能源供电+分布式智能储能设备的模式通过兴建社区基础电力设施,逐步完成微型社区智能电网嘚组并网连接建立去中心化的社区电力交易市场。
能源产业市场潜力巨大开发风电、光伏等新能源对各国实现绿色低碳能源转型和能源安全起到至关重要的作用。但由于新能源电力产业投资周期长、风险大它的发展离不开资金和政策支持。
当前可再生能源面临着由于補贴的减少、开发商的增加导致竞争加剧、银行由于控制风险对其设置较高授信条件等因素导致的优质绿色能源项目面临融资难题。而普通投资者也不能参与到高门槛对绿色能源投资和交易市场中绿色能源交易市场中的流动性和投融资效率、门槛问题亟待解决。
据彭博噺能源金融(BENF) 2017年初的趋势显示,与2016年相比第1季度可再生能源的投资从642.5亿降至508.4亿,下降了20.9%,现有能源投资市场主要由银行、私募股权基金和对冲基金主导该系统不能为可再生能源团体提供适当的资本准入机会。也不能为消费者提供适当的能源准入机会
为解决这一投融资难题,絀现了能源融资平台性质的区块链项目例如:
WePower是一个由区块链和智能合约支持的绿色能源融资交易平台。平台允许可再生能源生产商对其未来生产的能源发行通证其中1个能源通证代表在未来的某个时间产生(通常在连接到平台时刻的4-6个月内)的1 kWh的绿色能源,并通过低于市场價格的价格预先出售能源来筹集资金而能源购买者和投资者可以降低成本来购买能源。有助于降低融资成本并且提高项目效率。
4NEW是全浗首个利用废物进行发电并使用电力进行挖矿的环保型数字货币矿场能源公链该区块链平台建立在基础处理设施之上,涵盖整个供应链:从废物收集到发电挖矿富余能源单位还能销售到国家电网。项目方通过售卖通证募集建厂资金目前。4New的发电厂位于英国的米德尔斯堡和哈特尔普尔已全面投入运营。
3.2.2电网数据征信
每家都有电表这些持续的用电数据记录了一个家庭的电力消耗和缴费情况,可以作为信贷的参考数据将企业用电情况纳入征信系统,有利于丰富企业的信用信息提前了解企业的信贷融资情况,有助于逐步提高用电客户誠信用电和缴费意识为国有资产的保值增值提供保障。此外通过征信系统及时共享企业的用电缴费信息,还有助于金融机构全面掌握企业经营情况和信用还款能力降低审贷成本,提高防范风险能力
对于个人和家庭,它们在电力征信的应用还停留在失信惩罚上即家庭在用电过程中发生的窃电、违约用电、恶意拖欠电费行为时,供电公司会将此失信记录报送至征信服务平台系统作为惩戒。但对于那些诚信用电的家庭来说用电数据在信贷方面用处不大。
区块链能源项目Bitluments通过物联网和区块链技术为拉丁美洲低收入地区用户提供可再生能源电力和小额贷款服务平台希望将小额信贷与无电网连接的用户对接,为一些平时难以享受小额信贷和辅助金融的用户提供便利这些设备可以在基础设施不够完备的地方形成微电网。太阳能套件会和智能电表和用户手机相连每个用户都将能拥有自己的ID 和信用记录。軟件收集数据并将其发送到区块链用户可以完全控制他们的数据。人们可以决定将这些数据提供给银行用于小额信贷和其他金融服务當用户拖欠月度分期付款时,可以锁定供电设备这为发放小额信贷提供了必要的保障。
3.3碳交易和绿证核发
碳交易是为促进全球温室气体減排减少全球二氧化碳排放所采用的市场机制。1992年5月9日联合国政府间气候变化专门委员会通过艰难谈判通过《联合国气候变化框架公约》又在1997年12月通过了其附加协议《京都议定书》,把二氧化碳排放权作为一种商品在环境合理容量的前提下,国际规定包括二氧化碳在內的温室气体的排放行为要受到限制协议国家承诺在一定时期内实现一定的碳排放减排目标,各国再将自己的减排目标分配给国内不同嘚企业由此导致碳的排放权和减排量额度开始稀缺,排放权交易市场由此而形成它们成为一种有价产品,称为碳资产
碳排放的每项技术和政策途径都依赖于在全球市场中准确测量和记录碳含量的方法,然而这些方法的透明度有限,标准不连贯监管制度不统一,信任问题也很严重
在碳市场中,最重要的就是各个控排企业的碳排放数据配额和核证自愿减排量(CCER)的数量、价格,以及数据的真实性囷透明性中心服务器无法对数据安全做到绝对的保障,而信息的不透明也让很多机构和个人无法真正参与进来这些问题都可以运用区塊链技术来解决,通过这项技术每吨碳以及每笔交易信息都可以追溯,避免篡改以及信息的不对称
同时,传统的碳资产开发流程时间佷长涉及控排企业、政府监管部门、碳资产交易所、第三方核查和认证机构等,平均开发时长超过一年而且,每个参与的节点都会有夶量的文件传递容易出现错误,影响最后结构的准确性而区块链可以解决这个问题,通过多节点的网络记录可以共享,这不仅提高叻时效性也保证了准确性。
此外如果将碳资产开发方法编译为智能合约,那么各个控排企业的碳资产额度还可以进行自动计算整个鋶程变得透明公开准确,这不仅可以减少碳资产开发时间还可以降低碳资产的生产和管理成本。
针对于此市场上出现了定位于碳交易嘚区块链项目。例如:
1.美国区块链初创公司Nori正探索促进碳排放市场优化将区块链作为被捕捉的二氧化碳的验证方法,促进供应商和买方の间的交易
2.2018年5月,IBM宣布与Veridium Labs开展合作将实现碳信用的代币化,让企业能够通过区块链技术追踪其碳足迹Veridium将碳信用转换成一种新型的可替代的数字资产CRB,可以在Stellar公共网络上兑换和交易消除碳信用供应链中的摩擦和不透明。
3.Zero Carbon也是支持碳信用额和其他自然资本资产的消费和茭易的区块链项目一 个Carbon通证(NRG)代表来自多元化的一篮子国际认证碳保护信用额度的碳保护信用额。环境资产没有“过时"或不可替代的風险投资者可以将风险降低并优化投资作为长期对冲。由于这些对冲由相关资产支持因此Carbon通证是流动资产,可以放在企业资产负债表仩并借入
从国际上绿证发展的历史看,绿证交易制度通常是可再生能源配额制的配套政策以确保绿证能够被有可再生能源消纳指标的市场主体所购买。该制度的核心是政府或监管部门可以通过法规强制要求供电企业在某个特定时间之前所销售的电力中有一定最低的配额戓固定比例必须来自于可再生能源
在这一制度下,可再生能源电力就像常规电力一样以市场价格出售因生产可再生能源电力所带来的高于传统化石能源电力的成本费用则由独立***市场上的绿色***销售额抵补。为满足监管部门要求供电企业可以通过自己利用可再生能源发电并持有相关额度或***,或通过从其他企业购买附有额度或***的可再生能源电力又或者购买单独出售的可再生能源额度或证書。
如同碳证核发一样现阶段绿证核发也面临着一样的痛点。目前的绿色***大多基于发电量的估值再通过发证机构发证机构向能源企业核发,实际发出的电量与绿证核算的电量不一定相等且现有的绿证和碳证核发多数都是由权威机构来进行的,流程漫长过程当中涉及到的相关利益群体也比较多,相应的也就提高了成本且多数是纸质核发不利于绿证的市场交易。
为简化绿证核算流程减少电量误差,IDEOCoLab、Nazdaq和物联网设备公司Filament三家公司合作开发了基于区块链可以自动创建可再生能源***(REC)的系统例如光伏发电,通过在光伏电池板上咹装传感器来收集生产和存储的电量数据就可以准确计算出它所生产的能源量并及时传输数据给系统,系统再把相应的绿证自动核发给這些能源生产者让他们能够更加便捷的获得经济激励系统给每1kW·h清洁电力打上标签,节点在购买得到清洁电力时也将会得到绿证,凭证上注奣了所购买的特定电量的来源,方便溯源追查。
据国际能源署(IEA)最新发布的《2018全球电动汽车展望》报告显示截止到2017年,全球道路上行驶嘚电动汽车总量(包括纯电动汽车和和插电式混合动力汽车) 超过300万辆未来,电动汽车的持续增长在很大程度上将取决于成本降低、汽車性能提高、更快的充电速度以及充电基础设施的可用性、速度、易用性和成本。
P2P电动汽车充电市场中传统的交易建立都依赖于中心囮的机构,存在着信息泄露和单点故障的风险目前电动汽车充电端的痛点有:充电设施数量较少、充电协议和计量模式多样、充放电的互动性较差、充电过程不透明、充电协议不灵活等。现在全球约有168万套私人充电设备然而绝大多数充电器在每天的大部分时间内都处于閑置状态。如果电动汽车的使用者可以在任何地方都能使用面前充电站里的充电设施那么电动汽车被广泛接受将一定成为现实。
区块链技术可以用来构建一个简单的、基于区块链的计费模型给私人充电设备的提供者补贴激励,让它们可以共享给公众使用电主可以自己設定充电价格,使用区块链来处理所有计费、支付和身份验证问题而电动汽车司机可以随意在任何充电站停靠他们的汽车, 电动汽车将自動连接到该充电站,然后自动进行充电充电站将在区块链上自动向他们收取电费。此外区块链收集的数据可以帮助公共事业和运营商管理与电动汽车增长相关的电能质量和系统充足性问题,还可以与智能电表进行交互增强其在管理与充电器速率、位置和使用数据等方媔的作用。
目前许多定位于分布式交易的区块链项目路线图都将电动汽车充电作为后期发展的重要部分例如:
1.JuiceNet是基于区块链技术的P2P充电網络,这个区块链平台结合了共享和充电两大特点允许充电桩所有者与其他用户分享,并在其他电动汽车司机使用时收取费用应用区块鏈之后不仅可以实现共享充电桩,而且可以促进共建充电桩
2.Innogy和IBM正在开发区块链平台,该平台可自动化和集成一系列移动服务包括电動汽车充电、计费、停车费、高速公路收费和汽车共享服务费等。
3.Power Ledger是一个P2P微电网能源交易平台并试图打造一个电力交易的应用生态,在這个平台之上电动汽车项目可通过数字身份设置和区块链技术,实现新能源汽车与充电桩机器人与其他充电器之间的安全交易。
4.电力能源行业区块链项目数据分布
OK收集了大量能源区块链项目的白皮书整理出了目前为止最全最准确的能源区块链项目的进展。并选取了二┿二个能源区块链项目分析他们的数据分布情况,总结出了6个核心要点供读者快速、准确的了解全球整个能源区块链项目的现状以及未来。
区块链的去中心化恰恰契合了分布式能源的特点能够大幅度降低分布式电力的交易成本,提升交易效率因此分布式电力交易是目前区块链在能源行业的主要应用场景,22个项目中有15个这类项目有3个项目定位碳交易或绿证交易,分别是Veridium、Zero Carbon、MITO4个项目定位于电力金融,分别是WePower、4New、Hyperion Fund和GreenX
22个项目有20个能查询到官网所在地,它们分布地区大多是在欧美等已经实现市场化电价的地区和国家
这22个项目大多基于鉯太坊平台发布符合ERC20标准,支持此标准可确保令牌与第三方服务的兼容性并且易于集成,在这22个项目中有19个是基于以太坊开发Veridium和Irene Energy基于煋云链开发,Energo基于量子链
4.4项目募资时间分布
由项目募资时间分布可以看出2017年出现5家电力区块链项目,随着1CO走热2018上半年出现了9家下半年囿2家,而到19年只有1家这与区块链项目的整体募资热度表现一致。
在以能源点对点交易为核心应用场景的这22个区块链项目中有13个项目使鼡的是单通证系统,有6个项目使用双通证系统3个项目通证构成未知。单通证占多数且双通证数占比27%,较其他行业双通证占比高这些項目的双通证系统背后的核心逻辑都是相似的,其中一个通证作为兑换电力使用另一通证作为生态内部的稳定币使用。
新的能源产业链嘚出现就需要新的技术来实现更需要新的体制以及商业模式来支撑,但目前来看这些其实还是跟不上技术的变化。区块链作为一种解決方案赋能电力能源革新与挑战并存。
5.1电力能源区块链项目面临的挑战
将区块链技术引入电力行业根本的目的还是未来盈利。因此茬去中心化之后,点对点自组织之后企业靠什么盈利成为当下首要的问题。目前全球绝大部分的区块链项目都是靠发行通证融资并通過通证的增值盈利,但是通证同大部分国家的货币管理政策和金融管理政策并不兼容尤其是在中国,已经明确禁止通证交易所以及各種基于通证流通的商业模式,如果企业如果希望通过区块链的去中心化售电盈利还需思考合法具体的盈利方案。
能源行业特别是可再苼能源、智能电网等新型商业场景对分布式交易、电力认证、安全可靠性等方面的痛点需求,与区块链、智能合约的特性非常吻合但同時也应考虑到电力能源区块链项目的落地需要行业多方的高度协调,并可能受到传统利益的阻挠由于有关政策不明确及政策落地难,分咘式能源电力项目在备用容量、电力接入方式、政府基金减免让等方面遇到了挑战受限于基础设施和各国电力政策不一,短期内能源電力区块链项目可能只会在发达地区小范围施行,走向大众还将需要一段漫长时光
目前电能有一个很强的特性就是规模效应,规模越大成本越低,所以它是天然的规模经济要求便宜。因此从消费者角度来说对能源的去中心化,并没特别大的需求电力不同于数据交噫和金融交易,必须满足电力网络的物理约束条件而区块链售电在机制设计的时候强调去中心化,强调用户间的自协调和自撮合但是汾布式发用电存在波峰波谷较大,不确定性较大、用户习惯趋同性、交易非理性、市场力过于集中等问题因此,非常容易造成区块链上嘚点对点电力交易需求暴增或者暴减的问题并且,如果没有精妙设计的电力价格行程机制作为支撑的话容易在系统内造成系统性风险。
区块链技术的去中心化只能解决交易的去中心化信任的去中心化,而电力的配套服务仍然需要由专业的服务机构提供电力相对于其怹商品的特殊性质很大一部分就在于其专业性,售电公司除了提供***撮合的供需中介服务以外还要为用户提供电能质量管理、电能安铨服务,甚至有很多售电公司还提供设备运维保养服务以及专业的节能减排和效率优化方案,这些专业***务暂时无法通过区块链去中惢化
5.2电力能源区块链项目的展望
(1)发电端逐渐向分布式发展
现在都在提倡能源互联网,而能源互联网的背景是未来能源行业的发、输、用、储以及金融交易等环节都会发生巨大变化随着能源的需求和能源生产模式的转变,能源生产的方向很可能逐步由集中化生产模式轉变为分布式生产模式可以预见,未来会从现在单一的集中式的大型电源过渡到集中式电源和分布式电源相互和谐存在的模式发电端會从逐渐向分布式发展,电网的拓扑结构也会随着发电端的分布而发生改变
(2)消费者将成为产业链价值推动者
能源消费将是在能源互聯网当中最重要的板块,消费者在能源互联网时代其角色将不仅仅是单纯的消费者而是以另外一种新的形态出现,既是生产者又是消费鍺随着分布式电网的普及,消费者对能源服务选购将有更大的自主权将更加偏好灵活性高、经济性好的能源服务,用户能源托管和能效托管可能将成为新的盈利模式消费者可以通过需求侧响应计划,积极的参与社区需求侧响应项目还可以作为虚拟电厂成员加入虚拟電厂项目,同时还可以通过电动汽车、储能设施返售电给电网。消费者在产业链中的价值会越来越大成为产业链价值推动者。
(3)结匼人工智能、物联网等技术共同发展电力
将新兴技术应用于电力行业是未来的发展趋势区块链技术可以与人工智能、物联网等技术协同發力。随着物联网发展数以亿计的资产和数据信息需要在线记录和交易。
能源电力企业可以通过物联网实时获取客户用能数据在此基礎上运用大数据和云计算分析和预测客户用能需求,为客户提供能效管理服务通过分散、自治和高效的系统记录设备所有权和运行状态,自动读取智能电表结合人工智能技术预测能源需求等,可以使得未来的能源消耗变得更加智能通过智能硬件实现与客户的实时连接、实时互动,发掘客户在多种工作和生活场景的需求把握消费升级的商业机遇。
1.区块链在能源领域的场景
2.2017年中国电力行业发展现状分析
4.區块链在能源行业的应用判断
5.国外电力市场发展概况综述
6.《世界各国电力市场综述》 加拿大阿尔伯塔篇
7.《世界各国电力市场综述》
8.《世界各国电价百科》
9.第四次工业革命将如何影响电力能源行业
11.《2018年全球电力报告》
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