能源区块链的未来：我国能源区块链蓝海潜力无穷

能源产业结构转变缓慢。过去十几年里，中国化石能源产量保持6.1%的较快发展速度，非化石能源产量尽管增长速度更快（11.2%），但依然相对不足，中国能源产业结构还有很大优化空间。。从国内一次性能源产量结构来看，化石能源产量占据绝对地位，其比重下降非常缓慢。同时，化石能源中煤炭产业占比过高，油气能源产业发展不足。

能源产品清洁化不足。2013年，瑞典、拉脱维亚、芬兰和奥地利使用的可再生能源在总能源中比例超过了三分之一（欧洲环境保护署，2015），而中国生产的各类能源产品中，不可再生的化石能源产品占比一直在85%以上，生物质能、水电、风能、太阳能、地热能、海洋能等可再生能源发展相对不足。当前，由于高品质的天然气、无烟煤、成品油等清洁化石能源产品占比相当低，中国的化石能源产品消费成为绝大部分碳排放来源与主要环境污染源。为了实现工业污染防控与碳排放减控目标，必须不断提高化石能源中洁净能源产品的比重。

管制程度较高，不利于价格机制发挥优化配置资源和激励竞争的功能，导致资源浪费和效率损失。电、成品油等能源价格受到很强管制，天然气等能源价格受到较强管制，煤炭价格也受产业政策的间接影响——如2016年以来煤炭产业“去产能”导致中国煤炭价格大涨。近年来，中央着手推动电力、天然气、成品油等能源产品价格市场化改革，取得了一定成效，但市场化还有很长的路要走。二是能源产品价格构成未充分考虑资源与环境成本。能源产品的生产、输送与消费存在很大的外部性，资源消耗与环境损失成本在各种能源价格中没有得到合理体现，导致清洁能源的价值优势在价格中体现不充分，不利于清洁能源获得竞争优势。

能源供给动力不足。我国能源工业发展主要依赖劳动、资本、资源等要素投入，较少地依靠制度革新、要素升级与结构优化这三大“供给侧发动机”，导致能源工业整体生产效率增长与能源产品质量提升缓慢。尤其是煤炭采选产业的扩张过于依靠资本投入，重复建设较多，导致中国能源工业的边际报酬递减较快，生产效率增长缓慢，产能过剩、资源浪费与环境损害严重，拖累了整个能源工业的优化升级与可持续发展。自身供给动力的不足导致我国能源对外的整体依存度偏高，近十年来我国石油、原油和天然气等进口量增长迅猛。

1.4.政策风向全力支持，供给侧改革大力推进

为了破除能源供给结构优化的各种障碍，需要大力推进能源供给侧结构性改革，形成良好的能源供给文化（非正式制度）、能源供给制度（正式制度）、能源供给管理和组织制度（制度的实施机制）；以科技创新为核心，推动能源创新发展。李克强总理在2009年提出要推进能源结构调整和产业升级，近几年中国加快推进能源价格市场化和能源供给清洁化改革，实施煤炭行业“去产能”，取得了明显成效。2015年，国家发改委把推动能源结构优化作为审批项目的重点。2016年2月，国家能源局局长努尔˙白克力表示，破解新常态下能源发展面临的传统能源产能过剩、可再生能源发展瓶颈制约、能源系统整体运行效率不高等突出问题，必须创新能源体制机制，大力推进能源供给侧结构性改革。能源供给侧改革突破点在于化解防范产能过剩、实施重大战略工程、着力补齐供给短板、创新生产消费模式，这四个方面在2016年均取得了实质性突破，但仍需大力推进。

2.区块链技术：带来能源供给结构改革的新曙光

2.1.全球能源互联网：我国能源供给侧改革的新契机

全球能源互联网是指以国家电网为代表，侧重全球电力互联，利用电力网络在空间上的扩大，将不同区域电网互联，实现不同区域不同类型新能源跨区消纳的能源互联网。全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架(通道)、以输送清洁能源为主导、全球互联泛在的坚强智能电网，符合两个替代(清洁替代和电能替代)的需求。全球能源互联网由跨洲、跨国骨干网架和各国各电压等级电网构成，连接“一极一道”(北极、赤道)等大型能源基地以及各种分布式电源，能够将水能、风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户，是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台，具有网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征。

全球能源互联网的发展框架可以概括为一个总体布局、两个基本原则、三个发展阶段、四个重要特征、五个主要功能。全球能源互联网将形成由跨州电网、跨国电网、国家泛在智能电网组成，各层级电网协调发展的总体布局，坚持清洁发展和全球配置两个基本原则，经过洲内互联、跨洲互联、全球互联三个阶段，具备网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动四个重要特征，实现能源传输、资源配置、市场交易、产业带动和公共服务五个主要功能。

能源互联网是由数量众多的分布式能源应用单元相互联结而成。由大量分布式能源构成的能源互联网在拓扑结构上完全不同于现在的集中式供能系统。在分布式为主的能源互联网系统中，能源供应具有更大的柔性和开放性，能源网络具有更强的自愈能力。能源互联网最大的特点是大量接入可再生能源。能源互联网通过储能设施、能量管理系统等先进技术，克服风、光等可再生能源受天气和时间影响带来的随机性和波动性问题。能源互联网利用可再生能源的方式主要是发电和热能利用。主要的一次可再生能源包括太阳能、风能、水力、地热、海洋能及生物质等。适合于能源互联网应用的可再生能源有太阳能、风能、地热和生物质。

全球能源互联网基于互联网技术应用发展背景下的清洁、高效的能源利用方式，对于提高资源利用效率以及资源整合重组具有重要意义，是能源供给侧改革要着重解决能源供给结构不合理、大量的煤炭消耗造成环境污染等问题的有效解决路径。

缓解污染问题，增强资源利用效率。全球能源互联网依托特高压和智能电网，加快推进我国西南水电开发，大规模发展风电和太阳能发电，大力推进以电代煤、以电带油，力争提高清洁能源装机及发电量，提高清洁能源占一次能源比重。构建全球能源互联网，有利于推动能源清洁绿色发展，将具有时区差、季节差的各大洲电网联接起来，增强资源利用效率，减少资源浪费和产能过剩，使得要素有效投入，进而加强供给管理。

化解产能过剩，推进资源整合重组。电能是最清洁高效的能源，全球能源互联网的构建便以电能为核心，未来的能源开发、转换、配置、使用的基本平台是电网，清洁主导、电为中心是能源发展的必然趋势。这一理念有效促进了我国对煤炭等传统行业进行资源整合、企业重组，着力对其去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板，全力推动供给侧结构性改革。

优化能源系统，拓宽改革思路。全球能源互联网的用户思维就是指将“用户至上”渗透到能源供给的各个环节，增强产品、服务以及用户体验。全球能源互联网的构建将现有的由生产者控制的集中式能源系统转变成为与消费者互动的集中式与分布式能源结合的网络，重视用户需求，解决用户用能难题，提供系统的能源解决方案。在大数据处理方面，利用先进的技术对能源种类、能源消费以及用户习惯等进行数据采集、分析，为能源的多方交易提供数据互动，提升能源的生产和使用效率。

2.2.分布式能源：能源互联网的天然区块链

分布式能源通常是布置在用户所在地，耦合连接到区域电力系统的发电设施，包含可再生能源系统、热电联产系统、工业能量回收利用系统，并具有需求侧管理功能。分布式能源已成功实现商业化利用，并且是综合效率最高的一种利用方式，能效可达80%以上，且输配电损耗显著降低，能有效降低电网崩溃的概率，提高供电可靠性。分布式能源技术主要包括往微型燃气轮机、工业燃气轮机、热电联产系统、光伏、风力涡轮系统、燃料电池等。其中燃料电池的发电效率将可能达到80%，是未来最具有发展价值的技术。这些技术将和智能控制与优化技术、综合系统优化技术等集成起来，一起成为能源互联网的核心技术。

目前，分布式能源在天然气和光伏发电领域已经取得快速发展。2015年天然气分布式能源在我国开始加速发展，共建成127个项目，装机1405.5兆瓦。预计到2020年，我国规模以上城市均使用分布式能源系统，装机容量达到4000万～5000万千瓦。我国天然气分布式能源发展有进一步加速的趋势。到2020年，我国燃气轮机将实现自主研制及应用，系统集成能力也得到大幅度提升。由于天然气分布式调峰能力强、运行稳定，与太阳能光伏、太阳能光热、地源热泵等互补的分布式能源系统将得到大力发展。中国从2010年开始加大对可再生能源的投资和补贴力度，大力的政策支持使中国成为太阳能发电增长最快的国家。2015年我国已为装机容量世界第一的国家。在最新的“十三五”能源规划中，分布式光伏成为国家未来几年扶持的重点。结合天然气分布式能源的发展，两者优势的互相结合将形成我国分布式能源的新特征。

分布式发电是用清洁能源、生物质、新能源、可再生能源等为一次能源，将规模不一的发电、供热等设备加以集成，以分散的方式布置在用户附近的能源系统，相当于一个可独立输出热、电等能源的多功能小电站。开展分布式发电市场交易需要遵循信息对等、共享、透明，交易分散等基本原则。而区块链技术本身是一个特殊的数据库结构，因为具备去中心化、可以分散等特点，在分布式发电市场交易上将非常有效。

2.3.区块链技术优势：去中心化的能源系统

能源行业应用区块链技术的目标是提供一种完全去中心化的能源系统，能源供应合同可以直接在生产者和消费者之间传达。区块链技术有助于加强个人消费者和生产者的市场影响力，这也使消费者直接拥有购买和销售能源的高度自主权。区块链技术能源领域显示出强大的应用潜力，除了可以执行能源供应交易外，区块链技术还可以提供计量，计费和结算流程的基础。

区块链技术同能源互联网概念有较强的内在一致性，智能合约得以实现无人化智能能源互联网。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，设备的普遍智能化和互联化将和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，基于区块链的智能合约，其作用并不是仅仅如其字面所显示的，只能实现实体或者数字资产交换功能，其实智能合约的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，直接调用区块链上数据，执行所有可以计算的逻辑功能并输出和执行结果，因此，智能合约的真正意义其实是为区块链上各主体间的互动提供了智能化的规则，并且可以在无人参与的情况下，实现各种复杂逻辑功能，这种特征称之为图灵完备。从这个角度上来看，能源互联网的智能设备网络如果要实现完全的无人化智能，恐怕不可能离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。

在能源互联网的应用上，区块链主要具有以下技术优势：

分布式能源交易和供应体系。金融领域的获得的区块链技术应用经验可以应用于能源领域。区块链技术能够支持去中心化的能源供应系统。这将有助于简化多层系统，其中电力生产商、配电系统运营商、传输系统运营商和供应商，通过区块链网络直接将生产者与消费者联系在各个层次上进行交易。

制能源网络。智能合约将向系统发出信号，制定如何启动交易的规则。此类流程将基于智能合约的预定义规则，可以确保所有的能量和存储流都是自动控制的。这有助于平衡供给和需求。例如，当产生比需求更多的能量时，智能合约可以确保这些多余的能量被自动地传送到存储器中。

能源流的安全储存。将所有能源交易数据分散的存储在一个区块链上将有可能保持所有能量流和业务活动的分布式和安全记录。由智能合约控制的能量和交易流可以以防篡改的方式记录在区块链上。因此，分布式能源市场的逐步数字化，为区块链技术提供了创新开发和新商业模式的难得的机遇。

3.能源区块链：相关项目纷纷落地

能源区块链项目主要聚集在欧美国家，美国依然具备着能源区块链创业的最佳土壤，美国的加州硅谷以及纽约都聚集着大批能源区块链创业者。除了美国，欧洲尤其是德国也有不少能源区块链项目，德国对区块链技术整体持较为支持的态度，加上德国较为发达的分布式可再生能源，使得区块链在能源领域的应用十分有前景。柏林的较好的创业环境和氛围也聚拢了大量欧洲极客在此。

3.1.区块链能源的点对点交易

在传统电力交易市场上，电力交易掌握在少数寡头手中，而事实上过去也只有少数寡头能够承担如此高昂的基础设施建设费用。然而随着光伏电板技术的提升，越来越多的家庭部署了家用光伏发电设备，光伏发电设备安装成本较大，但这其中会产生的多余电力却未被充分利用，无论是对于家庭还是社区都是一种隐形损失。越来越多的家庭想要将自家的余电上网出售给其他用户，清洁电力来源也希望降低价格吸引更多用户。

受地域、经济等的限制，电力需求和电力供给之间的不匹配是一个长期以来存在的问题。智能电网能使得这一问题得到有效解决，而区块链技术则是搭建智能电网的最优选择。通过电网的数字化、智能化，自主运行、自我优化，电力生产与消费都将更加精准化和精细化，资源利用将更加集约、高效，决策判断将更加具有前瞻性。

目前，大部分区块链能源项目都集中在P2P能源市场平台。区块链能源点对点交易是目前区块链在能源行业的主要应用场景，区块链的去中心化和分布式特点，让电力生产者、售电部门和消费者可以实现“直连”，可以大幅度降低电力的交易成本，提升交易效率。