全球电力行业区块链主要应用场景分析

全球电力行业区块链主要应用场景分析

（来源：微信公众号“能源研究俱乐部”ID:nyqbyj 作者：能源情报研究中心杨永明）

区块链技术已成为推动能源电力行业数字化的热点技术，区块链项目中很大一部分与可再生能源有关。根据国际可再生能源署2019年发布的报告《Blockchain-Innovation Landscape Brief》，全球超过46%的能源区块链公司分布在欧洲地区。

涉及到具体项目，2019年12月MINDSMITН联合SKOLKOVO Energy Centre发布的报告《Блокчейн в электроэнергетике: ландшафтпроектов и инвесторов》显示，截至2019年，全球电力行业共启动了234个区块链项目，这些项目主要分布在美国（占项目总数的21.4%）、德国（9.4%）、英国（6.4%）、澳大利亚（5.6%）和日本（5.6%），其中欧洲地区占到了项目总数的近一半，北美地区约占项目总数的四分之一。

上述234个区块链项目中，半数以上（58.5%）集中在能源交易平台、能源项目融资和绿色证书核发三个领域。这三个领域的区块链项目分别占到项目总数的32.5%、14.5%、11.5%（见图1）。其余项目的应用领域包括支付解决方案、数据管理、电动汽车充电设施、分布式能源平台等。国际可再生能源署也对电力行业近期的区块链项目进行了类似分类，确定了电力贸易、电网管理和系统运行、可再生能源项目融资、绿色证书管理等几大应用领域。本文将对区块链七大主要应用场景进行重点介绍。

资料来源：MINDSMITН，SKOLKOVO Energy Centre

图1 电力行业区块链项目应用分类

一、能源交易平台

区块链技术在能源电力行业最常见的应用场景就是P2P能源交易。区块链的P2P网络技术让能源交易网络转换成交易平台，在相同的能源生产和消费交易区间以过去市场技术无法达成的速度完成财务结清，将双边零售协议转变为多边交易生态系统，维持网络与消费者间的相关性。使用基于区块链的去中心化平台执行交易，可以大幅度降低交易成本，智能合约允许供应商和消费者通过创建各种参数实现销售自动化。随着技术进一步的应用，能源系统生产和交易的模式将发生极大变化。

案例：Enerchain平台

Enerchain是欧洲多家能源贸易公司采用区块链技术，在能源批发市场上创建点对点的交易平台。平台创建者将整个交易流程转移到区块链上，在Enerchain平台上，采用加密技术的交易机构匿名向去中心化订单簿发送订单，另一家交易机构可以查看该订单，整个流程点对点完成。如今该平台得到30多家欧洲能源贸易公司的支持，包括意大利ENEL和德国RWE在内的平台投资方此前进行了一系列的试点电力交易，不断降低成本。德国Vattenfall AB等多家公用事业公司、荷兰Tennet Holding BV等多家电网公司都在使用该平台。

二、能源项目融资

当前，绿色能源产业发展离不开资金和政策支持。随着可再生能源行业补贴逐渐减少，开发商竞争加剧，投资周期长、风险大的绿色能源项目面临融资难题。由于绿色能源交易市场中流动性有限，投融资门槛较高，普通投资者缺少准入机会，无法参与绿色能源的投资和交易。为解决这一投融资难题，出现了能源融资平台性质的区块链项目。

案例：WePower平台

WePower UAB建立的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。平台允许绿色能源生产商对其未来生产的能源发行通证，其中1个通证代表在未来的某个时间段产生（通常在连接到平台后的4～6个月）的1千瓦时绿色能源，并通过低于市场价格预先出售绿色能源来筹集资金，而能源购买者和投资者以低成本来购买能源。平台的建立既有助于降低融资成本，又能够提高项目效率。

三、核发可再生能源证书

可再生能源证书也称绿证，是指基于市场的、用于表示可再生能源发电的环境、社会和其他非电力属性（如可再生能源类型、可再生能源发电设施位置、项目铭牌容量、可再生能源排放率、追踪系统标志等）产权的正式法律文本。利用区块链技术可以对绿证中可再生能源属性进行溯源与跟踪，以确保数据的真实性、可靠性和安全性。

案例：基于区块链的绿证系统

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合作开发了基于区块链、可以自动创建绿证的系统。以光伏发电为例，通过在光伏电池板上安装传感器来收集生产和存储电量的数据，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这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1千瓦时清洁电力打上标签，节点在购得清洁电力时将会得到绿证，绿证上注明了电量的来源，方便溯源追查。

四、支付解决方案

除能源交易平台、能源项目融资和绿色证书核发这三大应用领域外，区块链常常作为支付解决方案应用于系统集成。MINDSMITН和SKOLKOVO Energy Centre 2019年的研究数据显示，非能源交易性质的、纯粹P2P支付功能的区块链项目占项目总数的9%。

案例：CareWallet支付

完全自动驾驶以及电动出行尤其需要车辆具备互联支付服务。德国采埃孚股份公司推出CareWallet是一项基于区块链技术设计的服务项目，由采埃孚与IBM、UBS合作完成，其中采埃孚提供车载及互联相关技术，IBM提供区块链技术，而UBS则提供金融相关的服务。这项电子钱包支付服务可以实时进行业务交易，无需中间流程或第三方参与，从而简化了制造商、供应商、服务提供商和客户之间的技术服务、数字贸易和无现金支付。CareWallet有以下几个主要功能：电动汽车充电费支付、过路费支付、停车费支付或网约车费用支付。这些支付功能助力无人驾驶汽车完成独立付费。

五、数据管理

数据管理项目涉及记录基于区块链技术的能源生产和使用、系统交易以及财产所有权和资产管理等信息。采用区块链技术的智能计量系统也属于此类项目。

案例：Pylon网络数据库

西班牙Pylon网络利用区块链技术建立起能源数据库（相关电力生产、消费等数据），提供创新的数据服务，解决能源价值链中各利益相关者之间的合作问题，鼓励所有利益相关者通过数字服务进行交流。任何消费者都可以通过区块链技术提供的额外安全保障，以简单易行的方式访问自己的能源数据。此外，数据库还为消费者提供了将其数据授权给第三方的服务，第三方也可以使用这些数据提供附加价值的后台服务。在能源利益相关者之间建立这样一个共享能源数据的数据库，有助于协调各种规模的能源资产所有者、零售商、系统运营商、市场促进者、能源服务公司之间的关系，促进电网平稳、经济运行。

六、电动汽车充电设施运营

充电设施数量不足、充电交易不透明、各家供电公司支付协议和支付方式不统一等因素制约着电动汽车的发展。在电动汽车领域，区块链有助于创建更大、更高效的电动汽车充电网络，协调充电站地图并简化能源支付流程。

案例：Share&Charge充电平台

为了破除公共充电基础设施的限制，激励私人充电站共享，增加充电桩使用率，德国RWE子公司Innogy通过其电子移动企业Share&Charge推出电动汽车充电站运营平台，该平台利用公共以太坊区块链作为交易层，将电动汽车车主和充电站连接起来。私人和商业充电站可以在Share&Charge平台上将充电桩进行共享出租，还可以设置充电价格、费率等信息。电动汽车车主能够使用平台上注册的任何充电站，包括住宅区的私人充电站。当电动汽车需要充电时，车主搜索附近的共享充电桩并查看相关电价信息。充电时，通过智能插座与共享充电桩进行连接，同时可以查看充电数据、交易记录等信息。无需第三方参与，通过智能合约即可在充电站自动完成充电和结算。

七、分布式能源平台

这一应用场景主要是指微电网和自备电源系统中的电源分布和供电管理项目。区块链技术可以同步电网服务实时价格与同步相量实时控制系统，以平衡微电网运行、分布式发电系统接入等，从而更加有效地控制电网运行，而智能合约则可以指导系统启动各种交易。根据预先定义的规则和条件，区块链平台对电力系统潮流进行自动管理，以平衡供需。例如，如果发电量高于需求，智能合约将直接存储剩余电量。同时，通过自动收集和记录来自各种仪表和传感器的数据，区块链技术还可以降低配电过程的复杂性。

案例：Eloncity系统

Eloncity是一个分布式清洁能源区块链项目，该项目采用分布式可再生能源供电+分布式智能储能设备的模式，在高效率储能系统基础上部署智能网络，为社区微型智能电网提供可再生能源电力的储能和输配平台。Eloncity通过兴建社区基础电力设施，逐步完成微型社区智能电网的组网和并网，建立去中心化的社区电力系统。在这个社区电力系统中，可再生能源的生产和消费结合在一起，多种能源资源和用户需求优化整合，资源利用得以优化。

未来能源行业的发、输、用、储以及金融交易等环节都将发生巨大变化。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、物联网等技术协同发力。据财经研究机构Fortune Business Insights发布的报告，随着绿色能源发展力度不断加大，预计到2026年底，全球能源公用事业的区块链市场规模将达到近16亿美元。

参考文献：

[1]IRENA.Blockchain- InnovationLandscapeBrief[R].2019.

[2]MINDSMITН,SKOLKOVOEnergyCentre.Блокчейнвэлектроэнергетике: ландшафтпроектовиинвесторов[R].2019.

[3]张子立,张晋宾,李云波.国际能源区块链典型项目应用及分析[J].华电技术,2020,42(08):75-82.

[4]区块链电力能源应用产业报告[R].

原文首发于《电力决策与舆情参考》2020年10月23日第41期