“区块链+能源”的五大主要应用场景

近年来，随着新兴数字信息技术的迅猛发展，数字革命将为能源电力工业的新业态、新模式打造提供全新解决思路与技术方案，数字革命与能源革命的融合将进一步加深。其中，区块链作为具备可追溯、防篡改、高可靠性等优势的信息技术，推动区块链技术在能源电力工业中的应用可加速能源电力的智能化转型升级，使得能源生产、输配、交易、消费以及监管等多环节朝着更加安全、环保和高效的方向发展。

（来源：微信公众号“中国电业与能源”作者：曾鸣 张硕 许彦斌）

“区块链+能源”的背景

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“区块链+能源”模式的提出

2019年10月24日，习近平总书记在中共中央政治局第十八次集体学习中提出，要构建区块链产业生态，加快区块链和人工智能、大数据、物联网等前沿信息技术的深度融合，推动集成创新和融合应用。2020年4月20日，国家发展改革委明确将“区块链”纳入新型基础设施中的信息基础设施范围，标志着区块链行业走向深入融合阶段。2022年1月30日，中央网信办秘书局等16部门联合公布《关于印发国家区块链创新应用试点名单的通知》，确定15个综合性和164个特色领域国家区块链创新应用试点名单，其中包含11个“区块链+能源”项目。

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“区块链+能源”模式的定义

“区块链+能源”是区块链技术与能源生产、传输、存储、交易、消费等环节深度融合发展的能源产业新形态和新模式，可从物理、信息和价值3个层级来理解“区块链+能源”。其中，物理层是指实现了物理世界能源系统到网络数字空间的映射；信息层是指实现了能源系统的网络安全和数据可信共享；价值层是指在实现了能源生产者、消费者、监管者等多类主体在各类业务场景下的激励相容与高效协同。

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“区块链+能源”的价值内涵

（1）提升协同自治效率 区块链技术不依赖于中心化的服务器或管理机构，通过分布式核算和存储技术，使每个节点均可实现信息验证及管理，可有效打通电、热、气等异质能节点间的技术壁垒，进而创设一个公开的、可直接沟通的平台，使得大范围交流和资源配置成为可能，从根本上提升了不同能源种类和不同节点间协同合作的效率。（2）提升数据开放程度区块链系统实现了不同能源子系统中各类节点的开放、平等连接，各节点数据资产可进行点对点自由流通，有效降低中间流通成本，进而使各节点更充分地使用已有数据资源，减少数据采集方面的重复劳动，而把精力重点放在数据价值发掘上，有效打通电、热、气等异质能间的数据流，彻底盘活数据价值。（3）提升系统运营效率 区块链技术依靠共识算法、验证机制等形成的智能合约，无须第三方中介平台验证，推动了电热气不同能源系统间的物流、业务流与资金流的融合，确保各节点交易自动执行，提高交易流程的自动化水平，有效提升了能源系统运营效率、降低能源生产和传输企业的运营成本。（4）提升信息安全水平一方面，基于默克尔树形成的区块链数据结构，具有很好的溯源性，链条由多节点共同维护，使得信息很难被篡改，确保了能源系统中各节点信息的可验证性；另一方面，区块链中非对称密码等技术的应用可有效控制各节点的访问权与访问范围，有效保障了能源系统中生产者与消费者的隐私安全。

“区块链+能源”的主要应用场景

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绿电交易场景

区块链技术在绿电交易中可应用于数据管理、交易执行、交易监管、权益保障4方面。在数据管理方面，去中心化的结构令区块链上的数据具有极强的冗余度，各节点地位均等、数据相同，任何节点数据丢失都不会影响整体信息安全，进而可以最大程度确保绿电交易的数据安全。在交易执行方面，区块链通过内部的共识机制、智能合约等可支持交易主体实现行自我验证，无需第三方背书，利用区块链技术设置共识机制与智能合约，绿电认证与交易均在全网共识基础上完成，确保其可靠规范运行。在交易监管方面，基于区块链的信息共享性，将绿电生产、认证、流向等信息置于区块链上，能够实现网络各节点互相监督，为监管部门对绿电监管提供重要依据。在权益保障方面，区块链信息追溯性可保证链上的数据始终处于不可篡改的状态，任何的非法操作均被禁止，从根本上保障链上数据安全。基于该特性，可以防止未经共识的数据修改，避免绿电认证数量或交易过程被恶意篡改，维护市场主体的合法权益。

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分布式能源交易场景

区块链技术在分布式能源交易中可应用于交易模式、交易管理、合约制定、交易监管4方面。在交易模式方面，应用区块链去中心化的分布式存储机制和链式结构，以及区块链去中心化的点对点传输机制，可实现系统中各分布式交易主体及相关设备节点数据实时传输与互联互通，为点对点交易模式提供重要技术支撑。在交易管理方面，区块链的信息共享和信息追溯机制可应用于分布式能源交易系统管理中信息的存储、更新、查询和维护等环节，实现了交易信息的准确与高效管理。在合约制定方面，智能合约技术的应用可有效简化交易中心等中介平台冗长的业务处理流程，缩短用户的交易时长，降低主体间交互交易成本，大幅提升交易效率，提高能源交易中主体与用户参与交易的积极性，激发分能源市场活力。在交易监管方面，区块链技术的信息共享机制可确保数据透明，有助于解决能源交易中的信息披露问题；匿名机制可保护用户隐私，保障各参与主体的隐私信息；而信息可追溯机制则有助于解决能源交易中信息造假的监管问题。

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储能运营场景

区块链技术在储能运营中可应用于共享储能业态发展、储能设备信息管理、储能监管运营3方面。在共享储能业态发展方面，基于区块链技术的共识机制和智能合约机制，可建立无需第三方信任机构的共享储能平台，通过能源储备共享，可大大降低能源储备的投入成本，提高现有能源储备设备的利用率，充分挖掘能源储备装置的经济效益，实现新能源发电企业和能源储备电站的共赢，促进大规模可再生能源的并网消纳，为区域电网提供坚强支撑的同时，有效减少弃风弃光，提升对清洁能源的消纳能力。在储能设备信息管理方面，基于区块链的储能管理平台，将采购、物流、交易、维护等环节的关键数据上链存证，记录和共享各环节的最新业务状态，穿透式掌握所有环节的情况，形成质量管理全闭环，为储能设备的安装位置、设备状态、历史交易等信息开展全面管理服务。在储能监管运营方面，应用区块链技术可在换电产业上下游建立良好的沟通渠道，通过与金融机构、质检机构进行数据共享，实现对储能资产全方位链上数据分享，提高对储能设备监管的可信性和可靠性，有助于明晰运营责权。

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一次能源供应场景

区块链技术在燃气、煤炭等一次能源供给中主要可应用于管网建设与维护、能源调度、客户安全管理、碳排放数据监测4方面。在管网建设与维护方面，利用区块链技术可将管网工程信息公开共享，减少管网路径规划中的冲突，同时其信息追溯机制也保证了后期管网维护的准确性与可靠性。在能源调度方面，基于去中心化和信息共享机制，区块链技术能够将供需双侧各个节点紧密联系在一起，实现多地的信息共享，进而有效掌握各节点能源需求缺口，为高效能源调度分配提供决策支撑。在客户安全管理方面，区块链的信息共享机制可为客户、企业及第三方之间架起沟通的桥梁，其信息追溯机制又可让每一笔“账”真实可查，同时其隐私保护机制亦满足用户信息安全需要。在碳排放数据监测方面，应用区块链技术，可保证一次能源使用中的碳排放数据的真实性、公开性和透明性，同时又能保护企业隐私数据，能有效降低碳排放数据监管难度，提高监管效率。

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电碳融合场景

区块链技术在新型电力市场和碳市场融合场景中可应用于碳排放数据管理、碳资产治理、监管考核3方面.在碳排放数据管理方面，基于区块链技术开展数据计量、绿电溯源、碳迹追踪、碳排放核查等服务，可实现电力生产中的碳排放可测量、可追踪、可分析和可展示，保障各市场主体的电力碳强度数据安全可信。在碳资产治理方面，区块链技术中智能合约在碳交易、碳汇等方面的应用，可在提升碳资产管理与交易的透明化程度的同时，有效节约交易时间和交易费用，进而提升碳资产治理效率和碳市场活跃度。在监管考核方面，区块链技术可将监管政策等内容纳入智能合约系统中，智能合约会自动核对、记录买卖双方的交易信息，相关行为会被实时记录到区块链系统中，这样可以最大程度的实现对参与碳市场交易行为的企业信用进行监管，为用户征信查询、客观评价提供真实数据。

（作者单位系华北电力大学能源互联网研究中心）