區(qū)塊鏈+售電的需求、問(wèn)題和挑戰(zhàn)

　　“區(qū)塊鏈+ 能源”是目前全球范圍內(nèi)非常時(shí)髦的話題，幾乎所有的能源行業(yè)會(huì)議和論壇都在討論能源領(lǐng)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的可行性。其中最熱的話題，莫過(guò)于基于區(qū)塊鏈的去中心化售電應(yīng)用。

　　區(qū)塊鏈技術(shù)雖好，但目前仍然處于非常早期的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，技術(shù)并不成熟。值得注意的是，當(dāng)前，業(yè)界對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用存在盲目樂(lè)觀的傾向。這種現(xiàn)象，我們?cè)谝郧暗?ldquo;能源+ 大數(shù)據(jù)”“能源+ 云計(jì)算”“能源+ 物聯(lián)網(wǎng)”，以及現(xiàn)在的另一塊火熱處女地——“能源+ 人工智能”，都能看到。因此，有必要對(duì)“區(qū)塊鏈+ 售電”應(yīng)用的可行性和局限性進(jìn)行更深入探討。

　　現(xiàn)在，有必要厘清區(qū)塊鏈?zhǔn)垭姷降啄軌蚪鉀Q什么問(wèn)題，不能夠解決什么問(wèn)題，以及目前面臨哪些挑戰(zhàn)?；趯?duì)國(guó)外各種區(qū)塊鏈?zhǔn)垭姂?yīng)用的考察，以及筆者所在的能源區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)室在自身開(kāi)發(fā)相關(guān)應(yīng)用過(guò)程中總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為，區(qū)塊鏈?zhǔn)垭娍梢越鉀Q如下問(wèn)題。

　　分布式售電的去中心結(jié)算問(wèn)題區(qū)塊鏈的本質(zhì)是一個(gè)通過(guò)多種共識(shí)機(jī)制達(dá)成的實(shí)時(shí)同步去中心化賬本，所有參與者基于共識(shí)，在這個(gè)賬本上完成各種記錄的添加，并通過(guò)加密機(jī)制以及鏈?zhǔn)降臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)確保數(shù)據(jù)的不可篡改性以及全網(wǎng)唯一性。因此，通過(guò)它，可以實(shí)現(xiàn)不借助中心化清結(jié)算機(jī)構(gòu)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接交易。這可以解決目前分布式發(fā)電在就近銷售的支付及清結(jié)算方面所面對(duì)的挑戰(zhàn)，尤其適用于隔墻售電應(yīng)用場(chǎng)景。在基于區(qū)塊鏈的售電場(chǎng)景中，不再需要依托售電公司完成電力生產(chǎn)和消費(fèi)的清結(jié)算工作，以前由第三方售電公司所構(gòu)建的供需之間的中介信任，轉(zhuǎn)而由區(qū)塊鏈分布式賬本來(lái)實(shí)現(xiàn)，自然可以降低交易的信任成本。

　　 電力來(lái)源的虛擬追溯

　　電力作為一種商品，既具有所有商品的共性特征——供需決定價(jià)格，但也具有非常強(qiáng)的特殊性——難以儲(chǔ)存、非實(shí)質(zhì)存在。大電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則使得電力逐級(jí)升壓上網(wǎng)并且經(jīng)過(guò)不同層級(jí)降壓配送之后，消費(fèi)者根本不可能分辨電力商品的實(shí)際來(lái)源。然而，目前有相當(dāng)一部分消費(fèi)者關(guān)心電力的來(lái)源及具體的成本結(jié)構(gòu)。借助區(qū)塊鏈技術(shù)，可以通過(guò)綠色電力證書(shū)或者碳證等電源屬性證書(shū)實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)、消費(fèi)、配送的虛擬溯源，滿足了這一部分消費(fèi)者的需求，并且也有助于國(guó)家進(jìn)行更細(xì)致的新能源生產(chǎn)消納統(tǒng)計(jì)和考核。

　　需求側(cè)響應(yīng)的貢獻(xiàn)審計(jì)

　　需求側(cè)響應(yīng)作為一種商業(yè)模式，具有重大行業(yè)意義，但是其經(jīng)濟(jì)意義現(xiàn)在還比較小。不僅在中國(guó)，即使在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，比如美國(guó)和歐洲，需求側(cè)響應(yīng)和節(jié)能負(fù)荷市場(chǎng)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的推廣和建設(shè)，仍然處于不溫不火的狀態(tài)，幾乎全靠項(xiàng)目推動(dòng)，而非市場(chǎng)。主要原因在于需求側(cè)響應(yīng)當(dāng)下仍難以實(shí)現(xiàn)需求側(cè)之間的直接負(fù)荷交易，并且即使可以交易，也難以公正合理地對(duì)響應(yīng)貢獻(xiàn)進(jìn)行審計(jì)和考核，根本不可能實(shí)現(xiàn)任何有市場(chǎng)意義的動(dòng)態(tài)價(jià)格機(jī)制。只能由第三方管理機(jī)構(gòu)在事后根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行粗略匡算，厘清響應(yīng)的成本和效益，再進(jìn)行費(fèi)用的轉(zhuǎn)移支付和增量福利的分配。

　　而區(qū)塊鏈的去中心化分布式賬本可以實(shí)現(xiàn)所有響應(yīng)參與者和負(fù)荷需求者之間的直接交易發(fā)布和資費(fèi)的清結(jié)算，并且事后無(wú)法篡改，避免了審計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)扯皮現(xiàn)象。區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制，尤其是基于工作量的POW 機(jī)制，甚至可以被改造成基于需求側(cè)響應(yīng)量的POW 共識(shí)機(jī)制，用于服務(wù)需求側(cè)響應(yīng)的主鏈設(shè)計(jì)。

　　在當(dāng)前的情況下，相較于分析區(qū)塊鏈能夠解決的問(wèn)題，探討“區(qū)塊鏈+ 售電”會(huì)存在哪些問(wèn)題顯得更有意義。

　　不解決用戶核心訴求的偽需求

　　區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化，目前只能解決交易的去中心化、信任的去中心化。但是，專業(yè)能力的中心化仍然需要由專業(yè)的服務(wù)機(jī)構(gòu)提供。相對(duì)于其他商品，電力的特殊性質(zhì)很大一部分就在于其專業(yè)性，售電公司除了提供買賣撮合的供需中介服務(wù)以外，還要為用戶提供電能質(zhì)量管理、電能安全服務(wù)，甚至有很多售電公司還提供設(shè)備運(yùn)維保養(yǎng)服務(wù)，以及專業(yè)的節(jié)能減排和效率優(yōu)化方案。這些專業(yè)性服務(wù)都是無(wú)法通過(guò)區(qū)塊鏈去中心化的。此外，在當(dāng)前電力供需偏向買方市場(chǎng)的情況下，售電公司本就處于弱勢(shì)，在售電價(jià)格上已經(jīng)盡可能向用戶讓利，都希望通過(guò)專業(yè)增值服務(wù)獲得合理利潤(rùn)。區(qū)塊鏈能夠省去的中介成本原來(lái)就沒(méi)有多少，而對(duì)于非中介成本，區(qū)塊鏈又無(wú)能為力。

　　此外，從用戶角度來(lái)說(shuō)，絕大部分用戶現(xiàn)在并不關(guān)心電力來(lái)源。并且區(qū)塊鏈的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接售電無(wú)法保證長(zhǎng)期穩(wěn)定的供電，用戶仍然要購(gòu)買大部分市電。因此，區(qū)塊鏈主要解決的并不是售電側(cè)的購(gòu)買問(wèn)題，而是發(fā)電側(cè)的消納問(wèn)題。這就同市電供應(yīng)商產(chǎn)生了直接競(jìng)爭(zhēng)，但是區(qū)塊鏈?zhǔn)垭娪譄o(wú)法提供市電的高質(zhì)量、低價(jià)格、高確定性的服務(wù)，頗為雞肋。

　　市場(chǎng)失衡帶來(lái)系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)

　　作為特殊商品，電力不同于數(shù)據(jù)交易和金融交易，必須滿足電力網(wǎng)絡(luò)的物理約束條件，而區(qū)塊鏈?zhǔn)垭娫跈C(jī)制設(shè)計(jì)的時(shí)候強(qiáng)調(diào)去中心化，強(qiáng)調(diào)用戶間的自協(xié)調(diào)和自撮合，但是分布式發(fā)用電存在波峰波谷較大、不確定性較大、用戶習(xí)慣趨同性、交易非理性、市場(chǎng)力過(guò)于集中等問(wèn)題。因此，非常容易造成區(qū)塊鏈上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電力交易需求出現(xiàn)暴增或者暴減的問(wèn)題。

　　同時(shí)，如果沒(méi)有精妙設(shè)計(jì)的電力價(jià)格行程機(jī)制作為支撐，沒(méi)有較高的安全裝機(jī)容量作為冗余備用，分布式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)市場(chǎng)的報(bào)價(jià)和交易行為很有可能在宏觀上的表現(xiàn)是混沌的。在這樣一個(gè)去中心化、自協(xié)調(diào)的市場(chǎng)內(nèi)，供需的不平衡具有很強(qiáng)反身性。

　　在區(qū)塊鏈上基于用戶自己撮合的價(jià)格信號(hào)不僅無(wú)法起到調(diào)節(jié)供需的作用，甚至?xí)斐珊軓?qiáng)的負(fù)反饋，強(qiáng)化供需的失衡，最終在系統(tǒng)內(nèi)造成系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果可能會(huì)在一片小區(qū)域內(nèi)引發(fā)電力危機(jī)，類似于2001 年的加州電力危機(jī)。如果處理不當(dāng)，甚至可能會(huì)造成區(qū)域性影響。

　　大尺度的跨時(shí)間和跨地區(qū)的供需平衡問(wèn)題

　　從中國(guó)的特殊性來(lái)說(shuō)，我國(guó)的電力供需在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的主要矛盾仍然是資源地和消納地的地理不匹配，可再生能源經(jīng)濟(jì)成本同我國(guó)能源消費(fèi)經(jīng)濟(jì)承受力的不匹配。因此，為了消解這些失衡，多層級(jí)的強(qiáng)中心化的規(guī)劃、調(diào)度、控制、管理機(jī)構(gòu)仍然必不可少。這套中心化的機(jī)制，恰恰與基于區(qū)塊鏈的電力去中心化、自協(xié)調(diào)交易網(wǎng)絡(luò)是不兼容的。

　　除了以上這些“區(qū)塊鏈+ 售電”可能會(huì)帶來(lái)的問(wèn)題外，還有一些根本性的挑戰(zhàn)有待“區(qū)塊鏈+ 售電”設(shè)計(jì)者解決。

　　信息安全問(wèn)題

　　區(qū)塊鏈的去中心化分布式數(shù)據(jù)架構(gòu)，以及加密和共識(shí)機(jī)制，是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的一次革命。因此，目前信息安全學(xué)界和業(yè)界并沒(méi)有深入探討如何設(shè)計(jì)適應(yīng)區(qū)塊鏈架構(gòu)的信息安全體系和戰(zhàn)略。對(duì)于信息安全界來(lái)說(shuō)，區(qū)塊鏈帶來(lái)的信息安全挑戰(zhàn)就好像突然從三次元進(jìn)入四次元，需要完全不同于以往的新范式。并且考慮到在能源網(wǎng)絡(luò)中存在大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，應(yīng)對(duì)“區(qū)塊鏈+ 物聯(lián)網(wǎng)”的信息安全挑戰(zhàn)更是難上加難。

　　從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，信息安全產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步一向是基于實(shí)踐的挑戰(zhàn)。目前，全球都沒(méi)有投入商用的區(qū)塊鏈應(yīng)用，更何況是“區(qū)塊鏈+售電”。因此，第一批“區(qū)塊鏈+ 售電”應(yīng)用必然會(huì)成為先驅(qū)，為后來(lái)“區(qū)塊鏈+ 售電”應(yīng)用的完善提供大量信息安全實(shí)踐案例和教訓(xùn)。

　　商業(yè)模式挑戰(zhàn)

　　去中心化，并實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)自組織之后，企業(yè)靠什么盈利？這是一片籠罩在每一個(gè)區(qū)塊鏈企業(yè)頭上驅(qū)之不散的烏云。

　　目前，全球絕大部分的區(qū)塊鏈項(xiàng)目都是靠發(fā)行代幣融資，并通過(guò)代幣的增值來(lái)盈利。但是，代幣同大部分國(guó)家的貨幣管理政策和金融管理政策并不兼容。尤其是在中國(guó)，已經(jīng)明確禁止代幣交易所，以及各種基于代幣流通的商業(yè)模式。因此，企業(yè)如果希望通過(guò)基于區(qū)塊鏈的去中心化售電盈利，應(yīng)該考慮清楚，羊毛出在誰(shuí)身上。

　　效率及共識(shí)問(wèn)題

　　效率和共識(shí)之間的非此即彼矛盾，一向是區(qū)塊鏈系統(tǒng)面對(duì)的重大挑戰(zhàn)。在能源行業(yè)，效率和共識(shí)同樣重要。因此，如何在不同場(chǎng)景內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)取舍，以及未來(lái)如何能夠根據(jù)具體情況的發(fā)展而進(jìn)化，對(duì)于“區(qū)塊鏈+ 售電”來(lái)說(shuō)，是一個(gè)艱巨挑戰(zhàn)。更何況，目前沒(méi)有任何一個(gè)主鏈平臺(tái)是可以立即實(shí)現(xiàn)商用的，甚至在一兩年內(nèi)都不太可能做到這一點(diǎn)。因此，“區(qū)塊鏈+ 售電”應(yīng)用的技術(shù)選型的不確定性非常大。

　　筆者研究了國(guó)外幾乎所有的“區(qū)塊鏈+售電”項(xiàng)目，并實(shí)地考察了很多項(xiàng)目，也與開(kāi)發(fā)者進(jìn)行過(guò)交流，包括美國(guó)的LO3 Energy、Energy Web Foundation， 德國(guó)的Slock.it電動(dòng)汽車區(qū)塊鏈?zhǔn)垭?，荷蘭的Vattenfall 電動(dòng)汽車售電，澳大利亞的powerledger，立陶宛的wepower，日本的丸紅售電，芬蘭的Fortum需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目等，沒(méi)有一個(gè)項(xiàng)目能夠投入商用。有些“明星”項(xiàng)目甚至已經(jīng)中止，還有一些項(xiàng)目仍然在開(kāi)發(fā)中，至于何時(shí)能夠投運(yùn)，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)也不知道。因此，對(duì)于中國(guó)企業(yè)來(lái)說(shuō)，有必要深度研究，謹(jǐn)慎決策，避免陷入為區(qū)塊鏈而區(qū)塊鏈的死胡同。（【本文作者：曹寅，作者單位：能源區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)室】）