能源區(qū)塊鏈與能源互聯(lián)網(wǎng)

能源清潔化，參與主體多元化，行業(yè)的市場(chǎng)化，主體關(guān)系的復(fù)雜化，能源的金融化，生產(chǎn)的分布化，共享經(jīng)濟(jì)化，分享經(jīng)濟(jì)化，還有產(chǎn)銷(xiāo)一體的融合化，未來(lái)類(lèi)似這些能源行業(yè)的范式變化，將會(huì)對(duì)全行業(yè)以及全人類(lèi)帶來(lái)巨大的影響。

在這里，我們用一個(gè)非常形象的案例作為介紹。分布式光伏發(fā)電的價(jià)值鏈模型中涉及到的參與方有電站投資者、電站開(kāi)發(fā)商以及屋頂業(yè)主，同時(shí)也有用電企業(yè)、電網(wǎng)公司、財(cái)政部，這些參與方的關(guān)系看起來(lái)比較簡(jiǎn)單。如果我們把碳交易價(jià)值鏈放進(jìn)來(lái)，參與主體將增加交易所和控排企業(yè)。在價(jià)值鏈模型中，這些參與主體之間的關(guān)系比較簡(jiǎn)單，當(dāng)然這僅僅是理想情況。

在真實(shí)商業(yè)世界中，具體情況是這樣的，還是這條價(jià)值鏈，還是那幾個(gè)參與主體，但是，由于不同主體間普遍缺乏信任，因此真實(shí)的主體間的關(guān)系會(huì)十分復(fù)雜，導(dǎo)致在這條價(jià)值鏈上的價(jià)值生產(chǎn)和流動(dòng)過(guò)程的摩擦成本非常高，充滿了各種各樣耗時(shí)耗力增信和中介過(guò)程。而且，分布式光伏價(jià)值鏈僅僅是整個(gè)大能源環(huán)節(jié)中非常小的一環(huán)。整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)從發(fā)、輸、電、配、售、用、儲(chǔ)，是一條無(wú)比復(fù)雜的價(jià)值鏈，同時(shí)因?yàn)殡娏π袠I(yè)非常特殊的即時(shí)生產(chǎn)、即時(shí)消費(fèi)，難以儲(chǔ)存的特性，導(dǎo)致整條價(jià)值鏈上各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，而且能源流、資金流、信息流這三流之間也是你中有我，我中有你，整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜度、交易成本是呈指數(shù)級(jí)別上升的。再舉一個(gè)例子，目前，在中國(guó)碳資產(chǎn)的發(fā)行中，從項(xiàng)目發(fā)起到進(jìn)入交易所流通，中間過(guò)程至少需要10個(gè)月，這么長(zhǎng)的時(shí)間成本都將變成經(jīng)濟(jì)成本分?jǐn)偟矫恳粋€(gè)減排企業(yè)和控排企業(yè)，以及每一個(gè)能源消費(fèi)者身上。如此復(fù)雜的過(guò)程，對(duì)于中國(guó)能源的清潔化、能源的分布化、能源的共享化會(huì)造成巨大的挑戰(zhàn)。

未來(lái)的能源情境是怎么樣?源，可再生能源波動(dòng)性明顯;荷，消費(fèi)側(cè)機(jī)性不斷加劇;網(wǎng)，能源輸配網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜;儲(chǔ)，儲(chǔ)能配置方式紛繁復(fù)雜。

我們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)?未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)真正的瓶頸在于，由于參與主體過(guò)多，系統(tǒng)的物理和數(shù)字復(fù)雜性和波動(dòng)性劇增，再加上身份的模糊性、資源的彌漫性、無(wú)所不在的分布性和參與的社會(huì)性導(dǎo)致信息流、能量流、資金流無(wú)法合一，結(jié)果就導(dǎo)致整個(gè)能源系統(tǒng)在能量流動(dòng)和價(jià)值流動(dòng)過(guò)程中的過(guò)程成本、管理成本、交易成本劇增，而這些問(wèn)題大部分來(lái)自于參與主體之間缺乏最基本的信任。

自從2014年4月香山會(huì)議第一次正式討論能源互聯(lián)網(wǎng)的中國(guó)定義到現(xiàn)在，其實(shí)我們的學(xué)術(shù)界、政策界，包括產(chǎn)業(yè)界，一直在設(shè)計(jì)各種能源互聯(lián)網(wǎng)模式。但是，絕大部分能源互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)都是從上帝視角出發(fā)的，預(yù)設(shè)了各參與主體都會(huì)積極參與，但事實(shí)完全不是如此，不僅參與主體對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者不信任，參與主體之間也缺乏信任。所以，我們能源區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)落地需要新的范式，以及匹配的工具。目前大家公認(rèn)的能源互聯(lián)網(wǎng)有五大特征——精確計(jì)量、泛在交互、自律控制、優(yōu)化決策、廣域協(xié)調(diào)。但這五大特征全部面臨現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，第一，精確計(jì)量如何確保數(shù)據(jù)真?zhèn)?第二，泛在交互如何確保交互主體間的信任?第三，沒(méi)有“預(yù)言機(jī)”的自律控制如何落地?第四，優(yōu)化決策存在中心悖論;第五，廣域協(xié)調(diào)容易淪為內(nèi)卷式發(fā)展。

怎么辦?我們實(shí)驗(yàn)室是全球第一個(gè)想到以區(qū)塊鏈作為工具實(shí)現(xiàn)真正能源互聯(lián)網(wǎng)，區(qū)塊鏈可以做什么?第一，基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)公正確保信任，公私鑰結(jié)合的訪問(wèn)權(quán)限保護(hù)隱私，真正做到保護(hù)隱私，可信計(jì)量。第二，區(qū)塊鏈防篡改，實(shí)現(xiàn)主體間強(qiáng)制信任，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制信任下泛在交互。第三，區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)+人工智能構(gòu)成可信任預(yù)言機(jī)簽署外部數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)交互的自律控制。第四，基于區(qū)塊鏈部署的設(shè)備間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交互式?jīng)Q策，不需要將信任托付于中心化平臺(tái)代為決策，實(shí)現(xiàn)設(shè)備民主，分布決策。第五，各主體間基于明確的互動(dòng)規(guī)則進(jìn)行隨機(jī)博弈，系統(tǒng)呈現(xiàn)中性演化，通過(guò)改良互動(dòng)規(guī)則實(shí)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)化，最終實(shí)現(xiàn)廣域博弈，協(xié)調(diào)演化?；趨^(qū)塊鏈，我們真正實(shí)現(xiàn)了能源互聯(lián)網(wǎng)從Beta版到1.0，從紙面版到商業(yè)版的過(guò)程。

區(qū)塊鏈和能源結(jié)構(gòu)是全方位的結(jié)合。我們以三個(gè)行業(yè)為例，私有鏈以光伏電站為例，剛開(kāi)始在區(qū)塊鏈1.0階段，區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)電站運(yùn)維日志區(qū)塊鏈登記，內(nèi)部授權(quán)訪問(wèn)。2.0時(shí)代，實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的電站管理運(yùn)維，電站的自動(dòng)運(yùn)行。到了3.0時(shí)代，將實(shí)現(xiàn)零邊際成本發(fā)電，每塊組件自有ID和經(jīng)濟(jì)賬戶，售電收入自動(dòng)抵消OPEX(運(yùn)營(yíng)成本)。

聯(lián)盟鏈以售電為例，區(qū)塊鏈1.0階段實(shí)現(xiàn)發(fā)用電數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈登記，避免上下游糾紛，降低管理成本。區(qū)塊鏈2.0時(shí)代，基于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的購(gòu)售電直接自動(dòng)結(jié)算。區(qū)塊鏈3.0時(shí)代，售電公司透明化，發(fā)電設(shè)施和用電設(shè)備自動(dòng)雙向結(jié)算，包括需求側(cè)響應(yīng)和自發(fā)返售交易。

公有鏈以碳市場(chǎng)為例，區(qū)塊鏈1.0實(shí)現(xiàn)減排、排放數(shù)據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)和文件電子化存證，確保數(shù)據(jù)不可篡改，減低監(jiān)管成本，2.0時(shí)代實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便化CCER(溫室氣體減排額度)發(fā)行流通，基于區(qū)塊鏈的簡(jiǎn)便化和自動(dòng)化CCER發(fā)行和流通體系。3.0是減排經(jīng)濟(jì)圈，減排量將通過(guò)區(qū)塊鏈成為特定經(jīng)濟(jì)生態(tài)圈的一般價(jià)值等價(jià)物。

這個(gè)時(shí)候我們?cè)倏纯淳唧w的案例，還是分布式光伏為例，分布式光伏的問(wèn)題在于利益相關(guān)方非常多，行業(yè)參與主體之間嚴(yán)重缺乏互信。此外，由于未來(lái)電力市場(chǎng)化，導(dǎo)致價(jià)格波動(dòng)明顯，同時(shí)電站金融產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本高。怎么辦?我們實(shí)驗(yàn)室提出利用區(qū)塊鏈分布式總賬實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制信任，相關(guān)方點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互動(dòng)，智能合約自動(dòng)執(zhí)行電力交易，需求波動(dòng)自動(dòng)響應(yīng)，區(qū)塊鏈還可以實(shí)現(xiàn)電站收益直接證券化，基于股權(quán)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)電站眾籌。

再介紹下針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的區(qū)塊鏈應(yīng)用，目前電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的痛點(diǎn)在于私人充電樁難以實(shí)現(xiàn)共享，電動(dòng)汽車(chē)V2G缺乏激勵(lì)機(jī)制，動(dòng)力電池梯級(jí)利用無(wú)法保證電芯質(zhì)量。怎么辦?我們實(shí)驗(yàn)室提出了基于區(qū)塊鏈的方案，基于智能合約和分布式總賬的充電樁按時(shí)租賃，電動(dòng)汽車(chē)V2G自動(dòng)響應(yīng)，虛擬貨幣激勵(lì)機(jī)制，電池電芯生命周期數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈儲(chǔ)存和認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)未來(lái)動(dòng)力電池能夠按照真正的價(jià)值流轉(zhuǎn)到儲(chǔ)能電站。

除了具體應(yīng)用，更重要的是，區(qū)塊鏈真正實(shí)現(xiàn)能源的數(shù)字化精準(zhǔn)管理，我們現(xiàn)在發(fā)的每一度電就像河流小溪流入大海一樣，無(wú)法確定水滴來(lái)自什么地方，發(fā)電匯入電網(wǎng)，區(qū)分電源沒(méi)有意義，無(wú)法做到基于電源和能量的精確管理和結(jié)算。

但在數(shù)字世界，每度電都有數(shù)字映射，通過(guò)數(shù)字映射，重新建模電力網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)精確管理和結(jié)算。如果說(shuō)你用這種解構(gòu)—建構(gòu)的思維，再去看現(xiàn)在各種各樣的社會(huì)現(xiàn)象，各種各樣的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，你會(huì)發(fā)現(xiàn)都是你不認(rèn)識(shí)的世界了，你想象一下，如果大海中的每一滴水都具有精確的ID，你看待大海的視角將會(huì)完全不一樣。區(qū)塊鏈就是起到這樣的作用，先解構(gòu)，再建構(gòu)形成新的生產(chǎn)關(guān)系。