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什么是能源区块链

2020-11-19 14:37 编辑:币牛牛 来源:币源

能源互联网是综合运用先进的电力电子技术,信息技术和智能管理技术,将大量由分布式能量采集装置,分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来,以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。事实上,能源互联网的发展逻辑是重塑未来能源行业的发、输、用、储以及金融交易等环节,并将颠覆未来整个能源价值链。业内人士分析认为,以能源互联网当中最重要的板块能源消费为例,消费者在能源互联网时代其角色将不仅仅是单纯的消费者,而是以另外一种新的形态出现,称之为产销者。未来,消费者既可以通过自有的分布式可再生能源来发电,还可以通过智慧能源解决方案,提供用户侧的负荷资源参与需求侧响应。消费者可以通过需求侧响应计划,积极的参与社区需求侧响应项目,还可以作为虚拟电厂成员加入虚拟电厂项目,同时还可以通过电动汽车、储能设施,返售电给电网。这种“场景”听起来很美,但是如何落地这一问题对于电力从业者和监管部门是一大挑战。而通过区块链技术能够有效解决能源互联网发展过程中所面临的数据融通、网络安全、隐私防护、多主体协同等难题,促进多形式能源、各参与主体的协同,促进信息与物理系统的进一步融合,实现交易的多元化和低成本化,实现各类能源资产的数字化管理,提升生产、管理、应用的智能化水平。随着数字革命与能源革命相融并进,数字电网和能源互联网建设的不断加速,利用区块链等前沿信息技术赋能电网发展,引领业务创新成为必然发展趋势。



01 - 能源行业大力迈入新格局,我国供给机构亟待优化



近年来,全球能源需求增长缓慢,能源转型推动新能源快速发展,能源消费结构清洁化趋势明显。在新政策情景下,我国的能源需求增长速度每年下降1%左右,从2004年高达16.84%的增速一路下降至2015年的低点0.96%,不到自2000年以来的年平均水平的六分之一。截止2016年,我国能源消费构成中,煤炭和石油占比已经从2000年的90.5%下降至80.3%,而能源供给构成中,天然气、水电、核电和风电等能源供给也一直在稳步增加。然而我国能源供给结构依然存在大量痛点,包括供给垄断、结构转变缓慢、清洁化不足、价格非理性和供给动力不足等问题。自09年以来,国家开始大力推进能源行业的供给侧改革,卓有成效但阻力依旧。



02 - 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,复合两个替代(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“一级一道”(北极、赤道)等大型能源基地一级各种分布式电源,能够将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。



03 - 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,耦合连接在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微型燃气轮机、工业燃气轮机、热点联产系统、光伏、风电系统、燃料电池等。其中燃料电池的发电效率将可能达到80%,是未来最具发展价值的技术。这些技术将和智能控制优化技术、综合系统优化技术等集成起来,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,共建有127个项目,装机1405.5MW。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4000-5000万kW。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,系统集成能力将得到大幅度提升。由于天然气分布式调峰能力强、运行稳定,与太阳能光伏、光热、地源热泵等互补的分布式能源系统将得到大力发展。2015年我国已成为新能源装机容量世界第一的国家。在“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,两者优势互补,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、可再生能源等为一次能源,将规模不一的发电、热点等设备加以集成,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。



04 - 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。区块链技术用在能源领域显示出强大的应用前景,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。从本质上来讲,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网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,直接调用区块链上的数据,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在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,离不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。

区块链天然的去中心化和可分散的特点可以构建一个去中心化的能源系统,具有以下三个优势:

1.搭建分布式能源交易和供应体系。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和消费者联系在各个层次上进行交易。

2.制定能源管理部门的区块链智能合约。在区块链技术和智能合约的帮助下,可以有效地控制能源网络,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。

3.安全存储能源交易数据。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机遇。

二、能源区块链:相关项目纷纷落地

目前能源区块链项目主要集中在发达国家,美国依然具备着能源区块链创业的最佳土壤,美国的硅谷以及纽约聚集着大批能源区块链创业者。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,柏林较好的创业环境和氛围也聚拢了大量欧洲极客在此。

能源区块链项目地理分布

关键词:比特币新闻 币牛牛

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原文标题:什么是能源区块链

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