區塊鏈在電力行業的的六大應用場景

2018-10-01 14:29來源://

原標題：區塊鏈在電力行業的的六大應用場景

電力行業，向來是一個中心化監管和調配市場供需的行業，區塊鏈作為一個帶著“去中心化”光環的技術，能夠為電力行業帶來怎樣的變革？本文介紹了電力行業應用區塊鏈的六種方式，對電力行業的區塊鏈未來做了有意的探索和前瞻。

區塊鏈技術可以大幅提升電力行業產業鏈價值交換的效率。以下就是電力行業中新興的6類區塊鏈應用。

比特幣最近幾個月引起了廣泛關注，但真正值得注意的是支撐比特幣和其他加密貨幣的底層技術——區域鏈，它有可能給電力行業帶來突破性革新。電力行業的先行者們已開始思考他們如何能利用區塊鏈的同時抵御來自區塊鏈的威脅。當前電力行業正處在快速變革期，由于可再生能源的出現以及對分布式能源的研究，能源儲存方式、能源利用效率以及能源數字化都在加速變遷，區塊鏈的誕生為計量這些不確定性提供了新的路徑。

區塊鏈技術可以為支付、銷售、交易和價值分配的復雜網絡提供基礎設施（圖1）。 區塊鏈技術可以有效幫助提升交易效率，降低交易成本，在電力行業中，區塊鏈技術和智能合約有助于幫助消除整個價值鏈中的痛點和摩擦。但由于安全性、可擴展性和治理的問題仍然存在，區塊鏈技術仍然處于起步階段。

在本文中，我們將介紹電力企業開始使用這些技術的六種方式，并考慮區塊鏈在行業內的發展前景。

圖1：（圖片內容翻譯如下）

發電

發電和供給信息的安全傳輸上鏈，并實現數據的可視化、精確化

rec證書的發放和交易將根據實際的發電量自動完成

電力傳輸和配送

通過智能合約進行電力的批發交易，最大限度的減少對中介機構的依賴

區塊鏈傳感器和控制器可實現安全的中心化的數據管控，并大幅提升電網的供需彈性

終端用戶

用戶和電力公司的實時交互，能夠讓交易流程更加便捷，電力使用更加高效，賬戶的管理更加順暢。在區塊鏈智能合約的支持下，電力的流轉和快捷支付能夠高效的運轉，點對點的微電網能夠實現自動化運行。

電動汽車通過“智能錢包”與執行交易的基礎設施無縫連接

智能家居應用將與電網形成交互，系統化的協調電力購買和使用，大幅提升電網的運轉效率和應用的使用壽命

發放和交易可再生能源證書

目前，可再生能源證書（rec）的發放并不是基于實際發電量，而是基于對發電量的估算和預測。使用與智能合約配對的傳感器可以減少不準確性，智能合約將數據記錄到區塊鏈分類賬，并根據產生的實際能量發放或交易rec。由于準確的數據可以立即在安全分類賬上查看和操作，如此一來，中央機構就無需對數據進行核驗，也不需要通過昂貴且準確性不高的方式來估算發電量。區塊鏈可以大幅提升交易驗證和數據索引的效率，以此降低rec監管機構的運行成本。

類似于volt market（由以太坊區塊鏈智能合約提供支持的能源生產，跟蹤和交易平臺）、太陽能電池板設計公司ideo colab、傳感器制造商filament和交易所運營商納斯達克等正在嘗試允許發電機和其他設備進行rec的交易。例如：ideo colab已將其功能與納斯達克的linq平臺以及filament的硬件（使用具有區塊鏈功能的數字傳感器）集成，并基于發電量給發電方發放相應的rec，從而讓很小的發電機構也能輕松的進行電力的追蹤、證明和交易。

微電網點對點發電和配電

區塊鏈技術相對較低的交易成本使較小的能源生產商能夠出售多余的能源，從而提高競爭和電網運行效率。智能合約有助于實時協調太陽能電池板和其他發電裝置的生產數據，并自動執行售賣交易，使電力能源能夠在網絡中便捷的雙向流通。

例如，紐約州正嘗試重建一個分布式電網，以此來促進電力公司和一些行業新玩家的合作。

區塊鏈創業公司lo3正在使用以太坊技術來進行嘗試，它允許消費者直接從當地電力生產商或現有基礎設施的微電網中購買電力。 由lo3和西門子支持的“布魯克林微電網”工程正在建立這樣一個微電網（圖2）。通過區塊鏈技術進行電力計量使微電網成員之間的電力交換成為現實，進而無需中心化的機構，也無需搭建昂貴的基礎設施來統一調配電力。會員可以通過移動應用或智能家居系統控制他們的能源使用偏好; 他們的區塊鏈儀表將根據預設的成本偏好從太陽能業主處購買能源。

圖2：（圖片翻譯）

創建由本地生產商提供并由智能合約支持的點對點微電網

1、太陽能的prosumer—即當地太陽能的生產者和電力使用者—共同建立一個微電網

2、參與者安裝區塊鏈智能電表，進而追蹤記錄電力的生產和使用

3、移動端的智能app用以追蹤電力在微電網上的使用和交易

4、prosumer（消費和生產者）在一天特定的時間生產過剩的電力

5、區塊鏈電表將過剩的電力匹配給微電網上特定的消費節點，根據用戶消費偏好自動生成智能合約

6、所有的交易都永久和準確的記錄在區塊鏈賬本上，并能夠通過手機app便捷查閱

對電力行業潛在的影響

1、有更低的行業準入門檻，小的電力生產者可以便捷的售賣他們生產過剩的電力

2、基于實時供需進行調配的，更高效的電力分配機制

3、電力供給更加多元化，電網供需擁有更大的彈性

4、中心化交易機構和交易公證機構的功能將萎縮

為欠發達市場提供電力

世界上許多地區的能源供應有限。區塊鏈技術、智能融資體系、移動應用和數字傳感器相結合，可以幫助在這些地區以小型離散數據包的形式分配能源，并使太陽能發電設備的當地所有者能夠向鄰居出售電力。太陽能發電設備的所有者可以使用信用貸款安裝一個區塊鏈技術驅動的太陽能電池板，并使用手機分期支付硬件的最低費用。

一旦為太陽能裝置買了單，業主就可以在需要能源時向附近的消費者出售小的，離散量的太陽能。電力購買和支付都可以通過移動端進行。在電纜、傳統信貸機構以及中心化的電力機構等基礎設施不完善的地方，區塊鏈和移動微支付相關的這類較輕的固定基礎設施網絡能夠快速成長。

在一項開創性的社會倡議中，眾籌平臺usizo連接了南非一些資金緊缺的學校的區塊鏈智能電表，捐贈者可以通過這一渠道便捷的幫助學校繳納電費。區塊鏈的支付則可以確保每筆捐贈的100％用于捐贈者的預期目標。

類似的方法可用于為新的或服務不足的市場提供電力。m-payg是一家丹麥公司，為發展中市場的貧困線以下的人們提供預付太陽能系統的渠道，并正在領導一個為烏干達最大的難民營通電的項目。

對于電力行業而言，越來越多具有電力接入能力的個人和越來越多的微電網加入支持主電網基礎設施的行列。小型太陽能發電系統的所有者可以獲得新的收入來源。

實時交易平衡供需

隨著太陽能和風能規模的擴大，電力市場越來越難以平衡供需。 電力供應曾經主要由“隨叫隨到”的可調度的能源提供，例如煤和天然氣發電。在很多電力市場中，電力隨著風和陽光的條件發生變化，這就產生了市場供給的不平衡。

為了解決這一問題，要么調整電力需求以匹配電力供給，要么就準備好備用的電力生產來源以在電力供應不足的時候快速響應，做好補充。

北歐輸電系統運營商tennet已在德國和荷蘭啟動試點，利用區塊鏈技術為電網提供這種靈活性服務。tennet的試點項目將電動汽車和家用電池等存儲資產整合到電力市場中。

總部位于英國的electron正在利用區塊鏈開發一個靈活性電力供給平臺，通過實現實時交易來平衡電力供需。由于電力市場參與的開放性，這種平臺被稱為“能源ebay”。該交易平臺將通過交易補償的形式刺激消費者調整其能源消耗習慣，鼓勵在高可再生電力供應充足期間的電力消費，同時鼓勵在低供應期間降低消費，電力生產方和電力存儲供應商可以進行交易來響應實時的價格信號。

靈活性市場催生了一個資產登記和交易平臺，這也是electron過去兩年來一只在研發的平臺。在這個登記交易平臺中，沒有任何中介機構，所有類型的資產都能夠在平臺上之直接進行價值交換。

實時管理基礎設施

基于傳感器傳送數據的安全性和實時性，區塊鏈可以實現對電力行業基礎設施的更有效監控和維護。如果檢測到異常，設備的維護和相關費用的支付可以通過智能終端快捷的完成，響應時間能夠大大縮短。由于數據僅可用于區塊鏈網絡中的節點，因此數據安全性得以保障。區塊鏈再次為當前的數字試點增加了一層安全性和協調性，可以在硬件供應商、電力行業維護和應急響應團隊之間實現快速、準確的數據收集和流轉。

連接電動車充電站

在運輸行業里，區塊鏈可以為電動車輛（ev）充電提供協調服務。區塊鏈在充電站的能源支付，查看充電網絡的地圖，根據用戶偏好和實時定價數據推薦優選方案等方面有突出貢獻。 如果在該地區建立區塊鏈微電網，每個電站的電價可以由電網和住宅電力供應商共同建立。司機可以使用區塊鏈錢包安全地即時付款。

通過促進更大、更高效的充電網絡，區塊鏈可以大力推動電動汽車的普及。區塊鏈自動協調充電網絡，顯示附近的充電站所在位置以及其使用方式（圖3）。 智能合約可以保證自動、安全、點對點的便捷支付。 在德國，share＆charge是一款基于以太坊技術的應用程序，可將電動汽車與可用的住宅和商業充電站連接起來并方便付款。 該技術還在加利福尼亞州使用emotorwerks的juicebox ev充電器進行了試點。

圖3：（圖片翻譯）

連接電動汽車與附近的充電站來優化定價

1、無論是公有的還是私有的充電站，都將他們的電站連接到區塊鏈系統中

2、電站的擁有者設定充電設備的可用性和價格偏好，并將充電設備連接到網絡中以供使用

3、潛在用戶可以通過地圖看到加電站的分布，并查看他們的評級

4、充電者通過區塊鏈賬本完成電費快速安全的支付

對電力行業潛在的影響

1、更大、更高效的充電站網絡

2、電動汽車充電便捷性大幅提高，電動汽車的使用將更快普及

3、動態協調電力供給和需求，有助于幫助平峰補谷，靈猴解決電力定價的問題

未來是不確定的，但總有人先行一步

對于電力行業來說，區塊鏈是一把雙刃劍。新的挑戰者可以使用區塊鏈取代現有企業，但明智地使用區塊鏈的現有企業可以實現實質性的利益。通過將區塊鏈應用于其龐大的數據存儲，電力行業公司可以從更加協調的市場、更智能的硬件和更廣泛的電氣化中解鎖新的收入來源。所有這些活動都將取決于能否解決一些可能阻止區塊鏈技術大規模使用的問題。

許多電力行業公司已經開始評估區塊鏈技術的潛力，以提高內部和整個行業的效率。有些人則更進一步，在交易，分銷和數據管理等領域啟動了試點。 歐洲已成為區塊鏈創新的領先地區，一些公司已經推出了一系列舉措。rwe正在試行基于智能合約的電動汽車充電站網絡，而vattenfall已經啟動了一個試點點對點能源交易網絡。

在亞洲，能源經理和電力營銷公司eneres正在與會津實驗室合作，建立一個點對點網絡。而美國電力行業的發展往往是由這個行業參與者之外的人（如能源部）發起并引領的。

區塊鏈實現了“無信任”交易，這些交易由不可篡改的算法統治，并且沒有中間人、政府和行業監管機構。雖然基于該技術的市場尚未達成一致的規則，但標準制定的工作正在加速。 例如，由全球24家分支機構組成的能源網絡基金會（ewf）正在與監管機構和技術提供商合作，以促進技術和監管方面的進步。

ewf的目標是支持開發并創建具有通用標準和能源行業特定功能的開源區塊鏈。此外，能源專用論壇，如中國萬向區塊鏈實驗室和endesa區塊鏈實驗室正在舉辦峰會和挑戰賽，旨在幫助標準化流程和解決方案的落地。

即使在商業試點的初始階段，區塊鏈技術也有明顯的潛力來化解當前的僵局，從而改變電力行業。同樣明確的是，一些人必然會從中受益，有些人將看到他們的商業模式發生改變，而剩下的人可能會被淘汰出局。

這些人可能是消費者，也可能是太陽能發電系統的所有者，甚至是微電網參與者，電動車輛所有者以及能源使用涉及物聯網的其他人。電力行業和設備以及設備制造商會看到他們的角色發生變化，而對交易所，信息提供商和管理員的影響可能更具破壞性，因為它們會被自動化流程所取代。

隨著技術競爭的形成，電力行業參與者應該有各種各樣的機會。對于那些采取中期觀點的公司而言，現在就得采取行動，并制定應對區塊鏈的戰略工具。 電力行業應考慮如何創造競爭優勢或降低風險。參與區塊鏈聯盟開發并了解技術風險與機遇的電力公司將能更好的把握機遇。

作者介紹：

kimberly henderson：麥肯錫芝加哥辦事處的合伙人

emily knoll：底特律辦事處的顧問

matt rogers：舊金山辦事處的高級合伙人

責任編輯：

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