區(qū)塊鏈成為近兩年熱點(diǎn)話題，因其通過分布式數(shù)據(jù)存儲、點(diǎn)對點(diǎn)（P2P）傳輸、共識機(jī)制、加密算法等技術(shù)的集成，可有效解決傳統(tǒng)交易模式下數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)流轉(zhuǎn)過程中的造假行為，從而構(gòu)建可信交易環(huán)境，打造可信社會。區(qū)塊鏈技術(shù)在金融、IOT、數(shù)據(jù)、電信等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在能源領(lǐng)域，雖然目前區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用案例較少且規(guī)模較小，并且實(shí)際運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)不足，但是區(qū)塊鏈在未來能源領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力，正成為當(dāng)今能源領(lǐng)域的一個重要應(yīng)用方向。總結(jié)國內(nèi)外能源領(lǐng)域區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用情況，將對我國能源領(lǐng)域應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)、使區(qū)塊鏈技術(shù)成為能源轉(zhuǎn)型和模式進(jìn)化的催化劑，具有重要的借鑒意義和參考價值。本文首先概述區(qū)塊鏈的定義和特點(diǎn)，總結(jié)國內(nèi)外區(qū)塊鏈技術(shù)總體發(fā)展情況，分析區(qū)塊鏈在能源領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀；其次重點(diǎn)介紹區(qū)塊鏈技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用，對典型案例進(jìn)行深入解剖和分析；最后探討能源區(qū)塊鏈發(fā)展中存在的問題和面臨的挑戰(zhàn)，供參考。
一、區(qū)塊鏈技術(shù)概述
“區(qū)塊鏈”（Blockchain）技術(shù)起源于“比特幣”。2008年一個筆名為中本聰?shù)淖髡甙l(fā)表了一篇名為《比特幣——一種點(diǎn)對點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》的文章，闡述了一種基于P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通過加蓋時間戳、參與各方一同記賬、一同公證、每十分鐘確認(rèn)一次交易的分布式記賬系統(tǒng)，標(biāo)志著比特幣的誕生。隨后，該理念很快步入實(shí)踐。然而，目前尚未形成關(guān)于區(qū)塊鏈的統(tǒng)一定義。如今比較通行的定義為：區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲、P2P傳輸、共識機(jī)制、加密算法等計算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。區(qū)塊鏈技術(shù)是比特幣的底層核心技術(shù)，其本質(zhì)是一個去中心化的數(shù)據(jù)庫，任何一筆交易都會通過數(shù)據(jù)庫發(fā)給全網(wǎng)的其他每個節(jié)點(diǎn)。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)相比，區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、數(shù)據(jù)不可篡改、集體維護(hù)、信息公開透明、智能合約、可追溯性、開放性、無需信任系統(tǒng)等特點(diǎn)。作為一類新興的分布式數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，區(qū)塊鏈在金融、政務(wù)、能源、醫(yī)療、知識產(chǎn)權(quán)、司法、網(wǎng)絡(luò)安全等行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐步展開，正成為驅(qū)動各行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革的重要力量。根據(jù)Lux Research發(fā)布的《2019年的19項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)》報告，區(qū)塊鏈被視為即將改變世界經(jīng)濟(jì)、在未來10年改變?nèi)藗兩罘绞降?9項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一。
二、國內(nèi)外區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展總體情況
（一）國內(nèi)外區(qū)塊鏈整體發(fā)展情況
區(qū)塊鏈技術(shù)作為“比特幣”的底層技術(shù)，自2009年以來，隨“比特幣”在全球范圍內(nèi)興起，逐步走進(jìn)人們的視野。iiMedia Research發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，自2009年至2019年8月，全球區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)累計投融資規(guī)模為103.69億美元。全球各國推動的區(qū)塊鏈項(xiàng)目數(shù)量達(dá)154項(xiàng)，主要應(yīng)用于金融業(yè)、政府檔案、數(shù)字資產(chǎn)管理、投票等領(lǐng)域，其中政府項(xiàng)目數(shù)量較多的前三個國家分別是荷蘭、韓國和美國。
目前，世界各國政府、產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界都高度關(guān)注區(qū)塊鏈的應(yīng)用發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，已經(jīng)有越來越多的國家和地區(qū)將區(qū)塊鏈作為戰(zhàn)略發(fā)展方向。其中，歐盟相對較為積極，于2018年2月成立歐洲區(qū)塊鏈觀察論壇，該論壇主要職責(zé)包括：政策確定、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動、跨國境BaaS（Blockchain as a Service）服務(wù)構(gòu)建、標(biāo)準(zhǔn)開源制定等，并且通過Horizon 2020創(chuàng)新項(xiàng)目投入500萬歐元作為區(qū)塊鏈研發(fā)基金，預(yù)計2018～2020年的3年間區(qū)塊鏈方面投資將達(dá)到3.4億歐元
澳大利亞聯(lián)邦政府已在區(qū)塊鏈技術(shù)上進(jìn)行了大量投資，包括在2018～2019財年向數(shù)字創(chuàng)新機(jī)構(gòu)投資70萬美元，用于研究在政府支付方面使用區(qū)塊鏈的益處。2019年3月，澳大利亞宣布了一項(xiàng)國家區(qū)塊鏈路線圖戰(zhàn)略，該戰(zhàn)略側(cè)重于各種政策領(lǐng)域，包括監(jiān)管、技術(shù)和能力建設(shè)，以及創(chuàng)新、投資、國際競爭力和合作。澳大利亞政府認(rèn)為，諸如國家區(qū)塊鏈路線圖之類的政策可以幫助該國成為新興區(qū)塊鏈行業(yè)的全球領(lǐng)導(dǎo)者。
英國政府在現(xiàn)階段的區(qū)塊鏈創(chuàng)新競賽中處于突出的領(lǐng)先地位，其諸多創(chuàng)新舉措為其他國家區(qū)塊鏈領(lǐng)域的政策制定與研究提供了重要參考。2016年1月，英國政府發(fā)布《分布式賬本技術(shù)：超越區(qū)塊鏈》白皮書，第一次立足國家層面對區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行全面分析并給出研究建議。英國金融行為監(jiān)管局（FCA）早在2015年11月就發(fā)布了《監(jiān)管沙盒》指引文件，首次提出監(jiān)管沙盒的核心意義與具體實(shí)施要求，為區(qū)塊鏈等金融科技企業(yè)在監(jiān)管政策不確定的情況下提供了一個安全創(chuàng)新的環(huán)境。FCA至今已完成共三批測試招募，正式進(jìn)入測試環(huán)境的企業(yè)中區(qū)塊鏈方向的超過半數(shù)。德國、巴西等國也在嘗試?yán)蒙澈刑剿鲄^(qū)塊鏈行業(yè)監(jiān)管和應(yīng)用。
在美國，由于各州政策不一，雖然區(qū)塊鏈在美國初創(chuàng)企業(yè)中仍是熱潮，但產(chǎn)業(yè)政策推動一直較慢。
日本政府在區(qū)塊鏈技術(shù)的研究和控制方面持更加積極且審慎的態(tài)度。日本正在國家層面積極制定法律，并進(jìn)一步規(guī)范大型金融、物流和商業(yè)部門，以實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈技術(shù)和數(shù)字貨幣的早日應(yīng)用。
區(qū)塊鏈技術(shù)日益受到我國政府的重視，政府陸續(xù)出臺許多政策推進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，但整體看，國內(nèi)區(qū)塊鏈的應(yīng)用探索尚處于早期研究階段。國務(wù)院印發(fā)《“十三五”國家信息化規(guī)劃》，區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器深度學(xué)習(xí)等新技術(shù)，成為國家布局重點(diǎn)。中國人民銀行印發(fā)《中國金融業(yè)信息技術(shù)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》，明確提出積極推進(jìn)區(qū)塊鏈、人工智能等新技術(shù)應(yīng)用研究，并組織進(jìn)行國家數(shù)字貨幣的試點(diǎn)。2016年10月，工信部發(fā)布《中國區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書》，這是我國政府首個落地的區(qū)塊鏈官方指導(dǎo)文件。
在區(qū)塊鏈技術(shù)寫入“十三五”規(guī)劃之后，我國各地政府積極推動區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展，紛紛成立區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)地、研究院。目前，深圳、杭州、廣州、貴陽等地都在積極建立區(qū)塊鏈發(fā)展專區(qū)，給予特別扶持政策。其中，廣州在2017年12月正式發(fā)布廣州區(qū)塊鏈10條策略，在黃浦區(qū)和開發(fā)區(qū)打造區(qū)塊鏈企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新區(qū)。深圳在2018年3月由深圳市經(jīng)濟(jì)貿(mào)易和信息化委員會發(fā)布《市經(jīng)貿(mào)信息委關(guān)于組織實(shí)施深圳市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)新一代信息技術(shù)信息安全轉(zhuǎn)型2018年第二批扶持計劃的通知》，區(qū)塊鏈在扶持方向之列，這是繼廣州、貴陽、青島、杭州之后，國內(nèi)第5個地方政府出臺關(guān)于區(qū)塊鏈的扶持政策。
（二）國內(nèi)外能源區(qū)塊鏈發(fā)展情況
區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種新的分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，其去中心化、公開、透明的特點(diǎn)讓每個個體均可參與數(shù)據(jù)庫記錄。雖然區(qū)塊鏈在能源領(lǐng)域的應(yīng)用案例較少且規(guī)模較小，并且實(shí)際運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)不足，但是區(qū)塊鏈在未來能源領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力，正成為當(dāng)今能源領(lǐng)域的一個重要應(yīng)用方向。
1. 全球能源區(qū)塊鏈仍處于探索起步階段
近年來，能源區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用已出現(xiàn)眾多案例，國內(nèi)外多家能源企業(yè)展開探索，主要應(yīng)用于分布式能源交易、綠證資產(chǎn)數(shù)字化、供應(yīng)鏈金融、碳市場交易、電動汽車充電及結(jié)算等場景，降低了交易成本，提高了效率。西班牙可再生能源巨頭伊維爾德羅拉（Iberdrola）正在利用區(qū)塊鏈技術(shù)追蹤可再生能源，目前已啟動試點(diǎn)且取得成功。西班牙能源巨頭雷普索爾（Repsol）宣布，已成功完成一項(xiàng)區(qū)塊鏈試點(diǎn)，可以改進(jìn)石化產(chǎn)品的認(rèn)證過程，提高產(chǎn)品的安全認(rèn)證質(zhì)量，此舉每年可節(jié)省高達(dá)40萬歐元的成本。值得一提的是，美國能源部2019年1月初也宣布，將為包括區(qū)塊鏈在內(nèi)的大學(xué)技術(shù)研究提供480萬美元的資金。
區(qū)塊鏈在能源領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢在于，以通證為基礎(chǔ)的流通和激勵機(jī)制實(shí)現(xiàn)分布式能源P2P交易過程。2016年4月，在美國紐約布魯克林微網(wǎng)項(xiàng)目中，屋頂光伏發(fā)電供應(yīng)者與電力用戶基于以太坊區(qū)塊鏈智能合約，實(shí)現(xiàn)P2P直接交易，被認(rèn)為是開啟了區(qū)塊鏈技術(shù)在能源領(lǐng)域應(yīng)用的先河。
雖然全球各地相繼出現(xiàn)了多個示范項(xiàng)目，但能源區(qū)塊鏈應(yīng)用仍處于小范圍試點(diǎn)階段，且以實(shí)驗(yàn)性質(zhì)居多，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與政策的限制使得短時間內(nèi)區(qū)塊鏈技術(shù)無法對能源行業(yè)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)影響。美國、德國、荷蘭、澳大利亞、新西蘭、南非都有早期區(qū)塊鏈能源公司，基于以太坊智能合約開發(fā)電力交易平臺，用智能儀表采集數(shù)據(jù)，P2P的發(fā)電、用電、交易技術(shù)趨于成熟。
相比國外能源區(qū)塊鏈投資與應(yīng)用的活躍程度，我國能源區(qū)塊鏈發(fā)展基本上還是剛剛起步的狀態(tài)。2016年之前，“能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行與交易基礎(chǔ)理論”已經(jīng)被相關(guān)文件界定為“智能電網(wǎng)基礎(chǔ)支撐技術(shù)”項(xiàng)目下的基礎(chǔ)研究類題目，該項(xiàng)目的實(shí)施周期為5年（2016～2020）。2016年首個區(qū)塊鏈能源實(shí)驗(yàn)室成立，并推出能源區(qū)塊鏈主鏈Demo，這些都體現(xiàn)出我國探索者在該領(lǐng)域的努力。
2. 區(qū)塊鏈技術(shù)助力全球能源轉(zhuǎn)型
2019年2月，國際可再生能源署（IRENA）發(fā)布的題為《可再生能源未來的創(chuàng)新》報告指出，為了加速電力行業(yè)的低成本可再生能源發(fā)電，各國需要創(chuàng)新的技術(shù)工具，使其能夠從可再生能源規(guī)模擴(kuò)大中受益。報告中提到的創(chuàng)新包括時間使用稅、聚合器和區(qū)塊鏈等支持技術(shù)。該報告指出，有189家公司正在使用能源區(qū)塊鏈，71個項(xiàng)目使用能源區(qū)塊鏈，其中約50%的項(xiàng)目建立在以太坊區(qū)塊鏈上。IRENA報告稱，總體來看，截至2018年9月，電力行業(yè)的區(qū)塊鏈投資額已經(jīng)達(dá)到4.66億美元。
在數(shù)字化浪潮下，綠色能源資產(chǎn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型必將形成多方生態(tài)智聯(lián)、產(chǎn)業(yè)鏈價值自由流通、多場景智能化綠色應(yīng)用的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。能源企業(yè)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式和盈利模式不再適應(yīng)數(shù)字化、低碳化的新經(jīng)濟(jì)格局需求，以能源用戶為主導(dǎo)的能源變革對企業(yè)既有系統(tǒng)提出新的挑戰(zhàn)。能源行業(yè)正面臨傳統(tǒng)一次能源向基于光風(fēng)電等二次能源的轉(zhuǎn)型期，數(shù)字化被視作實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源行業(yè)轉(zhuǎn)型升級并重新煥發(fā)生機(jī)的重要驅(qū)動力，而區(qū)塊鏈基于其去中心化、智能合約等技術(shù)特征正在被應(yīng)用至能源價值鏈的多個環(huán)節(jié)。
以電力為例，通過區(qū)塊鏈技術(shù)，我們可以安全便捷地將分布式能源資源納入電網(wǎng)平衡過程。利用大量的分布式資源可以創(chuàng)建“虛擬發(fā)電廠”。它們能夠提供與集中式發(fā)電廠相同的服務(wù)，但在很大程度上由個人和企業(yè)，而不是電力公司擁有。用戶可以從自有資產(chǎn)，而不是電力公司擁有的資產(chǎn)中獲益，這大大降低了系統(tǒng)的運(yùn)營成本。區(qū)塊鏈技術(shù)使我們能夠協(xié)調(diào)這些資產(chǎn)的充電或放電，擁有這些資產(chǎn)的用戶可以購買這些服務(wù)自用，或通過提供這些服務(wù)而獲得回報。其結(jié)果是大幅提升電網(wǎng)利用率，并顯著提高可再生能源、能效和清潔能源資產(chǎn)等納入電網(wǎng)運(yùn)營的能力。
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