2008年,區塊鏈(Blockchain)概念開始進入人們視野,狹義的區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構,并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義的區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算范式。
目前,區塊鏈的應用已延伸到物聯網、智能制造、供應鏈管理、數字資產交易、能源管理等多個領域,將為云計算、大數據、移動互聯網等新一代信息技術和傳統行業跨界發展帶來新的機遇,有能力引發新一輪的技術創新和產業變革。
“數字經濟之父”DonTapscott認為,區塊鏈技術將是對人類未來十年影響最大的黑科技,它可能重新定義互聯網甚至人類社會!在風靡金融業后,區塊鏈開始在能源界走紅。當一個很傳統的行業,和一個非常新興的技術范式之間的碰撞,之間的火花可能會比火星撞地球更大。高技術門檻、資本密集型的能源行業,在區塊鏈去中心化存儲、信息高度透明、數字化精準管理、與永不篡改的信任安全中將迎來裂變式發展,變革亦不可擋。
能源城市:區塊鏈支持智慧能源體系至臻完善
未來智慧能源城市情景應該是:所有的網聯能耗設備都可以根據能耗曲線設置最佳的開關時間;城市的整體能源消耗和二氧化碳排放隨時依據天氣和事件變化進行需求側編排以實現最優;微電網開發商通過點對點的方式進行剩余能源交易,參與的用戶都有連接到區塊鏈的智能儀表,追蹤記錄家庭使用的電量以及管理鄰居之間的電力交易,智能能源電網交易比傳統自上而下的能源配電系統更有效率,可以節省整體開支,給全社會帶來好處同時展示了分布式賬本技術的力量。
要實現此圖景,其底層的能源系統必須能夠連接數以十億計的發電設施、光伏面板、輸配系統,儲能電池、充電網絡、用能設備。而能源互聯網則可以對支撐該系統的數量龐大的設備進行智慧地調配和管理。
未來智慧能源系統在物物相聯每一個設備都是交易主體和決策主體,交易的三大元素會發生變成,第一交易的主體將從人變化事,各種各樣的傳感器、用電器、發電器等點對點之間的交易,交易的內容發生變化,現在的內容是基于產品的服務交易,未來交易的主體會針對內容發生,是設備、資產的使用權,以及設備和資產的收益權,同時基于這樣類似的信息和數據。區塊鏈技術可在一定程度上匹配能源互聯網中的頻繁交易,且保證信息的真實可信。
能源應用:區塊鏈貫穿并優化能源價值鏈各環節
未來能源行業的發、輸、用、儲以及金融交易等環節都會發生巨大變化。發電端隨機性增加,同時也會分布化;電網的拓撲結構會隨著電源的分布化和隨機化而發生變化;消費者角色將在整個能源行業的價值鏈當中被突出,成為真正的價值鏈推動者和價值鏈龍頭,與電源和電網進行良性的有效互動;儲能作為電力價值鏈上的新環節,會成為很重要的緩存和信息節點(硬盤)的角色。而在在能源互聯網里面,發、輸、變、配、售、用等各個領域都可以和區塊鏈結合起來,利用區塊鏈技術,持續優化提升能源行業各環節效率與便利性。
在發電領域,即區塊鏈售電,尤其是分布式能源基于微網的區塊鏈售電,因為能量傳輸的損耗,電力基本上不可能像金融產品一樣具有流通性。一般來說分布式光伏在比較低的電壓等級一升壓一降壓過程中,一遠距離傳輸就會產生非常大的影響,,所以分布式能源的電最好在本地銷納。但是,通過區塊鏈,卻可以實現基于本地的能源微網點對點的用戶和發電者之間的電力交易。
電力傳輸環節,也可以設計成金融產品,即金融輸電權,輸電權的交易就會像發電權的或者說發電上網權的交易一樣,是可以進行場內交易和場外交易的,是可以形成資源在交易所內的撮合交易和掛牌交易的,所以基于輸電行業環節的區塊鏈應用場景就出現了。在輸電行業還有另外一種應用,就是線損。目前是電網公司說了算,包括不同能源之間轉換的損耗,如及熱電聯供、熱電互換其實都是不同品種的能源之間的轉換,然后進行傳輸。此外,能源遠距離傳輸和其他的運行帶來的線損,如何量化、公證及確認也可以通過區塊鏈來達成。此外,未來的電力調度客體是大量的分布式的能源,以及大量的智慧用電負荷,如智能的電動汽車、智能家居,整個電網的調度決策以及指令和信號的本地的生成和執行的過程,也可以通過區塊鏈來生成的。
配電領域,大規模的可再生間歇式能源并網,給配電網的管理帶來巨大挑戰。主動配電網通過對其進行主動管理和協調控制,實現間歇式能源的有效消納。主動配電網通過分層能量管理與協調控制體系,基于主動配電網的控制區域劃分和信息模型融合,綜合全局優化技術和局部控制模式,分析各控制模式的適用場景,給出全局優化啟動的條件,實現局部控制模式的主動切換。
能源消費端,其應用場景最多,現在推廣的需求側響應、虛擬電廠等,對用戶側貢獻的計量、用戶作用評價、讓資源的貢獻者能獲得匹配的收益等方面均可構建相應的體系。目前的需求側響應方案是封閉式的方案,就是需求側響應的負荷集成商簽好協議,根據需求側響應的指令,分配到下面的負荷讓大家參與響應,未來在能源互聯網時代應該是即插即用、即插即發、即插即響應的可擴展的情景。該情景下,非響應計劃內的負荷如何及時的參與,動態的來參與符合需求側的響應將是非常大的挑戰。在確定計劃、分配收益、效果考核優化等方面,區塊鏈可以發揮的空間將無比巨大。
最后是儲能部分,儲能的單體利用率非常低,用戶不可能一天24小時都把儲能電池用起來,利用區塊鏈技術可以把儲能使用權就地共享,周邊用戶可以通過使用權的分享,調用在某私人業主的儲能設施,然后基于儲能的收益付使用費。
能源管理:區塊鏈推動能源價值鏈數字化精準管理
除了具體的應用,“區塊鏈+能源”更重要的是真正實現了能源的數字化精準管理,目前的能源系統管理機制下電站發的每一度電就像河流小溪流入大海,無法確定水滴來自什么地方,發電匯入電網,區分電源沒有意義,無法做到基于電流的精確管理和結算。數字世界的每度電都有數字映射,通過數字映射,重新建模電力網絡,實現精確管理和結算。
基因重塑:DPEN支持區塊鏈應用重塑智慧能源價值鏈
DPEN支持區塊鏈與能源的全方位結合,重塑智慧能源價值鏈。利用區塊鏈技術,有效采集和分析在原本孤立的系統中存在的所有傳感器和其他部件所產生的信息,并借助大數據分析,評估其實際價值,并對系統運行優化進行預期分析,能夠幫助能源上下游各產業鏈條中的企業、用戶快速有效地建立更為安全的運營機制、更為高效的工作流程、更為智慧的管理和更為優秀的服務。
DPEN支持的區塊鏈推動組建高效、低成本的能源物聯網。在傳統的組網模式下,所有設備之間的通信必須通過中心化的代理通信模式實現,設備之間的連接必須通過網絡,極大提高了組網成本,同時可擴展性、可維護性和穩定性差。區塊鏈技術將顯著降低中心化數據中心的建設和維護成本,同時可以將計算和存儲需求分散到組成物聯網網絡的各個設備中,有效阻止網絡中的任何單一節點的失敗而導致整個網絡崩潰的情況發生。另外,區塊鏈中分布式賬本的防篡改特性,能有效防止能源物聯網中任何單節點設備被惡意攻擊和控制后帶來的信息泄露和惡意操控風險。而利用區塊鏈技術組建和管理能源物聯網,能及時、動態掌握網絡中各種設備的狀態,提高設備的利用率和維護效率,同時能提供精準、高效的供應鏈金融服務。
DPEN支持的區塊鏈技術使去中心化能源市場成為可能。結合區塊鏈和通信技術可以促進數百萬的參與者之間更安全的交易和支付,為一個去中心化能源市場賦能。結合區塊鏈技術與物聯網技術,將使得分布式能源交易的協商機制成為可能。在網狀網絡使用分布式的有線或無線數據連接,分布式能源生產者可以自動廣播盈余電量及其持續時間的相關信息,使用區塊鏈賬本,生產者和消費者的代理機器可以協商價格,達成能源交易。而能夠作為本地生產者在能源市場上進行交易這一點又會吸引更多資源投入賦能分布式電網的技術,如智能電網裝備、物聯網裝備和電動汽車。且電網越是分布式,就越是能更可靠、高效地匹配能源供需——包括但不限于發送實時報價信息和減少昂貴的輸配電基礎設施開支。于是,DPEN支持區塊鏈技術又將驅動更多分布式電網基礎設施。
責任編輯: 曹吉生