区块链在电力行业的的六大应用场景

区块链技术可以大幅提升电力行业产业链价值交换的效率。以下就是电力行业中新兴的6类区块链应用。

比特币最近几个月引起了广泛关注，但真正值得注意的是支撑比特币和其他加密货币的底层技术——区域链，它有可能给电力行业带来突破性革新。电力行业的先行者们已开始思考他们如何能利用区块链的同时抵御来自区块链的威胁。当前电力行业正处在快速变革期，由于可再生能源的出现以及对分布式能源的研究，能源储存方式、能源利用效率以及能源数字化都在加速变迁，区块链的诞生为计量这些不确定性提供了新的路径。

区块链技术可以为支付、销售、交易和价值分配的复杂网络提供基础设施（图1）。 区块链技术可以有效帮助提升交易效率，降低交易成本，在电力行业中，区块链技术和智能合约有助于帮助消除整个价值链中的痛点和摩擦。但由于安全性、可扩展性和治理的问题仍然存在，区块链技术仍然处于起步阶段。

在本文中，我们将介绍电力企业开始使用这些技术的六种方式，并考虑区块链在行业内的发展前景。

图1：（图片内容翻译如下）

发电

发电和供给信息的安全传输上链，并实现数据的可视化、精确化

REC证书的发放和交易将根据实际的发电量自动完成

电力传输和配送

通过智能合约进行电力的批发交易，最大限度的减少对中介机构的依赖

区块链传感器和控制器可实现安全的中心化的数据管控，并大幅提升电网的供需弹性

终端用户

用户和电力公司的实时交互，能够让交易流程更加便捷，电力使用更加高效，账户的管理更加顺畅。在区块链智能合约的支持下，电力的流转和快捷支付能够高效的运转，点对点的微电网能够实现自动化运行。

电动汽车通过“智能钱包”与执行交易的基础设施无缝连接

智能家居应用将与电网形成交互，系统化的协调电力购买和使用，大幅提升电网的运转效率和应用的使用寿命

发放和交易可再生能源证书

目前，可再生能源证书（REC）的发放并不是基于实际发电量，而是基于对发电量的估算和预测。使用与智能合约配对的传感器可以减少不准确性，智能合约将数据记录到区块链分类账，并根据产生的实际能量发放或交易REC。由于准确的数据可以立即在安全分类账上查看和操作，如此一来，中央机构就无需对数据进行核验，也不需要通过昂贵且准确性不高的方式来估算发电量。区块链可以大幅提升交易验证和数据索引的效率，以此降低REC监管机构的运行成本。

类似于Volt Market（由以太坊区块链智能合约提供支持的能源生产，跟踪和交易平台）、太阳能电池板设计公司Ideo CoLab、传感器制造商Filament和交易所运营商纳斯达克等正在尝试允许发电机和其他设备进行REC的交易。例如：Ideo CoLab已将其功能与纳斯达克的Linq平台以及Filament的硬件（使用具有区块链功能的数字传感器）集成，并基于发电量给发电方发放相应的REC，从而让很小的发电机构也能轻松的进行电力的追踪、证明和交易。

微电网点对点发电和配电

区块链技术相对较低的交易成本使较小的能源生产商能够出售多余的能源，从而提高竞争和电网运行效率。智能合约有助于实时协调太阳能电池板和其他发电装置的生产数据，并自动执行售卖交易，使电力能源能够在网络中便捷的双向流通。

例如，纽约州正尝试重建一个分布式电网，以此来促进电力公司和一些行业新玩家的合作。

区块链创业公司LO3正在使用以太坊技术来进行尝试，它允许消费者直接从当地电力生产商或现有基础设施的微电网中购买电力。 由LO3和西门子支持的“布鲁克林微电网”工程正在建立这样一个微电网（图2）。通过区块链技术进行电力计量使微电网成员之间的电力交换成为现实，进而无需中心化的机构，也无需搭建昂贵的基础设施来统一调配电力。会员可以通过移动应用或智能家居系统控制他们的能源使用偏好; 他们的区块链仪表将根据预设的成本偏好从太阳能业主处购买能源。

图2：（图片翻译）

创建由本地生产商提供并由智能合约支持的点对点微电网

1、太阳能的prosumer—即当地太阳能的生产者和电力使用者—共同建立一个微电网

2、参与者安装区块链智能电表，进而追踪记录电力的生产和使用

3、移动端的智能app用以追踪电力在微电网上的使用和交易

4、Prosumer（消费和生产者）在一天特定的时间生产过剩的电力

5、区块链电表将过剩的电力匹配给微电网上特定的消费节点，根据用户消费偏好自动生成智能合约

6、所有的交易都永久和准确的记录在区块链账本上，并能够通过手机APP便捷查阅

对电力行业潜在的影响

1、有更低的行业准入门槛，小的电力生产者可以便捷的售卖他们生产过剩的电力

2、基于实时供需进行调配的，更高效的电力分配机制

3、电力供给更加多元化，电网供需拥有更大的弹性

4、中心化交易机构和交易公证机构的功能将萎缩 

为欠发达市场提供电力

世界上许多地区的能源供应有限。区块链技术、智能融资体系、移动应用和数字传感器相结合，可以帮助在这些地区以小型离散数据包的形式分配能源，并使太阳能发电设备的当地所有者能够向邻居出售电力。太阳能发电设备的所有者可以使用信用贷款安装一个区块链技术驱动的太阳能电池板，并使用手机分期支付硬件的最低费用。一旦为太阳能装置买了单，业主就可以在需要能源时向附近的消费者出售小的，离散量的太阳能。电力购买和支付都可以通过移动端进行。在电缆、传统信贷机构以及中心化的电力机构等基础设施不完善的地方，区块链和移动微支付相关的这类较轻的固定基础设施网络能够快速成长。

在一项开创性的社会倡议中，众筹平台Usizo连接了南非一些资金紧缺的学校的区块链智能电表，捐赠者可以通过这一渠道便捷的帮助学校缴纳电费。区块链的支付则可以确保每笔捐赠的100％用于捐赠者的预期目标。类似的方法可用于为新的或服务不足的市场提供电力。 M-PAYG是一家丹麦公司，为发展中市场的贫困线以下的人们提供预付太阳能系统的渠道，并正在领导一个为乌干达最大的难民营通电的项目。

对于电力行业而言，越来越多具有电力接入能力的个人和越来越多的微电网加入支持主电网基础设施的行列。小型太阳能发电系统的所有者可以获得新的收入来源。

实时交易平衡供需

随着太阳能和风能规模的扩大，电力市场越来越难以平衡供需。 电力供应曾经主要由“随叫随到”的可调度的能源提供，例如煤和天然气发电。在很多电力市场中，电力随着风和阳光的条件发生变化，这就产生了市场供给的不平衡。为了解决这一问题，要么调整电力需求以匹配电力供给，要么就准备好备用的电力生产来源以在电力供应不足的时候快速响应，做好补充。

北欧输电系统运营商TenneT已在德国和荷兰启动试点，利用区块链技术为电网提供这种灵活性服务。TenneT的试点项目将电动汽车和家用电池等存储资产整合到电力市场中。

总部位于英国的Electron正在利用区块链开发一个灵活性电力供给平台，通过实现实时交易来平衡电力供需。由于电力市场参与的开放性，这种平台被称为“能源eBay”。该交易平台将通过交易补偿的形式刺激消费者调整其能源消耗习惯，鼓励在高可再生电力供应充足期间的电力消费，同时鼓励在低供应期间降低消费，电力生产方和电力存储供应商可以进行交易来响应实时的价格信号。

灵活性市场催生了一个资产登记和交易平台，这也是Electron过去两年来一只在研发的平台。在这个登记交易平台中，没有任何中介机构，所有类型的资产都能够在平台上之直接进行价值交换。

实时管理基础设施

基于传感器传送数据的安全性和实时性，区块链可以实现对电力行业基础设施的更有效监控和维护。如果检测到异常，设备的维护和相关费用的支付可以通过智能终端快捷的完成，响应时间能够大大缩短。由于数据仅可用于区块链网络中的节点，因此数据安全性得以保障。区块链再次为当前的数字试点增加了一层安全性和协调性，可以在硬件供应商、电力行业维护和应急响应团队之间实现快速、准确的数据收集和流转。

连接电动车充电站

在运输行业里，区块链可以为电动车辆（EV）充电提供协调服务。区块链在充电站的能源支付，查看充电网络的地图，根据用户偏好和实时定价数据推荐优选方案等方面有突出贡献。 如果在该地区建立区块链微电网，每个电站的电价可以由电网和住宅电力供应商共同建立。司机可以使用区块链钱包安全地即时付款。

通过促进更大、更高效的充电网络，区块链可以大力推动电动汽车的普及。区块链自动协调充电网络，显示附近的充电站所在位置以及其使用方式（图3）。 智能合约可以保证自动、安全、点对点的便捷支付。 在德国，Share＆Charge是一款基于以太坊技术的应用程序，可将电动汽车与可用的住宅和商业充电站连接起来并方便付款。 该技术还在加利福尼亚州使用eMotorwerks的JuiceBox EV充电器进行了试点。

图3：（图片翻译）

连接电动汽车与附近的充电站来优化定价

1、无论是公有的还是私有的充电站，都将他们的电站连接到区块链系统中

2、电站的拥有者设定充电设备的可用性和价格偏好，并将充电设备连接到网络中以供使用

3、潜在用户可以通过地图看到加电站的分布，并查看他们的评级

4、充电者通过区块链账本完成电费快速安全的支付

对电力行业潜在的影响

1、更大、更高效的充电站网络

2、电动汽车充电便捷性大幅提高，电动汽车的使用将更快普及

3、动态协调电力供给和需求，有助于帮助平峰补谷，灵猴解决电力定价的问题

未来是不确定的，但总有人先行一步。

对于电力行业来说，区块链是一把双刃剑。新的挑战者可以使用区块链取代现有企业，但明智地使用区块链的现有企业可以实现实质性的利益。通过将区块链应用于其庞大的数据存储，电力行业公司可以从更加协调的市场、更智能的硬件和更广泛的电气化中解锁新的收入来源。所有这些活动都将取决于能否解决一些可能阻止区块链技术大规模使用的问题。

许多电力行业公司已经开始评估区块链技术的潜力，以提高内部和整个行业的效率。有些人则更进一步，在交易，分销和数据管理等领域启动了试点。 欧洲已成为区块链创新的领先地区，一些公司已经推出了一系列举措。RWE正在试行基于智能合约的电动汽车充电站网络，而Vattenfall已经启动了一个试点点对点能源交易网络。在亚洲，能源经理和电力营销公司Eneres正在与会津实验室合作，建立一个点对点网络。而美国电力行业的发展往往是由这个行业参与者之外的人（如能源部）发起并引领的。

区块链实现了“无信任”交易，这些交易由不可篡改的算法统治，并且没有中间人、政府和行业监管机构。虽然基于该技术的市场尚未达成一致的规则，但标准制定的工作正在加速。 例如，由全球24家分支机构组成的能源网络基金会（EWF）正在与监管机构和技术提供商合作，以促进技术和监管方面的进步。EWF的目标是支持开发并创建具有通用标准和能源行业特定功能的开源区块链。此外，能源专用论坛，如中国万向区块链实验室和Endesa区块链实验室正在举办峰会和挑战赛，旨在帮助标准化流程和解决方案的落地。

即使在商业试点的初始阶段，区块链技术也有明显的潜力来化解当前的僵局，从而改变电力行业。同样明确的是，一些人必然会从中受益，有些人将看到他们的商业模式发生改变，而剩下的人可能会被淘汰出局。这些人可能是消费者，也可能是太阳能发电系统的所有者，甚至是微电网参与者，电动车辆所有者以及能源使用涉及物联网的其他人。电力行业和设备以及设备制造商会看到他们的角色发生变化，而对交易所，信息提供商和管理员的影响可能更具破坏性，因为它们会被自动化流程所取代。

随着技术竞争的形成，电力行业参与者应该有各种各样的机会。对于那些采取中期观点的公司而言，现在就得采取行动，并制定应对区块链的战略工具。 电力行业应考虑如何创造竞争优势或降低风险。参与区块链联盟开发并了解技术风险与机遇的电力公司将能更好的把握机遇。