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区块链在能源领域有哪些应用?

国际能源网能源资讯频道  来源:南方能源观察  作者:蔡译萱  日期:2017-07-14

试想一下,你开着电动汽车,放着音乐、路况宜人、心情大好,突然发现需要充电,这时该怎么办?

首先,是刷指纹或刷脸登陆手机确认身份,然后打开app寻找附近的共享充电桩,你的信息通过分布式记账(DLT)技术同时传输到充电站和银行。

等到达充电桩时,插入智能充电插头,在app上可以时刻看到充电过程。15分钟,快充结束,可以立刻开车就走,支付已自动完成。有关你的充电数据、结算以及交易记录在充电站和银行同步更新,整个环节中的身份验证已在不知不觉中完成。

听上去流程简化了不少,这其实是应用DLT建成的简单支付系统,而这一过程中的结算、充电以及交易记录数据的保存都将通过区块链(blockchain)完成。目前,德国能源集团RWE子公司Innogy SE与电动交通初创企业Share&Charge,已经在德国建成几百个基于区块链的电动汽车充电站,而这只是区块链在能源领域比较基础的应用。

无需中间人,不要手续费

很多人对区块链的了解来自比特币。事实上,作为分布式记账的一个分支,区块链同样运用了比特币的身份验证记账技术,以开放的、分布式的数据库形式,将信任信息同步到每一笔交易。参与者的身份需得到认证,但可进行匿名交易。交易和数据管控的主体是参与交易的主体,也不存在所谓的监管方。

不过,匿名交易且无监管方,区块链是否安全?个人信息是否会被泄露?身份验证靠不靠谱?这项技术的安全性,从一开始就受到多方拷问。

而在实际操作中,每个参与者的数据一经提交便不能修改,也不能直接删除,只能加入新的数据变更,因此每一项数据都将被保留、可追踪。也就是说,在需要身份认证的地方,区块链可以发挥作用。使用区块链将数据同步复制到所有参与者,每提交一个数据,所有参与者都将知晓,而没有获得身份验证的人则无法获取这些经过加密的信息。即使系统受到攻击,其他参与者会很快发现并加以应对。

还是觉得有点抽象?Greentech媒体首席执行官Scott Clavenna说:“这就像互联网的早期阶段一样,当互联网首次引入时,你很难想象它将对世界产生巨大的影响。”

由于区块链技术能避开繁杂的系统,在付款方和收款方之间创造更直接的付款流程,有着低价、迅速的特点,而且无需中间人,没有手续费,因此近年来这项技术更受金融和银行业的青睐。在能源领域,除上述提到的电动汽车快充,区块链技术在电力交易领域亦有所应用。

基于以太坊,开发区块链电力交易APP

2016年11月,美国纽约州的LO3公司与西门子数字电网(Siemens Digital Grid)以及区域链开发商ConsenSys合资成立的TransActive Grid公司正通过运营着的微网项目实现社区间居民的电力交易。居民用户接入智能仪表,即使家里没有发电设备,也可以与其他分布式家庭互联,买入电力。

目前国际已经使用区块链技术进行分布式发电电力交易的区域,分别有美国、德国、荷兰、南非、澳大利亚、新西兰等,均为小规模试点项目。其中,欧盟无疑是全球最活跃的地区,他们更关注核心网络的开发。在德国,一半以上的能源管理人员正在操作和规划区块链试点。

这些初创公司使用最基础的比特币技术,多数在以太坊(Ethereum),即智能合约(SmartContract)功能的公共区块链平台上应用。用智能手机打比方,如果说以太坊好比智能手机的操作系统,那么智能合约就是上面的应用即app。有了以太坊,用户可以直接开发自己的区块链应用,而无须担心底层的区块链系统。

纽约州Transactive Grid的应用正基于这个操作系统。这家公司首先通过安装在用户家里的智能仪表采集电力数据(包括发电、用电以及电力交易)与其他分布式家庭互联,电力数据同步上传到公共区域链平台,当你需要买电时,它能够确保微网使用者无法伪造或篡改合同,还利用密码安全列表实时自动更新交易和电力使用信息,最终通过这一平台以虚拟货币结算,自动完成交易。Transactive Grid联合创始人Lawrence Orsini曾表示,基于区块链,任何人都可以轻松地设置和执行合同,交易自动进行。

多样化应用

根据美国能源咨询公司Indigo Advisory的分类统计,全球约有40家初创公司在全球范围内运作能源领域的区块链技术。他们的应用范围包括:比特币支付、电动车充电和共享,可再生能源加密货币、绿证核发与追踪、批发能源交易和结算,以及区块链实验室。

比特币支付

2014年,荷兰能源公司BAS成为世界上第一家接受比特币支付的能源公司,随后德国汉诺威市的Enercity也接受客户直接用比特币支付电费、燃气费、暖气费及饮用水费。而在南非,因为大多数人都没有银行账户,一家名为Bankymoon的公司发起了一个创新项目,通过智能电表收集用户的电力,水和天然气使用数据,再以比特币作为结算。

可再生货币

2014年麻省理工大学启动SolarCoin项目替代数字货币,用于激励太阳能发电,参与者每生产1兆瓦时的太阳能电力,就能获得1个SolarCoin。生产出的Solarcoin用户只需要提供联网太阳能发电设备的所有权证明,就可以使用SolarCoin。目前,已经有光伏板供应商与家庭用户合作,比利时太阳能集成商Smappee公司三分之二的家庭用户拥有太阳能电池板,通过智能电表集成电力数据,他们就能获得SolarCoin。

随后,SolarCoin项目又衍生了使用的区块链平台的Electricchain项目。该项目通过收集和发布有关太阳能设备的非机密数据,将这些数据用于气候变化、气象以及金融的领域,目前正处于与多家公司合作开发的阶段。

批发能源交易和结算

区块链的另一应用是批发能源的交易和结算,但这还处于概念证明的阶段。2016年11月在阿姆斯特丹举行的EMART能源交易会上,23家能源交易公司结盟开发使用能源区块链,其中Yuso和Priogen Trading公司使用由PONTON开发的Enerchain作为交易工具。Enerchain软件让使用加密技术的交易机构以匿名方式发送订单,另一家交易机构可以查看该订单,整个过程没有第三方运营的中心化市场。

该联盟旨在探寻区块链技术是否可以支持现有市场主导的交易量和交易速度,用以提升运行效率,降低交易成本。如果成功,Enerchain将是首个运用基于区块链进行批发能源产品的P2P交易系统。通过集中所有交易数据,任何参与方都可以获得统一的信息并使用记录中的价格数据。

绿证核发与追踪

现阶段绿证多数是纸质核发,发出的电量与绿证核算的电量并不一定相等,而是基于估值。再经过发证机构核发给能源商。为简化绿证核算流程,减少电量误差,目前IDEOCoLab、Nazdaq和物联网设备公司Filament三家公司已经开始合作开发自动创建可再生能源证书(REC)的系统。在光伏板和电池上安装传感器,收集生产和存储的电量数据。光伏板可以准确计算出自己所生产的能源量,即时传输数据,系统再把RECs发送给能源厂商。现在他们正在研究如何能够用这些数据来自动创建RECs。

研究实验室

由于区块链技术在大多数的应用领域进展很慢,所以有不少机构正基于一些试点大力开发它的核心技术。美国落基山研究所(RMI,Rocky Mountain Institute)联合澳大利亚区块链开发公司Grid Singularity合作成立能源网络基金会(EWFEnergy Web Foundation(EWF),他们集合了研究应用能源区块链的初创企业以及如壳牌、挪威国家石油公司等大型能源公司,一方面为项目融资并设立分支机构,另一方面对应用能源区块链的案例进行评估,筛选出具备商业价值的区块链项目以加速区块链技术在能源领域的商业化应用。

此外,西班牙最大的电力公司Endesa也建立了实验室,公开征集对区块链感兴趣的参与者,开发能源行业中区块链的应用程序。在中国杭州同样启动了万向计划,万向集团计划投资2000亿人民币面向全球招募区块链应用场景,其中包括基于区块链技术的电网分布式调控技术、分布式能源对等交易系统以及基于区块链技术的电池全寿命管理系统等实验项目。

电动汽车充电与共享

电动汽车快充和共享充电桩,目前是区块链技术在能源方面应用最广、操作性较强的领域。2016年,瑞士银行、德国电力公司莱茵集团(RWE)与汽车技术公司采埃孚(ZF)合作,为电动汽车创造区块链电子钱包。令车主可以在电力收费,停车收费,甚至高速公路收费在身份验证和支付过程都能自动完成,而不需第三方来人工确认完成。今年这项解决方案已经被到美国加州初创公司Oxygen Initiative引入,致力在该州推广。

RWE区块链项目负责人Carsten Stocker亦十分看好无人驾驶电动汽车的区块链技术应用,他曾在世界经济论坛网站(World Economic Forum)发表未来的共享无人驾驶电动汽车的愿景。“用户身份信息得到认证,当车主不需用车时,将其租出,通过电子形式就车的使用达成协议,再将协议编码成智能条约,用车完成后,自动向用车人收取费用,向车主支付费用。无人驾驶电动汽车共享服务的车主和用户间的结算、交易信息将同时更新,从租车到付费这将最大程度地降低交易成本,而这一切操作都没有第三方参与。”

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