区块链在能源领域的场景

众多的企业目前正在开发能源领域中以区块链作为基础的应用。但是这些项目大部分都还未进入试运行阶段。2016年4月在纽约布鲁克林试运行的将区块链和分布式发电结合的项目，实行用户之间的点对点交易，是区块链在能源领域第一次。（交能网注：由于纽约市不允许个人售电，该项目已经结束。）

跨国能源巨头们也都在各种区块链项目上有投入。所有的这些区块链项目都是致力于将能源的产销一体者相互的连接起来，以及/或者将能源的生产者和消费者直接的关联起来。因此，区块链这一技术，或许将成为未来能源系统分布式、点对点交易的最核心的基础。

首先，一些在金融领域的基础理念，可以被应用于能源领域：

对于交易数据的分布式存储将提高交易的安全性，且不需要受一个第三方权威机构的控制。

区块链有着广泛的应用：例如通过加密货币进行支付，数字合约管理，数字内容管理，交易验证，充当交易员以及其他很多领域。下一个重要的发展便是将智能合约一起纳入进来。

新的分布式的商业模式再也不需要一个第三方权威机构

区块链最终能否取得成功，不仅决定于其对于能源领域整个系统的技术先进性，也决定于对于政府政策以及法律框架的适应、技术本身的可扩展能力和适应不同情况的能力以及盈利能力。

与金融领域不同，区块链在能源领域中应用时，其物理产品本身（比如电能）是需要纳入通盘的考虑的。区块链中的交易不仅包含着价值和信息，同时还包括着需要在电网或其他基础设施中输送的能源。下面给大家直观的看一下区块链技术在能源领域中可能的应用。

最关键的点在于，我们必须有一个分布式的能源交易以及供给系统，这也是我们判断区块链是否在能源领域内有价值有潜力的基础。

其他的应用情况大多数都是基于区块链分布记账所带来的安全性、以及对所有参与者开放这两个优点。（例如所有权证书，计量、消费账单等）

分布式能源交易及供给系统

如果将金融领域内区块链所获得的经验应用到能源领域中，目前的趋势来看，区块链将有足够的能力来支撑一整个分布式的能源交易、供给系统。如果我们将能源的生产者、消费者直接的连接起来，使得电力生产商、输电网运营商、配电网运营商以及能源供应商得以在多个层级上进行交易，这将有可能从根本上简化今天能源系统中复杂的多层次结构。而这，正是区块链能够提供的，使得我们对于整个系统有了新的控制、参与方式，从而更直接的反应市场中的新的需求。

在将来，很多的消费者同样也将是生产者，这就是我们所谓的“产销者”。这些产销者不仅消费能源，还将拥有一定的分布式发电装机，例如光伏、小规模的风机或者热电联产机组。区块链的技术将能够使他们将这些设备发出的电，以点对点交易的形式直接的卖给任何人，比如他们的邻居。

区块链将所有的交易以防篡改的方式进行记录。所有的交易都是在一个点对点网络下，在两个独立个体之间直接进行的。下图显示了一个完全分散化的能源交易以及供给系统，从理论上解释了区块链在能源领域应用的最终形态。

• 区块链技术使得通过智能合约构建能源系统成为可能。当有交易发生时，智能合约将会告知系统。这些都是基于事先定义好的规则。这些规则将能够保证所有的能量以及储能容量都被自动的控制着，从而平衡供给和需求。例如，当电力的供给大于需求使，智能合约将用来保证多余的电力自动的供给给储能装置。相反，当电力的需求大于供给时，储能装置中储存的电能将会在智能合约的控制下去填补电力供给的空缺。通过这种方式，智能合约可以直接的控制电网中电能的流向以及储能设备。智能合约也可以用来管理虚拟电厂。

• 将交易数据在区块链上去中心存储，使得所有能源流以及相关商业活动，分布式并且保证安全的记账成为可能。这所有的能源流以及交易，都可以由智能合约进行驱动，并且都可以在区块链上以一个防篡改的方式进行记录。这一由智能合约和分布式账本的结合，对于电网（或天然气管网等）以及储能设备都将产生直接的影响。

• 区块链在未来的另一个潜在应用是通过提供一个安全的对于所有权的存储，来记录所有权归属以及其相关的交易。以防篡改和分布式记账的方式记录所有的交易数据，在能源证书领域开创了巨大的机会。最重要的两个应用是：

首先可再生能源发电和排放额度（排放交易）的核查。每个证书的所有权历史可以被准确的记录在区块链上。这将为可再生能源和排放配额管理证书提供一种防篡改和透明的管理方式。

另一个应用与物联网相关，是建立一个基于区块链的注册记录，并对智能电表、网络和发电设备(例如光伏系统)等资产的所有权和当前状态(资产管理)进行管理。

•消费者可以适用加密货币对能源进行支付。

如果将单独的区块链应用程序组合在一起，就可以为未来提供分散的能源交易和供应系统。在分布式发电设备中产生的电能将通过较更小的网络传输到终端用户。智能电表将测量用户产生和消耗的能源量，而能源交易活动和加密货币支付将由智能合同控制，并通过区块链执行。

将这些机制放到德国能源市场之后，人们发现没有交易员或能源公司的能源供应是可能的。在目前的体制下，能源是通过集中发电设施生产的，通过能源公司运营的分销网络向工业和家庭用户提供。

交易员在交易所买卖能源，银行充当支付服务提供者，处理相关各方的交易。而以区块链为基础的能源交易流程将不再需要能源公司、交易员或银行。取而代之的是，一个分散的能源交易和供应系统将会出现，在这种情况下，基于区块链的智能合约应用程序将使消费者能够管理他们自己的电力供应合同和消费数据。

区块链技术在能源领域的其他应用可能

除了用于创建上文概述的分散式交易模型之外，区块链技术可以应用于能源领域的很多其他地方。

区块链技术可以用来构建一个简单的、基于区块链的计费模型，从而帮助消除目前最大的阻碍用户大规模使用电动车的因素。如果电动汽车的使用者可以在任何地方都能使用面前充电站里的充电设施，那么电动汽车被广泛接受将一定成为现实。我们今天面临的一个问题是如何简化充电站的计费，这些站点可能位于公共区域，任何人都可以使用它们。区块链技术是一个现实的选择(当然，也可能有其他先进的支付模式)，在区块链的模型下, 电动汽车司机可以随意在任何充电站停靠他们的汽车, 电动汽车将自动连接到该充电站，然后自动进行充电，然后司机可以自由的去进行购物等活动。一旦司机离开停车场，充电站将在区块链上自动向他们收取电费。

另一个在不久的将来可能变得更加重要的应用领域是区块链技术在智能设备领域的集成。随着智能设备之间相互通信以及未来的家庭、企业的各种设备之间的通信的需求不断增多，将需要一种能够传输和存储相关信息和交易的通信媒介，而区块链是一个不错的选择。

此外，区块链对于交易数据的分布式记账的功能，可以用来创建所有电力交易账单数据的综合档案。随着智能电表的推广(这将是这方面的先决条件)，区块链技术可以成为一种工具，使得消费者可以使用它们的智能电表来进行仪表读数和计费。消费者将获得对于他们的电力供应合同和消费数据的控制权，这是其中的关键。

目前，德国的在能源转型数字化上的动作为上文所述个各种应用提供了一个法律上的框架, 这一进展十分重要。德国将推动数字化进程写进了能源转型的相关法律中（Gesetz zurDigitalisierung der Energiewende），并于2017年开始生效。该法案的主要焦点是引入一项安装智能测量设备的义务，从而计量和传输消费者的能源需求和生产者的能源产出。这个法案也涉及了电动汽车充电点智能表记的很多方面，从而全方面推进未来数字化的进程。

理论上，在电力行业之外的其他相关领域，区块链的应用也很有可能。例如，在为客户提供供暖和水的服务。该服务现在主要由专业供应商提供，如Brunata、ISTA或Techem等。对于这一细分市场，经常会有关于过度供应和寡头垄断的案例，尤其是租户，他们几乎没有选择的余地，只能按照供应商的账单来支付有时不是很合理的费用。在一个基于区块链的系统中，租户可以自由选择一个以透明方式抄表，并提供更合理更廉价服务的供应商。

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