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区块链与电力

来源: SCRY区块链知识讲堂 作者:SCRY.INFO
【前言】近年来国家电网也在频频布局区块链技术,并结合电力行业发展现状对区块链在电力行业的应用场景进行了深入探索。当区块链与电网系统碰撞......

【前言】近年来国家电网也在频频布局区块链技术,并结合电力行业发展现状对区块链在电力行业的应用场景进行了深入探索。当区块链与电网系统碰撞后,能激发出哪些火花呢?

随着物联网(IOT)技术的高速发展和分布式能源的普及,电力已具备成为成熟数字资产的基本条件,进而催生了社会对交互式能源(Transactive Energy) 的需求。“交互式能源",顾名思义,是能够在既有电力系统中管控能源生产,能源消耗,能源流向和能源交换,并基于经济学和现代控制技术的科学管理方法。简而言之,交互式能源的核心是对电力这一数字资产的流通和交易进行系统化管理,而区块链的分布式特性,及其具体应用(如智能合约)对于数字资产交易效率的提升则与交互式能源的核心理念不谋而合,为交互式能源的实施落地提供了切实可行的解决方案。——TokenInsight《区块链赋能电网系统研究初探》

一、全球能源态势

当今世界,经济社会发展对能源的依赖程度不断增加,生态和环境对能源发展的约束越来越强,能源安全问题受到国际社会的普遍关注,新一轮能源技术革命正在全球范围孕育和发展。

为应对复杂的能源安全形势,解决能源开发使用带来的生态环境包括全球气候变化问题, 进入21世纪以来,许多国家高度重视能源科技创新,积极开发新一代能源技术,以期通过能源技术的突破,促进新能源和可再生能源开发利用,提高能源开发利用效率,构建可持续供应的能源体系。

在能源输送领域,各国大力加强资源的优化配置,提高能源运输系统的整体协调和互动能力,保障能源的安全输送。特高压等大容量输电技术、大电网安全稳定运行技术、可再生能源发电并网技术、智能电网技术是能源输送领域技术革命的核心内容。

在能源消费领域,各国不断提高能源使用效率,在交通等领域逐步见电力对石油的替代。高效节能技术、以电动汽车为代表的新能源汽车技术具有广阔的市场前景。

新一轮能源技术革命,将是一次以技术创新为先导,以电力为中心,以能源系统智能化为方向,以优化能源结构、提高能源效率、促进节能降耗、共享社会资源、实现可持续发展为目标的深刻变革。总体来看,新能源和智能电网发展将成为新一轮能源技术革命的重要推动力量。

二、中国电力市场现状

能源交易市场的崛起、分布式能源的普及、能源浪费现象日益严重、物联网技术高速发展、碳排放管控以及共享经济的成熟推动了交互式能源发展。电力交易市场化进程加快,分布式光伏基础设施搭建进入成熟阶段,交互式能源需求加剧,这就是我国电力市场的现状。

电力交易市场已初具规模,市场化进程加速

目前,全国已有超过30 家国家级和省级电力交易中心注册运行,电力交易中心市场主体包括发电公司,售电公司以及用电用户。其中,发电公司多为国有控股或国家全资持有;售电公司情况则有所不同,民营售电公司已在市场中具有一定规模。以广东电力交易中心为例, 参与交易的售电公司具体情况如下图所示。

电力交易方面,2017年1-9月,国家电网、南方电网公司和内蒙古电力公司所属区域内电网企业销售电量合计37079 亿千瓦时,其中市场化交易电量为11621亿千瓦时(包括省内市场交易和省间市场交易)占电网总销售电量比例(销售电量市场化率)超过30%,创历年新高,该比例有望在接下来几年中持续增长。数据如下图所示:

不仅如此,我国的分布式光伏已具备一定规模,装机总量增长放缓,分布式光伏市场进入调整和规范阶段。

截至2017年12月,中国可再生能源发电累计装机量为6.5亿千瓦,占全部电力装机的比重约为36.6%,可再生能源发电装机量成分占比如下图所示:

三、区块链在电网系统中的应用

区块链可能成为一种跨行业的突破性技术,改变社会和经济的运行方式。那当区块链与电网系统碰撞后,又能激发出哪些火花?帮助企业创造出哪些新应用?

随着电力交易市场化进程的推进,越来越多的市场主体参与到市场中,主体之间,逐渐形成了庞大而复杂的交易系统,为国家电网的监管带来了挑战。针对电力和交易系统,结合区块链技术,有如下解决方案:

今年8月22日,国网区块链科技(北京)有限公司正式揭牌成立,入驻中关村科技园西城园。国网电商公司称,区块链技术形态与国家电网公司泛在电力物联网建设高度契合,能够推动上下游产业互信,实现数据高效共享,提升风险防范能力,有效解决泛在电力物联网建设过程中面临的数据融通、网络安全、多主体协同等问题。

1、宁波市:基于区块链的停电保险

10月30日,浙江宁波供电公司完成基于区块链技术的停电保险产品技术平台搭建,并进行功能测试。基于区块链技术的停电险研发推广应用已被列为《国家电网有限公司区块链技术研究与试点应用2019年工作方案》八项重点任务之一,将填补应用区块链技术的电力金融产品市场空白。英大财险公司已开展该保险产品的精算工作。

宁波供电公司与英大财险公司共同合作“链无忧——基于区块链技术的停电险”项目。通过利用区块链分布式存储、不可篡改等特征,将电网停电等数据放入区块链,一旦投保用户发生停电,保险公司无须人工现场核损,即可基于链上数据按停电时长自动实时理赔。

2、嘉兴市:基于区块链的光伏补贴试点应用

依托国家能源局“互联网+”智慧能源示范项目——“嘉兴市城市能源互联网综合试点示范项目”,国网浙江省电力有限公司在嘉兴海宁进行光伏补贴业务的试点验证,研发了区块链网关用于光伏发电数据的采集,并在嘉兴海宁分布式光伏用户现场部署了8套区块链网关,初步实现了基于区块链的光伏发电数据采集。此项目探索了从采集设备端直接将数据发送给用户、监管部门等相关方。

3、高盛:用区块链构筑分布式智能电网

2016年,高盛集团做了关于区块链的深度研究报告——《区块链:从理论走向实践》。
区块链会带来一个去中心化的能源市场,不仅极大地推动分布式能源方面的投资活动,也会将电力收入再分配给新的市场参与者(也就是说不再是给公用事业公司),这是一个25-70亿美元的巨大市场。

2016年4月,在纽约的布鲁克林,一家名为LO3 Energy的创业企业已经建立了这样一个基于区块链技术的P2P能源销售网络,安装了屋顶太阳能的家庭可以在没有当地电力公司监督的情况下向同一条街上没有安装屋顶太阳能的邻居出售他们生产的电力。

就在2019年11月21日,美国佛蒙特州(Vermont)最大的电力公司正在使用区块链平台 LO3 Energy 试点新能源市场项目,在绿山电力公司(Green Mountain Power,GMP)的推动下,在未来5年内实现100%可再生能源的目标的同时,拥抱区块链技术。

GMP 的这个项目名为 Vermont Green,将于12月3日通过移动应用程序向GMP的220612名客户提供服务。它允许佛蒙特州人购买和出售可再生能源,并使用区块链网络存储他们的交易。

4、电动汽车充电桩网络

今天(2019年11月22日),特斯拉发布了旗下首款电动皮卡——Cybertruck。大众的目光再次聚焦在了电动汽车上。

未来电动汽车的普及,将会进一步增加对充电桩的需求,而充电桩分布式的特性也为电网对于充电桩网络的集中管理带来了巨大的挑战。可是如今,一个非常现实的问题摆在我们面前,目前,世界各地的充电桩主要分布于加油站,停车场等预先建设好的基础设施中。

对用户来说,电动汽车的续航最直接的影响就是用户的体验,也就是是否能满足日常生活的使用。特斯拉的续航可以达到600多公里,在有些测试中甚至可以达到近1000公里。但由于充电桩基础设施的搭建远未达到传统加油站的普及程度,使用电动汽车进行长途旅行,仍然只是一个空想。

因此,充电桩网络的搭建有巨大的潜力,民营充电桩将有效的弥补集中式充电桩带来的不足,加速充电桩网络的建设。而且,充电桩基础设施搭建的同时,其网络管理方案也应该进行。充电桩网络有着分布式的特性,传统的集中式数据库管理充电桩网络数据,将面临数据传输准确性和时效性的挑战;不仅如此,充电桩网络不止涉及物理上的电力传输和店里信息传输,还牵扯到交易的传输,这也为传统方式搭建充电桩网络后端基础架构增加了难度。

而区块链为充电桩网络的管理提供了绝妙的解决方案,区块链自身的分布式特性;对于数据传输安全的保障和不可篡改的特性;对于点对点交易系统的成熟解决方案符合当前充电桩网络的需求。

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