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碳达峰碳中和目标下,区块链如何赋能能源管理?

6月初,由IEEE PES PSCCC区块链技术分委会(中国)、国网山西省电力公司、国网电商公司联合主办的“区块链技术助推能源革命”——区块链技术行业应用与展望论坛召开。在我国实现碳达峰碳中和的目标背景下,论坛就区块链如何更好赋能能源管理,进一步推动能源革命进行了有益探讨。

长期以来,能源管理一直是高度集中化的行业。能源生产者和使用者不能直接进行交易,需要通过公共电网或可信的私人中介,造成在能源管理方面居高不下的成本和低效益,以及中心化的运营管理结构下面临交易纠纷、系统信任、数据安全等挑战。

未来,新的能源结构正在形成,万物互联的趋势不可改变,能源交易的主体和模式将呈现出更加多元化、交易频率更高的趋势,对传统能源网络的通信和数据交换提出了更高的要求。

区块链技术作为继人工智能、云计算、大数据技术后又一项对未来产生重大影响的新兴技术,其不可篡改、公开透明、去中心化等特性,在记录和追溯碳消耗过程中的碳足迹、提升存储和传播碳数据效率、满足新时代能源结构和特点方面具有很高的应用价值,为能源管理提供了一种新的解决方案。

赋能分布式能源共享

区块链因其分布式和智能化的合约体系功能,能够将能源流、资金流和信息流有效的衔接起来,为能源共享提供了有力技术保障。

比如在电力管理上,区块链技术可以实现将每一度电的产生、使用过程都记录在区块链网络上,让每一度电都有迹可循,实现信息透明化,从根源上杜绝偷电、漏电现象的发生。

当然,区块链技术更大的作用在于构建下一代分布式微电网体系网络,让每个用户可以拥有交易自己过剩电量的权利。而这在现实中已经实现了。

2016年,在美国纽约布鲁克林,一个叫劳伦斯·奥尔西尼的人,将自己的绿色能源创业公司LO3与去中心化应用创业公司ConsenSys合作成立了一个新项目TransActive Grid(交互式电网)。公司在布鲁克林地区10户人家的屋顶上分别装有发电用的光伏组件,形成了十个节点的小型区块链,建立了基于分布式能源的交易体系,任何一家可以通过智能仪表和区块链智能合约购买其他人家用不完的电力,这个交易过程没有中心,在点对点之间进行,构建起一个在以太坊上运行的智能微电网交易系统。这种基于分布式能源的交易体系,为能源互联网领域带来了很大的震撼。

这个案例让我们看到,区块链在解决传统能源问题上更加有效和节约成本。随着可再生能源增加及碳达峰碳中和目标的逼近,区块链让分布式的能源共享成为可能,为新能源的开发和利用开创一个全新的时代。

助力能源智能化调控

区块链自身具有的分布式、不可篡改、智能合约等典型特征,决定了其在能源领域有着巨大的应用价值,尤其在能源智能化调控方面潜力巨大。

2016年5月,全球首个能源区块链实验室成立。该实验室主要从事的工作是自主研发区块链平台,为能源金融产品的开发审核、登记、交易提供全流程的协作工具。能源区块链实验室将建成能源区块链主链,发行以核证碳减排量为基础资产的碳票,并以碳票为应用结算单位实现能源协同管理。

实验室创始人之一、信达证券能源互联网首席研究员、首席区块链专家曹寅在接受媒体采访时说:

在区块链技术之下,储能可以像滴滴和优步的出租车一样,周边的用户都可以通过使用权的分享,调用某用户名下的储能设施,然后基于储能的收益付使用费给储能的所有者。

可见,基于区块链技术,未来可以实现能源智能化调控,智能设备与互联网信息可以经由区块链连接在一起,会让我们的生活更加便利。

例如,基于区块链的智能调控网络,在其摄像头捕捉到某一输电设备突然异常断电,并与其他相关节点反馈的信息比对确认后,这个信息可以直接传递给网络维修总部,总部设备会根据智能合约的规则设定自动派出相应维修设备去往现场维修,更及时更有效的处理问题,并带来人力成本的大幅降低。

区块链在能源管理中的应用前景

区块链技术不仅在以上谈到的分布式能源共享和智能化调控方面潜能巨大,而且在能源供给、输送、分配、消费、交易方面前景也非常广阔。

在能源供给领域,基于区块链技术的实时更新有助于实现集中式和分布式之间的实时信息共享,避免多种能源的重复建设,减小能源供给系统的浪费。

在能源输送领域,区块链技术的信任机制能够实现多个角色之间的强制信任和角色之间交易的透明化,能够实现多种能源之间的协调和优化传输,提高能源系统的输送效率。

在能源分配领域,分布式能源的广泛接入改变了能源分配系统的传统结构,基于区块链技术的自动执行和广泛共享将会显著提升能源分配的合理性。

在能源消费领域,基于分布式账本和智能化合约的区块链技术的应用,将会极大的提升能源消费侧和能源供给侧的透明度,从而改变区域能源的用能需求曲线,实现多种能源之间的合理利用。

在能源交易领域,区块链非常适用于双方交易的场合,相对于传统交易逐份手动撰写签署合同十分耗时的短板,区块链通过可追踪且安全的方式进行数字化处理,可显著提高能源交易效率。

结 语

在环境问题日益成为影响人类生存的关键时刻,全球认识到实现碳中和是减缓全球气候变暖的必经阶段。

作为负责任的大国,中国也宣布力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值,单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重达到25%左右,森林蓄积量比2005年增加60亿立方米,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上,努力争取2060年前实现碳中和。

未来,随着碳达峰碳中和目标的推进,我国能源产业结构将向清洁、低碳方向转变,能源管理势在必行,亟需引入新技术以促进能源领域的改革。

区块链技术作为一种新兴的去中心化架构和分布式计算范式,其去中心化、公开透明、不可篡改的技术特性与能源管理的开放、对等、互联和共享理念相契合,在分布式能源交易、碳排放权认证与绿色证书交易、数据管理与信息安全等场景有着广泛应用前景,有望成为解决能源管理过程中瓶颈问题的关键技术。

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