北极星智能电网在线讯:能源行业的发展趋势；能源行业为什么需要区块链；海外的能源区块链应用介绍；能源区块链实验室正在设计和考虑的能源行业区块链应用场景。
能源行业的发展趋势
现在都在提倡能源互联网，而能源互联网的背景是未来能源行业的发、输、用、储以及金融交易等环节都会发生巨大变化。
发电。未来会从现在单一的集中式的大型电源过渡到集中式电源和分布式电源相互和谐存在，在部分可再生能源资源禀赋比较好的地区，分布式可再生能源甚至可能成为主电源。那时候就会带来问题，因为分布式的可再生能源的管理比较困难，比如风电、光电等大规模随机性自然能源，比现在的大型火电、大型核电管理的难度更高。
输电。因为电源在发生变化，电网自然也会发生变化。电网的变化是因为大量分布式可再生能源，使电网的拓扑结构会从现在远距离、高电压、大型甚至是跨国的超大型电力网络，变成既有超大型的特高压网络又有区域级别的小型微型网络共存的一种新的电网拓扑结构。
消费。能源消费将是在能源互联网当中最重要的板块，消费者在能源互联网时代其角色将不仅仅是单纯的消费者，而是以另外一种新的形态出现，称之为prosumer。就是既是生产者（Producer）又是消费者（Consumer），拼在一起就是产销者（Prosumer）。未来，消费者既可以通过自有的分布式可再生能源来发电，更重要的是还可以通过智慧能源解决方案，提供用户侧的负荷资源参与需求侧响应。消费者可以通过需求侧响应计划，积极的参与社区需求侧响应项目，还可以作为虚拟电厂成员加入虚拟电厂项目，同时还可以通过电动汽车、储能设施，返售电给电网。
储能。以前储能主要指的是抽水蓄能电站这种大型储能，但是随着现在电化学技术的快速发展，以及电动汽车快速发展之后，电化学电池的产量快速上升，使得储能用电池成本也快速下降。储能在很多区域已经有了经济使用价值。比如在一些可再生能源资源特别丰富，同时电力价格比较高的地区，布置电化学储能电池就可以电价套利，为投资者以及储能所有者带来经济收益。
未来整个能源价值链会和以前不同。总结一下：发电端随机性增加，同时也会分布化；电网的拓扑结构也会随着电源的分布化和随机化而发生变化；消费者角色将前所未有的在整个能源行业的价值链当中被突出，成为真正的价值链推动者和价值链龙头，通过各种各样的智慧能源方案成为prosumer，与电源和电网进行良性的有效互动；储能作为电力价值链上的新环节，会成为很重要的缓存和硬盘的角色。
能源行业为什么需要区块链？
刚才我讲的这些看起来很美好，但是具体操作起来，电力从业者比如电网公司、专门的调度机构，以及包括能源局、发改委、地方的监管部门，就会觉得很头疼。因为新的电力价值链需要新的技术，更需要新的体制以及商业模式来支撑，但目前来看，这些其实还是跟不上技术的变化。这就导致了在中国，虽然有大量优质的可再生能源，但是现在西部和北部的风电站和光伏电站经常弃风、弃光、限电，把优质资源浪费。同时，消费侧这方面，在东部地区，比如北京、上海、深圳这些中国的核心经济地区，电价又一直居高不下。像上海，平均的工业电价基本上是一块钱，一块钱一度电看起来好像不是特别的高，但是如果说同美国甚至说同其他的一些发展中国家比起来，工业电价是倒挂的，其实是违反常态的。所以说在未来新的能源行业形态中，技术很重要，但是相应的市场机制也非常重要，这就是目前能源互联网所缺乏的。
我作为“中国能源互联网行动计划”的参与者之一，参与过相关研究，当时写该计划的时候其实就考虑了很多机制设计的问题，也提到过“绿币”，相当于是区块链技术在能源互联网里面的应用，但是因为当时区块链技术并不成熟，就没有把区块链作为能源互联网的一种技术解决方案放到行动计划里面。但是我个人一直认为，区块链和能源互联网是天作之合。
能源互联网作为一种解决方案，其实是难以落地的，因为现在所推行的能源互联网的理念和概念其实有非常多的缺陷。就拿能源互联网提倡的五大特点来分析：
精确计量。计量室对于现在各种能源系统运行状态的广泛数字化感知是控制的基础，是能源信息化的源头。但是，精确计量可以做到，如何保证不同参与主体对于计量数据的共识信任？
泛在交互。在能源互联网系统中，能源信息要做到无阻的流动，传感器设备和主体之间要形成充分的交互，实现主体和主体之间的交互，人和系统，人和设备之间的交互。但泛在交互的前提是信任，在信任薄弱的前提下，如何实现不同法人主体的设备和系统之间的数据调用以及互操作？
自律控制。设备和系统要做到基于本地指令的动态响应，其目的就是要提高系统的运行效率和可靠性，这是为了应对在能源互联网当中大量的分布式本地能源。利用本地信息实现快速的系统控制以及调度指令的下达称为自律控制。但是问题就来了，在自动化系统中，谁对外部数据和指令签发信任？如果采信外部数据，执行指令之后发生事故或造成损失，谁来承担责任。
优化决策。未来的能源互联网的时代中，谁是决策主体？如果还是以目前中心化的信息采集-分析判断-指令传达的流程进行决策，那如何杜绝中心主体从自身利益出发，滥用决策权限，损害其他主体利益？毕竟这样的事情一直在发生。如果采用分布式决策，大量能源互联网设备之间直接点对点交互，需要多次复杂迭代，取得共识的效率极低，甚至还可能会导致死循环无共识。
广域协调。广域协调指的是能源系统的参与者之间通过广域协调形成有效的机制，提供合理的信号，激励在系统内和系统外的参与者，然后基于自身利益以及整个系统的利益最大化，协调互动和博奕的行为称为广域协调。问题又来了，协调的前提是取得相关主体之间的共识，在信任脆弱、主体间关系错综复杂的条件下，如何低成本高效率的取得共识？更何况是在不同价值域之间取得共识，协调利益。
那么，区块链如何解决能源互联网1.0时代的这些不能落地的问题？
从精确计量升华到保护隐私、可信计量：数据布置在区块链上，确保不可篡改，公私钥结合的非对称加密保护隐私。
从泛在交互升华到强制信任，泛在交互：以可信计量为基础，通过区块链构建能源互联网交互主体之间的低成本的信任传递链条，实现基于信任的能源互联网主体间互操作性。
从自律控制升华到虚实一体、智能自律控制：通过链上代码，实现以智能合约为表现形式的逻辑功能，并结合区块链技术+大数据技术+人工智能技术，设计可信任的预言机制对外部数据签发信任，然后输入智能合约，执行逻辑过程，产生可信任的本地指令，在本地完成应对随机外部环境变化的控制过程。
从优化决策升华到间接民主、分布决策：基于区块链部署的能源互联网设备间点对点交互，形成分区局部共识，再实现分区间共识，避免大量分布式设备之间为了产生直接共识而导致的复杂迭代和死循环无共识，从而可以在实现分布式决策的同时又可以兼顾效率。
从广域协调升华到集群智能、广域融合：以区块链为工具，以低成本信任传递为手段，实现在能源互联网中不同能源主体，以及不同能源系统之间的能量流、信息流、资金流的强耦合，进而将不同主体和不同系统化零为整，融合为一个能源互联网超级主体，在广域内形成集群智能。
通过区块链完全可以把目前能源互联网概念升华到能源互联网2.0时代新形态。而且，区块链技术其实和能源互联网有非常强的内在一致性：第一，都强调去中心化，比如能源互联网中电源的分布式，以及消费者及生产者之间的新关系，其实都是去中心化在能源行业的着重体现；第二，都有自治性或者说自律性，在能源互联网里面也特别强调系统和设备以及主体的生态化自治运行，和区块链的自治性是完美的结合；第三，都重视市场化，区块链本身是一种金融科技，它和未来能源互联网的市场化和金融化是天作之合；第四，智能化、合约化，未来基于自律控制的智慧能源系统里面大量的调度行为、交易行为以及交互行为和其他决策行为都是基于环境数据的自动出发的。而其逻辑代码早在设计的时候就已经嵌入进去了，这和区块链的智能合约完全是一脉相承。
