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          全球電力行業區塊鏈七大主要應用場景分析

          日期:2020-11-26 14:31:12 【 字體:

          來源:中國能源網  日期:2020.11.26

          區塊鏈技術已成為推動能源電力行業數字化的熱點技術,區塊鏈項目中很大一部分與可再生能源有關。根據國際可再生能源署2019年發布的報告《Blockchain-Innovation Landscape Brief》,全球超過46%的能源區塊鏈公司分布在歐洲地區。

          涉及到具體項目,2019年12月MINDSMITН聯合SKOLKOVO Energy Centre發布的報告《Блокчейн в электроэнергетике: ландшафтпроектов и инвесторов》顯示,截至2019年,全球電力行業共啟動了234個區塊鏈項目,這些項目主要分布在美國(占項目總數的21.4%)、德國(9.4%)、英國(6.4%)、澳大利亞(5.6%)和日本(5.6%),其中歐洲地區占到了項目總數的近一半,北美地區約占項目總數的四分之一。

          上述234個區塊鏈項目中,半數以上(58.5%)集中在能源交易平臺、能源項目融資和綠色證書核發三個領域。這三個領域的區塊鏈項目分別占到項目總數的32.5%、14.5%、11.5%(見圖1)。其余項目的應用領域包括支付解決方案、數據管理、電動汽車充電設施、分布式能源平臺等。國際可再生能源署也對電力行業近期的區塊鏈項目進行了類似分類,確定了電力貿易、電網管理和系統運行、可再生能源項目融資、綠色證書管理等幾大應用領域。本文將對區塊鏈七大主要應用場景進行重點介紹。

          一、能源交易平臺

          區塊鏈技術在能源電力行業最常見的應用場景就是P2P能源交易。區塊鏈的P2P網絡技術讓能源交易網絡轉換成交易平臺,在相同的能源生產和消費交易區間以過去市場技術無法達成的速度完成財務結清,將雙邊零售協議轉變為多邊交易生態系統,維持網絡與消費者間的相關性。使用基于區塊鏈的去中心化平臺執行交易,可以大幅度降低交易成本,智能合約允許供應商和消費者通過創建各種參數實現銷售自動化。隨著技術進一步的應用,能源系統生產和交易的模式將發生極大變化。

          案例:Enerchain平臺

          Enerchain是歐洲多家能源貿易公司采用區塊鏈技術,在能源批發市場上創建點對點的交易平臺。平臺創建者將整個交易流程轉移到區塊鏈上,在Enerchain平臺上,采用加密技術的交易機構匿名向去中心化訂單簿發送訂單,另一家交易機構可以查看該訂單,整個流程點對點完成。如今該平臺得到30多家歐洲能源貿易公司的支持,包括意大利ENEL和德國RWE在內的平臺投資方此前進行了一系列的試點電力交易,不斷降低成本。德國Vattenfall AB等多家公用事業公司、荷蘭Tennet Holding BV等多家電網公司都在使用該平臺。

          二、能源項目融資

          當前,綠色能源產業發展離不開資金和政策支持。隨著可再生能源行業補貼逐漸減少,開發商競爭加劇,投資周期長、風險大的綠色能源項目面臨融資難題。由于綠色能源交易市場中流動性有限,投融資門檻較高,普通投資者缺少準入機會,無法參與綠色能源的投資和交易。為解決這一投融資難題,出現了能源融資平臺性質的區塊鏈項目。

          案例:WePower平臺

          WePower UAB建立的WePower是一個由區塊鏈和智能合約支持的綠色能源融資交易平臺。平臺允許綠色能源生產商對其未來生產的能源發行通證,其中1個通證代表在未來的某個時間段產生(通常在連接到平臺后的4~6個月)的1千瓦時綠色能源,并通過低于市場價格預先出售綠色能源來籌集資金,而能源購買者和投資者以低成本來購買能源。平臺的建立既有助于降低融資成本,又能夠提高項目效率。

          三、核發可再生能源證書

          可再生能源證書也稱綠證,是指基于市場的、用于表示可再生能源發電的環境、社會和其他非電力屬性(如可再生能源類型、可再生能源發電設施位置、項目銘牌容量、可再生能源排放率、追蹤系統標志等)產權的正式法律文本。利用區塊鏈技術可以對綠證中可再生能源屬性進行溯源與跟蹤,以確保數據的真實性、可靠性和安全性。

          案例:基于區塊鏈的綠證系統

          為簡化綠證核算流程,減少電量誤差,IDEOCoLab、Nazdaq和物聯網設備公司Filament合作開發了基于區塊鏈、可以自動創建綠證的系統。以光伏發電為例,通過在光伏電池板上安裝傳感器來收集生產和存儲電量的數據,可以準確計算出它所生產的能源量并及時傳輸數據給系統,系統再把相應的綠證自動核發給這些能源生產者讓他們能夠更加便捷的獲得經濟激勵。系統給每1千瓦時清潔電力打上標簽,節點在購得清潔電力時將會得到綠證,綠證上注明了電量的來源,方便溯源追查。

          四、支付解決方案

          除能源交易平臺、能源項目融資和綠色證書核發這三大應用領域外,區塊鏈常常作為支付解決方案應用于系統集成。MINDSMITН和SKOLKOVO Energy Centre 2019年的研究數據顯示,非能源交易性質的、純粹P2P支付功能的區塊鏈項目占項目總數的9%。

          案例:CareWallet支付

          完全自動駕駛以及電動出行尤其需要車輛具備互聯支付服務。德國采埃孚股份公司推出CareWallet是一項基于區塊鏈技術設計的服務項目,由采埃孚與IBM、UBS合作完成,其中采埃孚提供車載及互聯相關技術,IBM提供區塊鏈技術,而UBS則提供金融相關的服務。這項電子錢包支付服務可以實時進行業務交易,無需中間流程或第三方參與,從而簡化了制造商、供應商、服務提供商和客戶之間的技術服務、數字貿易和無現金支付。CareWallet有以下幾個主要功能:電動汽車充電費支付、過路費支付、停車費支付或網約車費用支付。這些支付功能助力無人駕駛汽車完成獨立付費。

          五、數據管理

          數據管理項目涉及記錄基于區塊鏈技術的能源生產和使用、系統交易以及財產所有權和資產管理等信息。采用區塊鏈技術的智能計量系統也屬于此類項目。

          案例:Pylon網絡數據庫

          西班牙Pylon網絡利用區塊鏈技術建立起能源數據庫(相關電力生產、消費等數據),提供創新的數據服務,解決能源價值鏈中各利益相關者之間的合作問題,鼓勵所有利益相關者通過數字服務進行交流。任何消費者都可以通過區塊鏈技術提供的額外安全保障,以簡單易行的方式訪問自己的能源數據。此外,數據庫還為消費者提供了將其數據授權給第三方的服務,第三方也可以使用這些數據提供附加價值的后臺服務。在能源利益相關者之間建立這樣一個共享能源數據的數據庫,有助于協調各種規模的能源資產所有者、零售商、系統運營商、市場促進者、能源服務公司之間的關系,促進電網平穩、經濟運行。

          六、電動汽車充電設施運營

          充電設施數量不足、充電交易不透明、各家供電公司支付協議和支付方式不統一等因素制約著電動汽車的發展。在電動汽車領域,區塊鏈有助于創建更大、更高效的電動汽車充電網絡,協調充電站地圖并簡化能源支付流程。

          案例:Share&Charge充電平臺

          為了破除公共充電基礎設施的限制,激勵私人充電站共享,增加充電樁使用率,德國RWE子公司Innogy通過其電子移動企業Share&Charge推出電動汽車充電站運營平臺,該平臺利用公共以太坊區塊鏈作為交易層,將電動汽車車主和充電站連接起來。私人和商業充電站可以在Share&Charge平臺上將充電樁進行共享出租,還可以設置充電價格、費率等信息。電動汽車車主能夠使用平臺上注冊的任何充電站,包括住宅區的私人充電站。當電動汽車需要充電時,車主搜索附近的共享充電樁并查看相關電價信息。充電時,通過智能插座與共享充電樁進行連接,同時可以查看充電數據、交易記錄等信息。無需第三方參與,通過智能合約即可在充電站自動完成充電和結算。

          七、分布式能源平臺

          這一應用場景主要是指微電網和自備電源系統中的電源分布和供電管理項目。區塊鏈技術可以同步電網服務實時價格與同步相量實時控制系統,以平衡微電網運行、分布式發電系統接入等,從而更加有效地控制電網運行,而智能合約則可以指導系統啟動各種交易。根據預先定義的規則和條件,區塊鏈平臺對電力系統潮流進行自動管理,以平衡供需。例如,如果發電量高于需求,智能合約將直接存儲剩余電量。同時,通過自動收集和記錄來自各種儀表和傳感器的數據,區塊鏈技術還可以降低配電過程的復雜性。

          案例:Eloncity系統

          Eloncity是一個分布式清潔能源區塊鏈項目,該項目采用分布式可再生能源供電+分布式智能儲能設備的模式,在高效率儲能系統基礎上部署智能網絡,為社區微型智能電網提供可再生能源電力的儲能和輸配平臺。Eloncity通過興建社區基礎電力設施,逐步完成微型社區智能電網的組網和并網,建立去中心化的社區電力系統。在這個社區電力系統中,可再生能源的生產和消費結合在一起,多種能源資源和用戶需求優化整合,資源利用得以優化。

          未來能源行業的發、輸、用、儲以及金融交易等環節都將發生巨大變化。將新興技術應用于電力行業是未來的發展趨勢,區塊鏈技術可以與人工智能、物聯網等技術協同發力。據財經研究機構Fortune Business Insights發布的報告,隨著綠色能源發展力度不斷加大,預計到2026年底,全球能源公用事業的區塊鏈市場規模將達到近16億美元。

           

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