【前言】近年來國家電網也在頻頻佈局區塊鏈技術，並結合電力行業發展現狀對區塊鏈在電力行業的應用場景進行了深入探索。當區塊鏈與電網系統碰撞後，能激發出哪些火花呢？
隨著物聯網（IOT）技術的高速發展和分散式能源的普及，電力已具備成為成熟數字資產的基本條件，進而催生了社會對互動式能源(Transactive Energy) 的需求。“互動式能源"，顧名思義，是能夠在既有電力系統中管控能源生產，能源消耗，能源流向和能源交換，並基於經濟學和現代控制技術的科學管理方法。簡而言之，互動式能源的核心是對電力這一數字資產的流通和交易進行系統化管理，而區塊鏈的分散式特性，及其具體應用（如智慧合約）對於數字資產交易效率的提升則與互動式能源的核心理念不謀而合，為互動式能源的實施落地提供了切實可行的解決方案。——TokenInsight《區塊鏈賦能電網系統研究初探》
一、全球能源態勢
當今世界，經濟社會發展對能源的依賴程度不斷增加，生態和環境對能源發展的約束越來越強，能源安全問題受到國際社會的普遍關注，新一輪能源技術革命正在全球範圍孕育和發展。
為應對複雜的能源安全形勢，解決能源開發使用帶來的生態環境包括全球氣候變化問題， 進入21世紀以來，許多國家高度重視能源科技創新，積極開發新一代能源技術，以期透過能源技術的突破，促進新能源和可再生能源開發利用，提高能源開發利用效率，構建可持續供應的能源體系。
在能源輸送領域，各國大力加強資源的最佳化配置，提高能源運輸系統的整體協調和互動能力，保障能源的安全輸送。特高壓等大容量輸電技術、大電網安全穩定執行技術、可再生能源發電併網技術、智慧電網技術是能源輸送領域技術革命的核心內容。
在能源消費領域，各國不斷提高能源使用效率，在交通等領域逐步見電力對石油的替代。高效節能技術、以電動汽車為代表的新能源汽車技術具有廣闊的市場前景。
新一輪能源技術革命，將是一次以技術創新為先導，以電力為中心，以能源系統智慧化為方向，以最佳化能源結構、提高能源效率、促進節能降耗、共享社會資源、實現可持續發展為目標的深刻變革。總體來看，新能源和智慧電網發展將成為新一輪能源技術革命的重要推動力量。
二、中國電力市場現狀
能源交易市場的崛起、分散式能源的普及、能源浪費現象日益嚴重、物聯網技術高速發展、碳排放管控以及共享經濟的成熟推動了互動式能源發展。電力交易市場化程序加快，分散式光伏基礎設施搭建進入成熟階段，互動式能源需求加劇，這就是我國電力市場的現狀。
電力交易市場已初具規模，市場化程序加速
目前，全國已有超過30 家國家級和省級電力交易中心註冊執行，電力交易中心市場主體包括髮電公司，售電公司以及用電使用者。其中，發電公司多為國有控股或國家全資持有；售電公司情況則有所不同，民營售電公司已在市場中具有一定規模。以廣東電力交易中心為例， 參與交易的售電公司具體情況如下圖所示。
電力交易方面，2017年1-9月，國家電網、南方電網公司和內蒙古電力公司所屬區域內電網企業銷售電量合計37079 億千瓦時，其中市場化交易電量為11621億千瓦時（包括省內市場交易和省間市場交易）佔電網總銷售電量比例（銷售電量市場化率）超過30％，創歷年新高，該比例有望在接下來幾年中持續增長。資料如下圖所示：
不僅如此，我國的分散式光伏已具備一定規模，裝機總量增長放緩，分散式光伏市場進入調整和規範階段。
截至2017年12月，中國可再生能源發電累計裝機量為6.5億千瓦，佔全部電力裝機的比重約為36.6％,可再生能源發電裝機量成分佔比如下圖所示：
三、區塊鏈在電網系統中的應用
區塊鏈可能成為一種跨行業的突破性技術，改變社會和經濟的執行方式。那當區塊鏈與電網系統碰撞後，又能激發出哪些火花？幫助企業創造出哪些新應用？
隨著電力交易市場化程序的推進，越來越多的市場主體參與到市場中，主體之間，逐漸形成了龐大而複雜的交易系統，為國家電網的監管帶來了挑戰。針對電力和交易系統，結合區塊鏈技術，有如下解決方案：
今年8月22日，國網區塊鏈科技(北京)有限公司正式揭牌成立，入駐中關村科技園西城園。國網電商公司稱，區塊鏈技術形態與國家電網公司泛在電力物聯網建設高度契合，能夠推動上下游產業互信，實現資料高效共享，提升風險防範能力，有效解決泛在電力物聯網建設過程中面臨的資料融通、網路安全、多主體協同等問題。
1、寧波市：基於區塊鏈的停電保險
10月30日，浙江寧波供電公司完成基於區塊鏈技術的停電保險產品技術平臺搭建，並進行功能測試。基於區塊鏈技術的停電險研發推廣應用已被列為《國家電網有限公司區塊鏈技術研究與試點應用2019年工作方案》八項重點任務之一，將填補應用區塊鏈技術的電力金融產品市場空白。英大財險公司已開展該保險產品的精算工作。
寧波供電公司與英大財險公司共同合作“鏈無憂——基於區塊鏈技術的停電險”專案。透過利用區塊鏈分散式儲存、不可篡改等特徵，將電網停電等資料放入區塊鏈，一旦投保使用者發生停電，保險公司無須人工現場核損，即可基於鏈上資料按停電時長自動實時理賠。
2、嘉興市：基於區塊鏈的光伏補貼試點應用
依託國家能源局“網際網路+”智慧能源示範專案——“嘉興市城市能源網際網路綜合試點示範專案”，國網浙江省電力有限公司在嘉興海寧進行光伏補貼業務的試點驗證，研發了區塊鏈閘道器用於光伏發電資料的採集，並在嘉興海寧分散式光伏使用者現場部署了8套區塊鏈閘道器，初步實現了基於區塊鏈的光伏發電資料採集。此專案探索了從採集裝置端直接將資料傳送給使用者、監管部門等相關方。
3、高盛：用區塊鏈構築分散式智慧電網
2016年，高盛集團做了關於區塊鏈的深度研究報告——《區塊鏈：從理論走向實踐》。
區塊鏈會帶來一個去中心化的能源市場，不僅極大地推動分散式能源方面的投資活動，也會將電力收入再分配給新的市場參與者（也就是說不再是給公用事業公司），這是一個25-70億美元的巨大市場。
2016年4月，在紐約的布魯克林，一家名為LO3 Energy的創業企業已經建立了這樣一個基於區塊鏈技術的P2P能源銷售網路，安裝了屋頂太陽能的家庭可以在沒有當地電力公司監督的情況下向同一條街上沒有安裝屋頂太陽能的鄰居出售他們生產的電力。
就在2019年11月21日，美國佛蒙特州（Vermont）最大的電力公司正在使用區塊鏈平臺 LO3 Energy 試點新能源市場專案，在綠山電力公司（Green Mountain Power，GMP）的推動下，在未來5年內實現100%可再生能源的目標的同時，擁抱區塊鏈技術。
GMP 的這個專案名為 Vermont Green，將於12月3日透過移動應用程式向GMP的220612名客戶提供服務。它允許佛蒙特州人購買和出售可再生能源，並使用區塊鏈網路儲存他們的交易。
4、電動汽車充電樁網路
今天（2019年11月22日），特斯拉釋出了旗下首款電動皮卡——Cybertruck。大眾的目光再次聚焦在了電動汽車上。
未來電動汽車的普及，將會進一步增加對充電樁的需求，而充電樁分散式的特性也為電網對於充電樁網路的集中管理帶來了巨大的挑戰。可是如今，一個非常現實的問題擺在我們面前，目前，世界各地的充電樁主要分佈於加油站，停車場等預先建設好的基礎設施中。
對使用者來說，電動汽車的續航最直接的影響就是使用者的體驗，也就是是否能滿足日常生活的使用。特斯拉的續航可以達到600多公里，在有些測試中甚至可以達到近1000公里。但由於充電樁基礎設施的搭建遠未達到傳統加油站的普及程度，使用電動汽車進行長途旅行，仍然只是一個空想。
因此，充電樁網路的搭建有巨大的潛力，民營充電樁將有效的彌補集中式充電樁帶來的不足，加速充電樁網路的建設。而且，充電樁基礎設施搭建的同時，其網路管理方案也應該進行。充電樁網路有著分散式的特性，傳統的集中式資料庫管理充電樁網路資料，將面臨資料傳輸準確性和時效性的挑戰；不僅如此，充電樁網路不止涉及物理上的電力傳輸和店裡資訊傳輸，還牽扯到交易的傳輸，這也為傳統方式搭建充電樁網路後端基礎架構增加了難度。
而區塊鏈為充電樁網路的管理提供了絕妙的解決方案，區塊鏈自身的分散式特性；對於資料傳輸安全的保障和不可篡改的特性；對於點對點交易系統的成熟解決方案符合當前充電樁網路的需求。
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