區塊鏈技術助力電網轉型

信息來源:南方電網報  發布時間2019-11-26

  對話嘉賓:夏振來(南網能源院企業管理研究所研究員)

  區塊鏈技術已成為新技術革命的最強風口。10月24日下午,中共中央政治局就區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行第十八次集體學習,明確提出,把區塊鏈作為核心技術自主創新的重要突破口,明確主攻方向,加大投入力度,著力攻克一批關鍵核心技術,加快推動區塊鏈技術和產業創新發展。

  這段時間,“區塊鏈”成為輿論熱詞,一時無兩。南網能源院企業管理研究所研究員夏振來接受南網報專訪,對區塊鏈相關問題作了介紹,并闡述了其就電網公司應用區塊鏈技術助力企業發展方面的深層次思考和愿景。

  南方電網報:區塊鏈到底是什么?

  夏振來:區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式,區塊鏈系統由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。從科技層面來看,區塊鏈涉及數學、密碼學、互聯網和計算機編程等很多科學技術問題。從應用視角來看,區塊鏈是一個分布式的共享賬本和數據庫,具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護、公開透明、多節點互動共享等特點。這些特點保證了區塊鏈的“誠實”與“透明”,為區塊鏈創造信任奠定基礎。

  南方電網報:區塊鏈有什么用呢?

  夏振來:區塊鏈豐富的應用場景,基本上都基于區塊鏈能夠解決信息不對稱問題,實現多個主體之間的協作信任與一致行動。區塊鏈“不可篡改”的特點,為經濟社會發展中的“存證”難題提供了解決方案,為實現社會征信提供全新思路;區塊鏈“分布式”的特點,可以打通部門間的“數據壁壘”,實現信息和數據共享;區塊鏈形成“共識機制”,能夠解決信息不對稱問題,真正實現從“信息互聯網”到“信任互聯網”的轉變;區塊鏈通過“智能合約”,能夠實現多個主體之間的協作信任,從而大大拓展了人類相互合作的范圍。總體而言,區塊鏈通過創造信任來創造價值,它能保證所有信息數字化并實時共享,從而提高協同效率、降低溝通成本,使得離散程度高、管理鏈條長、涉及環節多的多方主體仍能有效合作。區塊鏈技術將在教育、就業、養老、精準脫貧、醫療健康、能源電力、商品防偽、食品安全、社會公益、社會救助等領域,為人們提供更加智能、更加便捷、更加優質的公共服務。可以說,有數據的地方就有區塊鏈的用武之地。

  南方電網報:區塊鏈現在國內發展情況如何?

  夏振來:區塊鏈從2008年誕生,經歷過比特幣導入、概念炒作、場景試用、多方探索等階段,現在上升到國家層面,在各領域逐步脫虛向實、進入布局實踐階段。在基礎研究方面,據IncoPat全球科技分析運營平臺公布的2019全球區塊鏈企業發明專利排行榜顯示,入榜的前100名企業中,我國區塊鏈企業占比63%,位列榜首,我國區塊鏈有著堅實的基礎研究;在產業生態方面,目前我國也在加緊構建產業生態體系,并開展了行業標準的制定;在應用領域方面,區塊鏈技術已經延伸至金融、能源、供應鏈、公共服務、數字版權、保險、公益等領域,一大批區塊鏈項目已經開始大規模布局。例如,今年8月,國網區塊鏈科技(北京)有限公司正式揭牌成立,該公司聚焦區塊鏈技術研究、產品開發、公共服務平臺建設運營等業務,定位于打造泛在電力物聯網建設的公共技術手段,實現萬物互聯的超級紐帶,市場公平交易的安全防線,數字經濟的信用保障。

  南方電網報:區塊鏈對于南方電網公司有什么實際意義?

  夏振來:研究分析后,區塊鏈可以在以下三個方面發揮作用。首先,提升公司客戶服務水平。客戶對能源電力服務呈現清潔化、多樣化、個性化、體驗化等趨勢,對于傳統的電力營銷服務模式提出挑戰,區塊鏈技術有助于解決上述問題。例如,可以基于區塊鏈的電子合同,通過其智能合約技術從源頭上確保用戶信息真實可信,幫助分布式能源用戶余電上網、新能源接入系統等;運用區塊鏈多節點互動、公開透明特性,解決需求側響應信息真實傳遞、實時響應合約、多主體聯動等痛點問題。其次,提升電網公司運營管理能力。區塊鏈技術在促進數據共享、優化業務流程、降低運營成本、提升協同效率等方面有很大用武空間;區塊鏈技術在流程化電力業務的辦理中,可減少員工的重復工作量,提高工作效率,實現提質增效;也可降低相關交叉協同業務的溝通成本,提升工作效率。例如,公司在管理中有兩大痛點問題,一是大數據應用難,二是部門協調難。電網公司有海量的電網生產運營、客戶服務、電量交易等有價值的數據,但是由于技術和管理手段不足等原因并沒有發揮應有價值,運用區塊鏈技術和云計算、人工智能技術可以重新將電網公司大數據存儲好、管理好和應用好,未來對公司發展具有不可估量的價值。另外,電網公司一直采用條線分塊式管理,專業能力強,但協同能力弱,運用區塊鏈技術去中心化、全程留痕、可以追溯、公開透明和多節點互動共享等能力,可以倒逼各線條、各層級實現更深層、更大范圍的協同,對于促進公司戰略和規劃落地,具有現實意義。再次,助力公司加快創新發展和實現轉型升級。公司提出向智能電網運營商、能源產業價值鏈整合商和能源生態系統服務商轉型,并且印發了相關指導意見。

  南方電網報:區塊鏈如何與南方電網公司發展戰略融合?

  夏振來:2018年,高盛發布的《區塊鏈:從理論走向實踐》的研究報告列舉了7個應用案例,其中第二個案例就是美國正在用區塊鏈重新構筑分布式智能電網。可以預見,區塊鏈將改變電力生產關系,在接下來的數十年中,電網會從現有的中心化公共事業模型向著融合更多去中心化資源、實時報價系統和更緊密匹配需求好供應的方向進化,進化的核心是通過智能電表、智能裝備、可再生能源和能源儲存的結合實現電網的現代化,這個過程中將會產生數千萬甚至上億個去中心化節點,這些節點不僅能夠收發數據,也能執行P2P交易。同時,隨著平臺生態商業模式的普及,商業世界越發呈現去“中間化”“去中心化”“去邊界化”趨勢,而區塊鏈天然具有“去中心化、全程透明、多節點互動共享”等屬性,對于推動能源產業價值鏈整合、構建能源生態服務系統不可或缺。具體來說,通過分析能源產業價值鏈痛點,找到行業里最值得突破改革的點,以及如何確定能源行業價值鏈中必須“保持和增強”的環節,進而搭建聯合(行業)區塊鏈來對能源生態系統進行管理,不斷“排除”能源產業價值鏈中的信息屏蔽者、價值壟斷者和成本虛高者,構建跨界整合、柔性協同、生生不息、豐富繁榮的能源產業生態系統。例如,利用區塊鏈技術,家電企業和電網可以在保障各自的數據權益和安全的前提下,實現家用電器各項數據的可信共享。基于更完備的數據,一方面可進一步推動家電智能化水平的提升,提升客戶體驗;另一方面,家電可以及時響應用電負荷需求,更好地實現節能減排,客戶也可以從電網獲得一定的節能補貼等實惠。在這個場景中,基于區塊鏈技術的互信機制,較好解決了客戶隱私保護、家電廠家和電網數據互信共享的難題,可以說通過區塊鏈技術的應用,三方都能各取所需、互利共贏。

  南方電網報:在運用區塊鏈過程中,有哪些方面需要注意?

  夏振來:從實踐進展來看,區塊鏈技術在商業中的應用還處于布局、試點和測試早期發展階段,在安全、標準、監管等方面都需要進一步發展完善。一是受到現行觀念、制度、法律制約。區塊鏈去中心化、自我管理、集體維護的特性顛覆了企業原有管理方式,改變了人們的生產生活習慣,還需要新的理論準備和制度安排。二是在技術層面,區塊鏈尚需突破性進展。比之于互聯網技術,人們可以用瀏覽器、APP等具體應用程序,實現信息的瀏覽、傳遞、交換和應用,但區塊鏈明顯缺乏這類突破性的應用程序,面臨高技術門檻障礙。另外,由于區塊鏈需要承載復制之前產生的全部信息,區塊寫入信息會無限增大,帶來的隱私泄露、信息存儲、容量管理等問題有待解決。三是競爭性技術挑戰。比如,在通信領域,量子技術也可以實現安全高效通信,近年來更是取得了不小的進展,對于區塊鏈技術具有很強的競爭優勢。

  在面對如火如荼的區塊鏈概念和案例時,公司既應開放包容、系統研究,又要冷靜研究、防范風險,本著結合實際、注重實用、產生實效的原則,適時、適度、適用區塊鏈技術助力企業創新發展和轉型升級。     (王雅倩)

區塊鏈+能源 —— “鏈”出效率和安全

  各個行業都在積極探索數字化轉型之路,能源行業也不例外。能源數字化已初顯光芒。

  “區塊鏈+能源”的數字化發展模式,有利于降低交易成本、改變能源交易方式。降低交易信用成本,提高交易的安全性。目前國內外已有政府和企業在這方面做了積極的探索。

  區塊鏈改變能源交易方式

  區塊鏈能源點對點交易是目前區塊鏈在能源行業的主要應用場景,區塊鏈技術的“去中心化”的特點,實現點對點交易。無需通過第三方平臺,交易數據就會被永久在區塊鏈系統存儲,且交易一旦達成不可撤回。

  這種模式可以減少交易環節,大幅度降低交易成本,提升交易效率,進一步促進能源交易發展。分布式能源電力交易、碳排放權交易、電動汽車交易都是目前區塊鏈在能源行業的應用場景。

  在分布式能源電力交易中,通過智能電表,計量發電量和用電量,交易業務和支付業務將通過智能合同的控制以數字貨幣的形式實現。能源生產商和能源消費者(電力生產商、電力消費者)可以直接被聯系起來,電力公司或代理商等第三方被省去,交易成本大大降低。

  美國、澳大利亞等國家已經小規模試點過使用區塊鏈技術進行分布式發電電力交易。例如美國能源公司LO3Energy與西門子數字電網以及比特幣開發公司ConsensusSystems合作,建立了一個基于區塊鏈系統的可交互電網平臺—TransActiveGrid。該平臺架構沒有中心節點,每一個綠色能源的生產者和消費者可以在平臺上不依賴于第三方自由地進行點對點的交易,交易成本大大降低。

  基于區塊鏈技術,通過可再生能源交易平臺,來跟蹤和報告減少溫室氣體排放和避免重復計算的方式,有利于改進碳排放交易狀況。成立于北京的全球首個能源區塊鏈實驗室,在推出能源區塊鏈主鏈的同時,發行了以核證碳減排量(CCER)為基礎資產的數字資產——“碳票”,可直接在區塊鏈應用中作為結算單位。

  在電動汽車領域利用區塊鏈電子發票,將發票信息實時同步至稅務機關,其完全依靠算法,全流程完整追溯、信息不可篡改等特性,有效規避了假發票,簡化流程,大大降低了交易成本。

  區塊鏈助力解決安全、信用問題

  在過去,兩個互不認識和互不信任的人要達成協作是不太可能的,必須依賴第三方,簽訂各種類型的合同來保證交易的安全進行。而通過區塊鏈技術,加密算法、解密算法,可以在沒有任何中介機構參與的情況下,完成雙方互信的轉賬行為。不需要將信任認證權讓渡給中心化機構或大量第三方中介機構。

  將區塊鏈用到能源領域帶來的好處之一就是可以對能源進行數字化管理,提高交易的安全性,降低交易信用成本。

  例如在國內,目前最大的能源電商企業——國家電網電子商務有限公司,其建成的司法級可信區塊鏈公共服務平臺,就參與了首個區塊鏈國家標準制定,實現了區塊鏈技術在電力積分通兌、光伏簽約、票據繳費、電子發票等多場景落地應用。

  今年8月,四川省某化工企業就通過國家電網電子商務有限公司電力票據交易服務平臺交納了一筆200萬元的電費。依托區塊鏈技術,交費過程實現了電費、票據等數據和信息自動查驗、審核。可以說,當電力遇上區塊鏈,很多種不同的數據實現了“互相信任”。

  在油氣行業,利用區塊鏈技術,也大大地增加了大宗能源交易的安全性。在中國石油管道科技研究中心工程師林嵩看來,“當前的油氣行業正逐漸數字化、智能化,從油氣勘探開采、管道運輸監測,到用戶消費需求管理,區塊鏈的加密算法能夠讓物流運輸各個環節更加安全,從而大幅降低國際貿易中詐騙活動的可能性。”2017年12月,中國中化集團針對從中東到中國的原油進口業務,就成功地完成了國內首單區塊鏈原油進口交易試點。 南網傳媒全媒體記者 孫藝璇

  讓私有充電樁煥發新活力

  目前,隨著國家新能源發展戰略的提出,新能源汽車正在加速發展,汽車行業面臨著巨大的變局,而區塊鏈技術在能源領域的廣泛探索,可以助力電動汽車新業態的成型。

  截至2019年6月,全國新能源汽車保有量達344萬輛,占汽車總量的1.37%,與去年年底相比增長31.87%。隨著新能源汽車大量落地使用,充電難的問題也接踵而至。據統計,現有的電動汽車中80%為私家日常使用,而私用車主對充電場地和充電價格更為敏感,追求更便利的充電方式,但現有的定點公用充電樁并不能滿足其日益增長的充電需求。基于此,共享私有充電樁將是未來解決電動私家車出行的重要手段。

  現有技術下,私有充電樁共享難點重重:不同充電樁運營商之間的數據難以互通,“人”的信息不透明,監督機制缺失,無統一規范的收費標準,導致了用戶和樁主不敢輕易進行交易,擔心得不償失。簡單來說,私有樁無法共享的根本原因,就是交易雙方無信任感導致。但區塊鏈的出現打破了這一僵局,因為其本質上就是一個構建信任機制的“機器”,可作為解決共享充電的一個技術手段。

  區塊鏈作為一種去中心化、全鏈條可見和全節點可信的分布式記賬技術,可將不同的充電運營商通過簡單的接口方式與區塊鏈平臺對聯,構建充電服務平臺,而該服務平臺的存有用戶和樁主的個人加密信息,交易產生前,雙方均可下載解密數據,相互了解對方信用程度,保障交易的順利開展。

  區塊鏈還具有數據無法篡改特性,能夠解決利益主體“信息不真實”的擔憂,當交易雙方充分認可且確認執行交易時,區塊鏈將形成多方監督、不可更改的智能合約。完成交易后,區塊鏈平臺天然的支付特性可確保每一筆資金無法抵賴地劃撥到指定賬戶。根據設想,共享私有充電樁被認為是區塊鏈技術最適用能源方面的領域之一。

  此外,區塊鏈收集的電動汽車充電數據,可以與安裝在充電樁上的智能電表進行交互,再通過智能電網的大數據平臺,將充電器速率、位置和使用數據等方面分享給電網中龐大的客戶源使用。

  安裝在充電樁上的智能電表區塊鏈模塊均有唯一的ID節點,當私家車主需要使用充電樁時,智能電表可以收集該充電樁電量和地處位置實時推送給車主,用戶通過移動終端可監控實時電量和充電樁使用情況。在交易發生時,智能電表區塊鏈模塊將記錄中所有的電力交易數據、交易時間點和購電充電雙方的個人標識,將不可篡改的加密數據上傳至電力交易監控平臺中,確保點對點形成交易依據,該數據可提供給交易方和監督方參考適用。

  電力交易監控平臺設置有合約共識層,設定好統一標準的交易電價、交易電量和交易條件,智能合約產生后,平臺將自動判別區塊鏈網絡范圍內購電方和售電方的電力交易規則,隨后采用虛擬貨幣或電子貨幣進行電力交易或結算,確保交易合理、透明和規范。由此可見,把區塊鏈技術真正應用到電動汽車充電樁,智能電表上傳的數據將從中扮演一個不可或缺的角色。

  總而言之,區塊鏈技術不僅可以增加私有充電樁的使用率,解決電動汽車充電難的問題,還可以促進電動汽車的發展,實現節能減排與能源轉型。在未來,可持續發展將不再是一種選擇,區塊鏈技術的有效應用將對我國能源各領域產生廣泛而深遠的影響。 (黃語嫣)

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