能源领域的区块链创新

对于许多观察和参与加密行业的人来说，包括“区块链”和“能源”在内的对话通常围绕着挖掘比特币等工作证明区块链所需的资源及其对环境的影响。在许多方面，这是有充分理由的：比特币的大部分挖矿都是在中国使用廉价的煤电完成的。虽然像 Soluna 的风力采矿场这样的计划提供了一条更可持续的前进道路，但能源消耗和浪费仍然是工作量证明加密社区面临的挑战——但这只是区块链和能源行业交叉的方式之一。

在过去的几年里，人们一直在猜测区块链技术能否真正提高能源部门的效率。今天的能源行业是一个高度交易和复杂的系统，具有多个来源、供应商、分销商和中间商，并且已经出现了几家加密初创公司来简化现有流程并创建新功能。机会领域包括商品交易、点对点能源交易、消除中间商零售商、数据管理、会计和自动化。

在深入探讨区块链如何改善能源行业之前，首先了解该行业的运作方式非常重要。一般来说，上游生产商生产的原材料由中游运输网络加工和运输到下游分销商，然后再销售给最终用户。虽然起初这似乎是一个相当简单的过程，但考虑到发电机的数量、不同的能源（太阳能、风能、核能、石油等）以及这些过程开始重叠的程度，它的复杂性就会增加。

例如，当电力输送到您的家庭或企业时，它可能通过零售商（下游）出售给您，该零售商与拥有必要电力线并从（上游）发电机购买电力的公用事业公司（中游）签订合同。但是这些电是从哪里来的呢？上游发电机本身是石油、天然气、太阳能等的下游客户，用于发电。

在这个供应链系统之上是商品交易商的生态系统，导致高度竞争和高效的市场，但也大大增加了能源部门的金融复杂性。

最后，还有消费者，他们需要使用并为他们使用的能源付费。每个月底邮寄的账单是整个过程的高潮。与大多数供应链系统和商品市场不同，流程的最终用户实际上是直接使用购买的商品。

这些因素共同使能源行业成为区块链技术创新的高度合适的候选者。它不仅包括需要提高透明度和改进数据管理的复杂供应链，而且还包括将受益于即时结算的高度交易市场。区块链的透明度和不变性可以赋予这个面向企业和消费者的行业的最终用户。

由于区块链和能源系统之间的潜在协同作用，许多项目已经在这个交叉点上进行也就不足为奇了。去年发表在可再生能源与可持续能源评论中的一项研究对跨越世界各国的能源领域的 140 多个区块链研究项目和初创公司进行了系统分析。

该研究将能源行业内的区块链计划分为以下八类：1）计量/计费和安全；2) 加密货币、代币和投资；3）去中心化能源交易；4）绿色证书和碳交易；5）网格管理；6）物联网、智能设备、自动化和资产管理；7) 电动汽车；8) 通用倡议和联盟。

鉴于能源部门的复杂性和机会领域的数量，这项研究有这么多项目所属的类别也就不足为奇了。然而，在更高的层面上，区块链可以在他们通常做的相同领域改善能源行业：数据管理和交易。

商品和抵消交易

区块链技术可以对能源行业的交易生态系统产生重大影响的第一个地方是商品交易。公司目前花费数百万来建立和访问跟踪和执行交易的专有商品交易平台。区块链技术可以用来确保能源交易的安全性、即时性和不变性，而不是多个专有系统。此外，绿色证书和碳补偿的创建和交易也有机会，而这些通常获得成本很高。自动化智能合约和计量系统可以改善抵消可及性，这是 Veridium Labs 项目采用的一种方法。

消除中间商

区块链交易在消除中间商方面也特别有效，这可能有助于降低能源零售商的成本。如上所述，这些零售商从提供能源的公用事业供应商处向用户出售能源。更透明的基于区块链的系统可能允许用户直接从公用事业提供商处购买。总部位于美国的初创公司 Grid 正在利用以太坊区块链来做到这一点，使用户能够批发购买电力，而不是通过零售商。

点对点交易

最后，点对点交易——加密货币的初始价值主张之一——是改善能源行业的一条途径。区块链系统可以让用户直接交易能源。这对于用户可以自己产生的太阳能和风能等可再生能源尤其有前景。这种创新本质上将允许产消者作为供应商进入能源市场。澳大利亚公司 Power Ledger 允许用户使用其微电网来做到这一点，这允许产消者向其社区的成员出售能源。

资产和库存管理

在涉及如此多利益相关者的供应链中，拥有一个共享的资产和库存管理数据来源可能非常强大。区块链技术有能力统一这个过程中通常孤立或模糊的元素，同时保护相关各方的隐私和专有信息。最近在这一领域取得实际进展的一个项目是唯链与上海燃气的合作，后者为上海 90% 的能源提供服务。成功的试点跟踪存储、运输和订单信息导致最近扩大了合作伙伴关系。

计量和计费

在当前的计量和计费过程中添加区块链可以为能源供应商和消费者带来许多好处。有了一个统一的账本，可以追溯能源输送，能源的来源和输送对于消费者来说变得更加清晰，对于企业来说也更容易实现自动化。能源管理公司 Engie 在这一领域进行了多项测试，包括连接到水表的区块链基础设施以追踪流量，以及识别需要修复的问题。

透明度和安全性

上述有关数据管理的解决方案通常很有价值，因为它们在能源过程中提供了更高的透明度，但安全性也是同样重要的考虑因素。对于关心其私人数据的消费者以及拥有专有数据的公司而言，区块链在共享数据方面可能是一把双刃剑。有几个项目旨在加强这些系统的安全性并提供两全其美：共享的公共数据和受保护的私人信息。英国初创公司 Electron 正在研究智能电表的新加密技术，而 Guardtime（由美国能源部资助的项目）开发了一种许可的区块链解决方案来解决这些问题。

虽然在能源和区块链领域进行了大量的实验，但其中许多项目规模小，问题仍有待解决。其中最重要的是更一般的区块链技术监管清晰度。虽然能源领域的区块链技术可以赋予消费者权力并激励更清洁的能源消费——这都是行业中许多法律和监管举措的目标——但目前对于区块链项目如何在现实中发挥作用的指导很少，特别是在 P2P 能源交易等领域.

此外，在像能源这样关键任务的行业中，对可扩展性、速度和安全性的需求至关重要。目前，大多数公共区块链必须做出牺牲以允许其中一个向量，因为每个向量都是广泛采用大多数现有解决方案的主要障碍。虽然私有区块链可能有助于缓解其中一些担忧，但区块链解决方案也存在巨大的开发成本，成功的不确定性可能会阻碍这些努力。

最后，现有系统根深蒂固——从基础设施、技术和监管的角度来看——这是任何行业区块链需要克服的重大障碍。

尽管存在潜在挑战，但很明显，区块链在能源行业具有巨大潜力。Global Market Insights 的研究预测，区块链能源领域将从 2018 年的 2 亿美元增长到 2025 年的 30 亿美元。

虽然不确定这些区块链解决方案究竟会是什么样子，但可再生能源与可持续能源评论的研究发现，60% 的分析项目目前基于以太坊。这个数字可能会扭曲正在建立在能源使用特定区块链或私有许可系统上的项目数量。

最大的问题之一是这些项目如何从小规模试点到达到临界质量，我们可能会看到唯链的最近以上海燃气为模板取得成功。上海燃气拥有中国最大的能源客户规模、储运能力。该联合项目于 2018 年开始，试点处理质量保证，包括分类、订单信息、油轮物联网设备信息和运输信息。3 月 31 日，宣布该项目将在试点成功后继续扩展，计划整合一个全面的能源即服务生态系统，包括上游的物流管理、能源交易和金融产品。和下游利益相关者。唯链还旨在通过利用费用委托功能及其唯链工具链^{TM使其区块链比其他公共区块链对企业运营更具吸引力}区块链即服务平台，已帮助 50 多家企业合作伙伴集成区块链解决方案。这一长期愿景似乎将区块链提供的许多机会封装到一个生态系统中。

非常清楚的是区块链和能源如何结合在一起以创建一个更高效和透明的系统，尽管只有时间才能证明价值主张是否足以让这些系统在行业内获得广泛采用。