如何利用區(qū)塊鏈技術(shù)解決新能源制約的問(wèn)題

未來(lái)全球光伏、風(fēng)電及可燃冰市場(chǎng)將迅猛發(fā)展，而區(qū)塊鏈技術(shù)在促進(jìn)新能源點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易上具有巨大潛能，且能減少大宗新能源如可燃冰的交易成本。同時(shí)，在新能源領(lǐng)域，它能夠構(gòu)建分布式發(fā)電和存儲(chǔ)系統(tǒng)并幫助維護(hù)新興市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。智能共享電網(wǎng)（分布式電力點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易）的誕生使命，區(qū)塊鏈的去中心化契合了分布式能源的特點(diǎn)，能提升交易效率，讓原本無(wú)法動(dòng)態(tài)交易的家庭分布式設(shè)備在未來(lái)都有機(jī)會(huì)接入到共享智能電網(wǎng)中，真正實(shí)現(xiàn)能源的數(shù)字化精準(zhǔn)管理。未來(lái)可以每度電都有數(shù)字映射，能實(shí)現(xiàn)精確管理和結(jié)算，形成新的新能源產(chǎn)銷(xiāo)關(guān)系。

1. 什么是區(qū)塊鏈？

從技術(shù)上說(shuō)，區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)由不同節(jié)點(diǎn)共同參與的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是開(kāi)放式的賬簿系統(tǒng)（ledger）。而且能夠?qū)灰赘鞣健⑴c各方的行為和真實(shí)性能夠有效驗(yàn)證，其數(shù)據(jù)庫(kù)由所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)共享，由所有用戶更新、監(jiān)督，但是任何用戶不能擁有，控制、篡改這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。

它是由一串按照密碼學(xué)方法產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊或數(shù)據(jù)包組成，即區(qū)塊（block），對(duì)每一個(gè)區(qū)塊數(shù)據(jù)信息都自動(dòng)加蓋時(shí)間戳，從而計(jì)算出一個(gè)數(shù)據(jù)加密數(shù)值，即哈希值（hash）。每一個(gè)區(qū)塊都包含上一個(gè)區(qū)塊的哈希值 ，從創(chuàng)始區(qū)塊（genesis.block ） 開(kāi)始鏈接（chain）到當(dāng)前區(qū)域，從而形成區(qū)塊鏈。

2. 區(qū)塊鏈的特性

1、去中心化。由于使用分布式核算和存儲(chǔ)不存在中心化的硬件或管理機(jī)構(gòu)，任意節(jié)點(diǎn)的權(quán)利和義務(wù)都是均等的，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)，由整個(gè)系統(tǒng)中具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)來(lái)共同維護(hù)。

2、匿名性。由于節(jié)點(diǎn)之間的交換遵循固定的算法，因此交易對(duì)手無(wú)須通過(guò)公開(kāi)身份的方式讓對(duì)方對(duì)自己產(chǎn)生信任，也就是我雖然不知道你是誰(shuí)，但我可以找到你并能找到跟你進(jìn)行過(guò)的所有記錄。此方式對(duì)信用的累積非常有幫助。

3、自治性。區(qū)塊鏈采用基于協(xié)商一致的規(guī)范和協(xié)議，比如一套公開(kāi)透明的算法，這使得整個(gè)系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)能夠在去信任的環(huán)境自由安全的交換數(shù)據(jù)，使對(duì)人的信任，改成了對(duì)機(jī)器的信任，任何人為的干預(yù)都不起作用。

4、開(kāi)放透明性。系統(tǒng)是開(kāi)放的，除了交易各方的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對(duì)所有人公開(kāi)，任何人都可以通過(guò)公開(kāi)的接口，查詢(xún)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)和開(kāi)發(fā)相關(guān)的信用，因此，整個(gè)系統(tǒng)信息高度透明。

5、可追溯性。區(qū)塊鏈通過(guò)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)了創(chuàng)世區(qū)塊后的所有歷史數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈上的任意一條數(shù)據(jù)，即可通過(guò)練習(xí)結(jié)構(gòu)追溯其本源。

6、不可篡改。一旦信息經(jīng)過(guò)驗(yàn)證并添加至區(qū)塊鏈，就會(huì)永久的存儲(chǔ)起來(lái)，除非能夠同時(shí)控制住系統(tǒng)中超過(guò) 51% 的節(jié)點(diǎn)，否則，單個(gè)節(jié)點(diǎn)上對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改是無(wú)效的。區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性極高。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)分布式的公共數(shù)據(jù)庫(kù)，可以永久保存數(shù)字交易的記錄。區(qū)塊鏈中的每一個(gè)“區(qū)塊”包含最近交易的記錄，除了存儲(chǔ)新的交易數(shù)據(jù)，每一個(gè)新產(chǎn)生的區(qū)塊同時(shí)還會(huì)儲(chǔ)存上一個(gè)區(qū)塊的散列值。區(qū)塊鏈能夠通過(guò)運(yùn)用數(shù)據(jù)加密、時(shí)間戳、分布式共識(shí)和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)等手段 ， 在節(jié)點(diǎn)無(wú)需互相信任的分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)基于去中心化信用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易、協(xié)調(diào)與協(xié)作 ， 從而為解決中心化機(jī)構(gòu)普遍存在的高成本、低效率和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不安全等問(wèn)題提供了解決方案。

3. 利用區(qū)塊鏈解決新能源制約因素

新能源區(qū)塊鏈領(lǐng)域，目前尚未形成規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；而區(qū)塊鏈技術(shù)正在高速發(fā)展之中，運(yùn)用于新能源領(lǐng)域?qū)⒛苡行У慕鉀Q一些發(fā)展中的問(wèn)題。

3.1 電力交易及運(yùn)維成本高

可采用基于區(qū)塊鏈智能合約和分布式總賬的充電樁按時(shí)租賃、基于虛擬貨幣激勵(lì)機(jī)制的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)響應(yīng)、基于區(qū)塊鏈的電池電芯生命周期數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和認(rèn)證等。

區(qū)塊鏈技術(shù)智能合約實(shí)現(xiàn)無(wú)人化智能 ， 強(qiáng)調(diào)價(jià)值網(wǎng)絡(luò)參與主體的物聯(lián)化和智能化，基于區(qū)塊鏈的智能合約，其作用并不是僅僅如其字面所顯示的，只能實(shí)現(xiàn)實(shí)體或者數(shù)字資產(chǎn)交換功能，其實(shí)智能合約的真正作用在于基于區(qū)塊鏈的不可篡改和集體共識(shí)特征，預(yù)先寫(xiě)入的代碼可以在無(wú)人干預(yù)或者少人干預(yù)的情況，直接調(diào)用區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)，執(zhí)行所有可以計(jì)算的邏輯功能并輸出和執(zhí)行結(jié)果，因此，智能合約的真正意義其實(shí)是為區(qū)塊鏈上各主體間的互動(dòng)提供了智能化的規(guī)則，并且可以在無(wú)人參與的情況下，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜邏輯功能，這種特征稱(chēng)之為圖靈完備。

3.2 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)安全技術(shù)應(yīng)用

智能電表等信息采集設(shè)備的數(shù)量非常龐大，傳統(tǒng)的通過(guò)構(gòu)建專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方式成本過(guò)高 ， 而利用互聯(lián)網(wǎng)等公用信息網(wǎng)絡(luò)則存在網(wǎng)絡(luò)攻擊、數(shù)據(jù)篡改等安全威脅。主要原因在于目前采用的數(shù)據(jù)庫(kù)是中心化的，一旦中心數(shù)據(jù)庫(kù)遭到入侵，則數(shù)據(jù)可被讀取和篡改，信息安全就無(wú)法得到保障。區(qū)塊鏈的高冗余存儲(chǔ)、去中心化、高安全性和隱私保護(hù)等特點(diǎn)使其特別適合存儲(chǔ)和保護(hù)重要隱私數(shù)據(jù)，以避免因中心化機(jī)構(gòu)遭受攻擊或權(quán)限管理不當(dāng)而造成的大規(guī)模數(shù)據(jù)丟失或泄露。因此，基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)安全技術(shù)可提升新能源互聯(lián)的信息安全。

3.3 區(qū)塊鏈開(kāi)放透明性應(yīng)用

區(qū)塊鏈還可以通過(guò)提供一個(gè)安全的對(duì)于所有權(quán)的存儲(chǔ)，來(lái)記錄所有權(quán)歸屬以及其相關(guān)的交易。以防篡改和分布式記賬的方式記錄所有的交易數(shù)據(jù)，在能源證書(shū)領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)了巨大的機(jī)會(huì)。最重要的兩個(gè)應(yīng)用是：首先可再生能源發(fā)電和排放額度（排放交易）的核查。每個(gè)證書(shū)的所有權(quán)歷史可以被準(zhǔn)確的記錄在區(qū)塊鏈上。這將為可再生能源和排放配額管理證書(shū)提供一種防篡改和透明的管理方式。

3.4 區(qū)塊鏈去中心化應(yīng)用

分布式發(fā)電是用清潔能源、生物質(zhì)、新能源、可再生能源等為一次能源，將規(guī)模不一的發(fā)電、供熱等設(shè)備加以集成，以分散的方式布置在用戶附近的能源系統(tǒng)，相當(dāng)于一個(gè)可獨(dú)立輸出熱、電等能源的多功能小電站。開(kāi)展分布式發(fā)電市場(chǎng)交易需要遵循信息對(duì)等、共享、透明，交易分散等基本原則。而區(qū)塊鏈技術(shù)本身是一個(gè)特殊的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫邆淙ブ行幕?、可以分散等特點(diǎn)，在分布式發(fā)電市場(chǎng)交易上將非常有效。