吴思航

摘 要：近几年，以"新能源+互联网"为代表的能源互联网成为了当前国际能源学术界的前沿，成为继智能电网后能源领域的又一重要发展方向。能源互联网将改变传统的电、热、冷、气等能源"平行流动"的状况，实现多流网络的协同运行。能源互联网不仅可在工业系统中应用，也可在居民区甚至家庭内实施。

能源互联网可实现能量与信息的高效传递，但因参与主体多，系统复杂性强，参与主体之间存在的信任问题导致其在能量流动和价值流动过程中交易管理等成本大大增加。

2015年10 月31日《经济学人》刊发了一篇题为"The promise of the blockchain： the trust machine"的封面文章，认为区块链（ blockchain） 技术具有改变人与人合作模式和商业合作模式的巨大潜力，是"创造信任"的技术。区块链技术属于分布式存储技术，数据保存在网络中的每个节点，由所有节点共同维护，难以篡改，这样就能够有效解决交易双方间的信任问题。针对能源互联网的特征，对区块链技术进行重构与二次开发，是解决能源互联网中参与者间信任问题的有效途径。

本文首先介绍能源互联网技术，再介绍区块链的定义，特征，应用现状。说明二者为什么能很好地契合，最后简单的介绍能源区块链的应用。

关键词：能源互联网，区块链，分布式存储，信任问题

1能源互联网概述

1.1能源互联网的提出

随着常规能源日益枯竭和环境污染日益严重，越来越多的组织机构开始重视环境保护问题，同时也开始积极探索各种新能源的研究，虽然已经取得一定的进展，但技术比较成熟的风能、太阳能等新能源存在分布地域分散、能量转化成本过高等问题，使得新能源在大规模应用和市场化推广方面存在极大的制约。信息技术与可再生能源相结合的产物--能源互联网为解决可再生能源的有效利用问题，提供了可行的技术方案。因此， 研究能源互联网的特征及内涵， 探讨实现能源互联网的各种关键技术， 对于推动能源互联网的发展， 并逐步使传统电网向能源互联网演化， 具有重要理论意义和实用价值。

1.2 能源互联网特征

能源互联网具备如下五大特征 ：

可再生：可再生能源是能源互联网的主要能量供应来源。可再生能源发电具有间歇性、波动性，其大规模接入对电网的稳定性产生冲击，从而促使传统的能源网络转型为能源互联网。

分布式：由于可再生能源的分散特性，為了最大效率的收集和使用可再生能源，需要建立就地收集、存储和使用能源的网络，这些能源网络单个规模小，分布范围广，每个微型能源网络构成能源互联网的一个节点。

互联性：大范围分布式的微型能源网络并不能全部保证自给自足，需要联起来进行能量交换才能平衡能量的供给与需求。能源互联网关注将分布式发电装置、储能装置和负载组成的微型能源网络互联起来，而传统电网更关注如何将这些要素"接进来"。

开放性：能源互联网应该是一个对等、扁平和能量双向流动的能源共享网络，发电装置、储能装置和负载能够"即插即用"，只要符合互操作标准，这种接入是自主的，从能量交换的角度看没有一个网络节点比其它节点更重要。

智能化：能源互联网中能源的产生、传输、转换和使用都应该具备一定的智能。

2区块链技术概述

2.1区块链定义

区块链（Blockchain）是指通过去中心化和去信任方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案让参与系统中的任意多个节点，把一段时间系统内全部事务通过密码学算法计算并记录到一个数据块，生成该数据块的 Hash 用于链接下个数据块，系统所有参与节点来共同检验记录是否为真，并且每个区块的内容都由后续子链上的区块来保证其内容不可被篡改。各个参与节点可以在新区块确认及奖励分配上达成共识，从而逐渐形成的一个庞大、去中心化的公开账本。

2.2区块链特征

1：去中心化性。由于区块链系统采用 P2P 的组网方式，不存在中心化的服务器和路由器，任意节点在系统中的地位都是均等的，系统生成的数据块由系统中的所有节点共同维护，所有节点均有交易数据的记录和存储。

2：开放、共识性。任何人都可以参与到区块链网络，每一台设备都能作为一个节点，每个节点都允许获得一份完整的数据库拷贝。节点间基于一套共识机制，通过竞争计算共同维护整个区块链，任一节点失效，其余节点仍能正常工作。

3：自治性。区块链采用固定的一致性共识算法，使得整个系统中的所有节点能够在无任何信任背书的环境中，可信地交换数据，使得对“人”和机构的信任变成了对机器和数学算法的信任，任何人都无法干涉系统正确的运行。

4：信息不可篡改性。系统交易信息一旦经过各节点验证，就会形成不可更改的记录存储起来，除非能够同时控制系统中超过 51% 的节点来干预交易的验证，否则单个节点上对数据库的篡改不会起到任何作用，同时也将被全网节点察觉，被系统排除在外。因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

5：匿名性。由于各节点之间数据的交换遵循固定的算法，因此交易双方无须公开自己的身份，而是通过区块链中的程序规则让对方对自己产生信任。

3区块链技术与能源互联网结合前景研究

3.1概述

目前大家公认的能源互联网有五大特征——精确计量、泛在交互、自律控制、优化决策、广域协调。区块链的特性能很好地结合能源互联网，从以下几个方面解决能源互联网面临的问题：第一，基于区块链的数据公正确保信任，公私钥结合的访问权限保护隐私，真正做到保护隐私，可信计量。第二，区块链防篡改，实现主体间强制信任，实现强制信任下泛在交互。第三，区块链 +大数据 + 人工智能构成可信任预言机签署外部数据，实现虚实交互的自律控制。

3.2应用

目前，在国外有一些企业已经在试验能源区块链项目。

1）布鲁克林微电网项目。由绿色能源创业公司LO3 与基于以太坊区块链的创业公司 Consen Sys 共同开发，该项目能够让居民通过屋顶太阳能设备在当地进行太阳能交易，而不需要国家电力公司的参与。这种微电网电力交易比传统自上而下的能源配电系统更有效率，可节省整体开支。

2）电动汽车充电项目。由德国电力公司 RWE与基于以太坊区块链的初创企业 Slock.it 合作研发。利用区块链智能合约验证用户身份和管理计费过程的电力汽车充电站。在这个场景下，用户将不再与公司或个人签订合同，而是利用以太坊智能合约直接与机器签约。用户同意智能合约后，就可以与充电站互动。

4能源区块链发展思考

4.1能源区块链存在的问题

区块链技术在能源互联网方面的应用前景是美好的，但是以区块链技术目前的发展阶段，还存在一些掣肘。

1）区块链技术限制。随着接入区块链节点的增加，其共识算法的效率会随之降低，网络传输的延迟和相应的数据存储量会随之上升，这些问题限制了区块链技术在能源领域的大规模应用。

2）政策监管约束。能源是强监管、强政策的基础行业，电力是一种极端特殊的商品，技术上可行，但相关政策跟不上，仍然没有办法实现能源区块链项目落地。

4.2能源区块链发展建议

1）技术研究。社会各界和政府应密切关注、相互协作普及、推广区块链底层技术和相关应用，应从挖矿、炒币的现状中警醒，从事区块链技术底层平台、相关标准的开发，提高我国在国际区块链专利和标准方面的发言权。

2）政策开放。监管部门需从现有能源行业痛点出发，逐步改革营销、管理体制，建立健全电力市场，统一调配电力的发、配、输、储、售等环节。

5总结

区块链技术的出现为能源互联网的发展和应用提供了良好契机，将能够从根本上改变我国能源生产、传输、消费的现状，成为推动我国能源转型、革新能源市场机制、实现节能减排和可持续发展的重要途径，将对整个能源行业和社会产生深刻影响。