近期，區塊鏈再次成為熱詞，區塊鏈技術在能源領域的應用與發展趨勢也掀起了討論熱潮。Energy Web Foundation (EWF)是一家全球性非盈利組織，旨在釋放區塊鏈技術的全部潛力來加速打造一個去中心化的低碳、彈性能源系統。EWF由落基山研究所和Grid Singularity組織聯合成立，是全球規模較大的能源區塊鏈聯盟，致力於為世界能源提供數字化DNA組建模塊以及可擴展的開源區塊鏈平臺，以滿足能源部門監管、運營和市場的需求。落基山研究所常務董事Jon Creyts、EWF首席商務官Jesse Morris近日接受本刊記者專訪，介紹EWF相關業務並探討區塊鏈技術在電力領域應用。
能源區塊鏈有兩大最具價值的應用場景
記者：請您詳細講述一下區塊鏈技術目前在能源領域的實際應用場景。
Jesse Morris
我們認為區塊鏈技術在全球能源部門最具價值的兩大應用領域集中在：
一是提高電力的可追溯性，使市場參與者可以購買帶有環境權益屬性的各種數字化綠色商品，包括國際可再生能源證書(I-REC)、經認證的綠色電動車充電行為或低碳燃料(如沼氣)等。
二是釋放需求側彈性的潛力，電網運營商可以在傳統發電來源(例如集中式發電站)基礎上，利用用戶側能源資源(如分佈式發電、儲能、負荷管理等)以可靠、低成本、可擴展的方式從供需兩側平衡電網供需。
這也是過去三年來，EWF與我們的成員合作開展工作得出的結論。我們研究並測試了區塊鏈技術在能源部門的100多個應用案例，開發了數十種概念驗證，及支持這些概念的商業應用。
為支持企業級別解決方案在這些領域的發展，我們正在將EWF的技術手段從純粹的區塊鏈結構轉變為能源網去中心化操作系統(Energy Web Decentralized Operating System，EW-DOS)，這一系統包括我們於2019年6月發佈的能源網鏈(Energy Web Chain)在內的一系列開源軟件和標準。EW-DOS有效利用自主分散的標識符、一系列去中心化的註冊表、消息服務以及與傳統信息技術系統的集成，促進數十億用戶、資產、電網運營商、售電商和服務供應商之間的交易。我們相信，這一操作系統可以成為“能源互聯網”開源和安全的支柱，支持未來電網實物資產和金融方面的管理工作。
截至目前，EW-DOS系統已成功在全球兩個市場得到了應用。EW-DOS系統與泰國國家石油公司(PTT)建立了一種行業內首創的可再生能源市場平臺，這一平臺將建立在Energy Web Chain的基礎上，並利用我們EW Origin開源軟件開發工具包家族來創建符合國際綠證標準(i-REC)且滿足當地需求的解決方案。EW-DOS系統與奧地利電網公司(奧地利輸電系統運營商)合作，正通過將小規模的電網邊緣用戶整合進入批發電力市場來幫助平衡電網。
記者：請您描述一下EWF 能源網鏈的特點與屬性，以及EWF成員如何使用此平臺。
Jesse Morris
能源網鏈是一個公共的、權威證明(PoA)區塊鏈，由跨越17個時區的14個國家的超過25家公司運營。它提供原生代幣(EW token，token也稱“通證”)和一套用於創建所有種類可追溯數字資產的模板。能源網鏈擴展性強，由能源部門最大的一些市場參與者管理，並通過PoA共識機制具備較高的能效。能源網鏈是以公共以太坊區塊鏈為基礎創建的，後者是目前全球應用最廣泛的公共區塊鏈。與任何其他區塊鏈相比，以太坊擁有全球最大的開發者生態系統。
多數EWF成員使用能源網鏈支持上文提到的在可追溯性和電網彈性方面的應用。在技術層面上，該區塊鏈主要用於定位數字身份，通證化可再生能源資產和(或)商品，以及執行結算，有些組織還使用該區塊鏈存儲數據和(或)以去中心化方式發送信息。
技術認知成為影響能源區塊鏈發展的關鍵
記者：區塊鏈技術和算法的發展是否遇到了瓶頸?目前取得了哪些改善?未來還有哪些方面需要完善?
Jon Creyts
部署包括區塊鏈技術在內的利用分佈式技術的數字化解決方案面臨的最大問題不是技術本身，而是市場對這一技術的認知。多數電網運營商對數字化技術的部署和應用的理解尚處於初級階段，對涉及區塊鏈和去中心化技術等更復雜的系統的理解就更加有限。
解決這一挑戰的關鍵在於通過在市場上不斷普及區塊鏈技術及其應用知識，幫助核心利益相關方，如監管機構、電力公司等識別出可用的數字化資源，同時幫助他們探索如何將這些資源納入他們系統的解決方案。這需要獨立的第三方機構為其提供多種可選項，併為其介紹各種選項相應的優勢與問題所在，而不是向其出售特定的具體解決方案。
另外，設置通用的標準和平臺以支持用戶試驗和應用開發同樣至關重要。這種基層平臺應作為一種公共服務來建設和維護，使得企業可以在平臺基礎之上開展行動。
儘管為了克服擴展性等長遠性問題，區塊鏈技術一直處於快速發展變化的狀態，但目前的區塊鏈技術已經可以支持企業級別的應用。在EWF，普及區塊鏈技術及其應用的知識是我們與能源部門企業合作中最重要的工作之一，包括通過提供高級培訓課程，幫助能源企業的高級管理人員瞭解這一領域的最新技術，並通過技術培訓指導電力公司內部IT部門學習如何編寫智能合同以及如何通過分散的標識符開展工作。但我們機構的規模還很小，要想實現區塊鏈在能源部門的全部效益，我們需要和更多行業利益相關方合作，共同提高市場對這一技術領域的認知和理解。
記者：區塊鏈技術應用是否會造成能源浪費，例如數據中心的大量電力消耗?如果是，如何解決這個問題?
Jon Creyts
由於比特幣和以太坊等早期區塊鏈技術平臺會消耗大量能源，所以區塊鏈技術獲得了浪費能源、耗電量大的壞名聲。這些平臺通過一種被稱為“採礦”的過程，不斷增加計算需求來協助確保網絡的安全，因而造成了很高的能耗。然而，區塊鏈技術的運行並不一定需要這樣高強度的能源消耗。我們可以通過不同的算法設計來提高能效。
能源網鏈利用一些明確且已知的驗證人(validators)來確保網絡安全，使用一種權威證明(PoA)共識機制接受交易。通過對系統的特殊設計方式，我們有能力以僅相當於一個城市街區的用電量支撐全球包括數十億臺設備接入的區塊鏈電網系統。
全球能源區塊鏈示範項目初露端倪，區塊鏈技術助力全球能源轉型
記者：請您介紹一下歐美國家區塊鏈與能源領域結合的產業政策現狀。
Jesse Morris
區塊鏈技術尚處於初級部署階段，但是全球各地也都出現了各種示範項目。例如，在歐洲，我們與奧地利電網公司(Austrian Power Grid AG)合作，將小規模用戶整合進入電力批發平衡市場。比利時的Elia公司也在輸電層面測試類似的技術。在東南亞，新加坡電力公司(Singapore Power)基於區塊鏈技術平臺交易清潔能源證書，而泰國國家石油公司PTT也搭建了行業首創的基於區塊鏈技術的可再生能源市場平臺。在美國，我們正在部署數字化基礎設施，在東海岸的PJM(全美主要的電力交易所之一)支持自願與強制性可再生能源證書市場，並在加利福尼亞州支持電網運營商追蹤和認證綠色電動車充電行為。
一般來說，任何出臺了支持可再生能源和(或)地方電力市場發展政策的地區都能夠成為區塊鏈技術發揮價值的舞臺。
記者：區塊鏈技術與全球能源轉型有什麼樣的關係?
Jon Creyts
通過提供一種安全、可擴展、暢行無阻的方式將數十億活躍設備接入電網，區塊鏈技術有助於加速全球能源轉型。
歷史上，電網的運行依賴於集中式的運營商和(或)電力公司修建大型發電機(如典型的化石燃料電廠或水電站)和輸電線路將所發的電力輸送至用戶端。這個系統對資本的利用不夠高效，因為電力公司需要建造備用系統來滿足電力峰值的需求，或用來預防在一年中電力需求量最大的時段出現大規模停電事故。這當中可能會出現過度建設問題。因此，這樣做的結果是全球電網的平均利用率還不到50%。
通過區塊鏈技術，我們可以安全便捷地將分佈式能源資源(包括住宅或商業建築屋頂光伏、電動車、可操控溫度調節器等)納入電網平衡過程。利用大量的分佈式資源可以創建“虛擬發電廠”。它們能夠提供與集中式發電廠相同的服務，但在很大程度上由個人和企業，而不是電力公司擁有。用戶都可以從自有資產，而不是電力公司擁有的資產中獲益，這大大降低了系統的運營成本。區塊鏈技術使我們能夠協調這些資產的充電或放電，擁有這些資產的用戶可以購買這些服務自用，或通過提供這些服務而獲得回報。其結果是電網利用率得到大幅提升，並顯著提高可再生能源、能效和清潔能源資產等納入電網運營的能力。
記者：區塊鏈技術在能源領域的應用潛力正在不斷被挖掘，未來發展趨勢如何?
Jon Creyts
如前文所述，我們認為區塊鏈技術在能源部門最大的價值表現在兩個應用領域：提高能源部門的可追溯性以及實現用戶側資源的深度彈性價值。
要把握區塊鏈技術在能源領域應用的機會，要考慮下列幾點：在未來十年中，電力終端用戶在分佈式能源資源和電動出行領域的累計花費將分別達到8300億美元和7萬億美元。到2030年，全球大約1/3的裝機容量都將處於“表後”的用戶端。隨著這一大規模的投資方向轉移，設備的互聯性將大幅提高;到2030年，預計將有35億臺連接互聯網的分佈式能源資源被接入現有電網。
總之，這些資產有潛力在全球範圍內成為富有韌性且靈活的脫碳化能源系統的堅實基礎。區塊鏈技術和其他去中心化技術的最大潛力在於使得市場參與者能夠數字化運營、集成並協調這些新的資產。
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