如何利用區(qū)塊鏈技術(shù)解決新能源制約的問題

未來全球光伏、風(fēng)電及可燃冰市場將迅猛發(fā)展，而區(qū)塊鏈技術(shù)在促進(jìn)新能源點(diǎn)對點(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，在新能源領(lǐng)域，它能夠構(gòu)建分布式發(fā)電和存儲系統(tǒng)并幫助維護(hù)新興市場結(jié)構(gòu)。智能共享電網(wǎng)（分布式電力點(diǎn)對點(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，讓原本無法動態(tài)交易的家庭分布式設(shè)備在未來都有機(jī)會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)銷關(guān)系。

1. 什么是區(qū)塊鏈？

從技術(shù)上說，區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€由不同節(jié)點(diǎn)共同參與的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是開放式的賬簿系統(tǒng)（ledger）。而且能夠?qū)灰赘鞣?、參與各方的行為和真實(shí)性能夠有效驗(yàn)證，其數(shù)據(jù)庫由所有網(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、篡改這個數(shù)據(jù)庫。

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），對每一個區(qū)塊數(shù)據(jù)信息都自動加蓋時間戳，從而計(jì)算出一個數(shù)據(jù)加密數(shù)值，即哈希值（hash）。每一個區(qū)塊都包含上一個區(qū)塊的哈希值 ，從創(chuàng)始區(qū)塊（genesis.block ） 開始鏈接（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，由整個系統(tǒng)中具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)來共同維護(hù)。

2、匿名性。由于節(jié)點(diǎn)之間的交換遵循固定的算法，因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方對自己產(chǎn)生信任，也就是我雖然不知道你是誰，但我可以找到你并能找到跟你進(jìn)行過的所有記錄。此方式對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，比如一套公開透明的算法，這使得整個系統(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)，使對人的信任，改成了對機(jī)器的信任，任何人為的干預(yù)都不起作用。

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

5、可追溯性。區(qū)塊鏈通過區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存儲了創(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)，即可通過練習(xí)結(jié)構(gòu)追溯其本源。

6、不可篡改。一旦信息經(jīng)過驗(yàn)證并添加至區(qū)塊鏈，就會永久的存儲起來，除非能夠同時控制住系統(tǒng)中超過 51% 的節(jié)點(diǎn)，否則，單個節(jié)點(diǎn)上對數(shù)據(jù)庫的修改是無效的。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€分布式的公共數(shù)據(jù)庫，可以永久保存數(shù)字交易的記錄。區(qū)塊鏈中的每一個“區(qū)塊”包含最近交易的記錄，除了存儲新的交易數(shù)據(jù)，每一個新產(chǎn)生的區(qū)塊同時還會儲存上一個區(qū)塊的散列值。區(qū)塊鏈能夠通過運(yùn)用數(shù)據(jù)加密、時間戳、分布式共識和經(jīng)濟(jì)激勵等手段 ， 在節(jié)點(diǎn)無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)存儲不安全等問題提供了解決方案。

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租賃、基于虛擬貨幣激勵機(jī)制的電動汽車自動響應(yīng)、基于區(qū)塊鏈的電池電芯生命周期數(shù)據(jù)的儲存和認(rèn)證等。

區(qū)塊鏈技術(shù)智能合約實(shí)現(xiàn)無人化智能 ， 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特征，預(yù)先寫入的代碼可以在無人干預(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提供了智能化的規(guī)則，并且可以在無人參與的情況下，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)的通過構(gòu)建專網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方式成本過高 ， 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)庫是中心化的，一旦中心數(shù)據(jù)庫遭到入侵，則數(shù)據(jù)可被讀取和篡改，信息安全就無法得到保障。區(qū)塊鏈的高冗余存儲、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)塊鏈開放透明性應(yīng)用

區(qū)塊鏈還可以通過提供一個安全的對于所有權(quán)的存儲，來記錄所有權(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)，在能源證書領(lǐng)域開創(chuàng)了巨大的機(jī)會。最重要的兩個應(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。每個證書的所有權(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)于一個可獨(dú)立輸出熱、電等能源的多功能小電站。開展分布式發(fā)電市場交易需要遵循信息對等、共享、透明，交易分散等基本原則。而區(qū)塊鏈技術(shù)本身是一個特殊的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫邆淙ブ行幕⒖梢苑稚⒌忍攸c(diǎn)，在分布式發(fā)電市場交易上將非常有效。