區塊鏈成為近兩年熱點話題，因其通過分布式數據存儲、點對點（P2P）傳輸、共識機制、加密算法等技術的集成，可有效解決傳統交易模式下數據在系統內流轉過程中的造假行為，從而構建可信交易環境，打造可信社會。區塊鏈技術在金融、IOT、數據、電信等領域具有廣泛的應用前景。在能源領域，雖然目前區塊鏈技術應用案例較少且規模較小，并且實際運營經驗不足，但是區塊鏈在未來能源領域具有廣泛的應用潛力，正成為當今能源領域的一個重要應用方向。總結國內外能源領域區塊鏈技術的應用情況，將對我國能源領域應用區塊鏈技術、使區塊鏈技術成為能源轉型和模式進化的催化劑，具有重要的借鑒意義和參考價值。本文首先概述區塊鏈的定義和特點，總結國內外區塊鏈技術總體發展情況，分析區塊鏈在能源領域的發展現狀；其次重點介紹區塊鏈技術在能源領域的應用，對典型案例進行深入解剖和分析；最后探討能源區塊鏈發展中存在的問題和面臨的挑戰，供參考。
一、區塊鏈技術概述
“區塊鏈”（Blockchain）技術起源于“比特幣”。2008年一個筆名為中本聰的作者發表了一篇名為《比特幣——一種點對點的電子現金系統》的文章，闡述了一種基于P2P網絡技術、通過加蓋時間戳、參與各方一同記賬、一同公證、每十分鐘確認一次交易的分布式記賬系統，標志著比特幣的誕生。隨后，該理念很快步入實踐。然而，目前尚未形成關于區塊鏈的統一定義。如今比較通行的定義為：區塊鏈是分布式數據存儲、P2P傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。區塊鏈技術是比特幣的底層核心技術，其本質是一個去中心化的數據庫，任何一筆交易都會通過數據庫發給全網的其他每個節點。與傳統數據庫技術相比，區塊鏈技術具有去中心化、數據不可篡改、集體維護、信息公開透明、智能合約、可追溯性、開放性、無需信任系統等特點。作為一類新興的分布式數據存儲技術，區塊鏈在金融、政務、能源、醫療、知識產權、司法、網絡安全等行業領域的應用逐步展開，正成為驅動各行業技術創新和產業變革的重要力量。根據Lux Research發布的《2019年的19項關鍵技術》報告，區塊鏈被視為即將改變世界經濟、在未來10年改變人們生活方式的19項關鍵技術之一。
二、國內外區塊鏈技術發展總體情況
（一）國內外區塊鏈整體發展情況
區塊鏈技術作為“比特幣”的底層技術，自2009年以來，隨“比特幣”在全球范圍內興起，逐步走進人們的視野。iiMedia Research發布的數據顯示，自2009年至2019年8月，全球區塊鏈產業累計投融資規模為103.69億美元。全球各國推動的區塊鏈項目數量達154項，主要應用于金融業、政府檔案、數字資產管理、投票等領域，其中政府項目數量較多的前三個國家分別是荷蘭、韓國和美國。
目前，世界各國政府、產業界和學術界都高度關注區塊鏈的應用發展，相關的技術創新和模式創新不斷涌現，已經有越來越多的國家和地區將區塊鏈作為戰略發展方向。其中，歐盟相對較為積極，于2018年2月成立歐洲區塊鏈觀察論壇，該論壇主要職責包括：政策確定、產學研聯動、跨國境BaaS（Blockchain as a Service）服務構建、標準開源制定等，并且通過Horizon 2020創新項目投入500萬歐元作為區塊鏈研發基金，預計2018～2020年的3年間區塊鏈方面投資將達到3.4億歐元
澳大利亞聯邦政府已在區塊鏈技術上進行了大量投資，包括在2018～2019財年向數字創新機構投資70萬美元，用于研究在政府支付方面使用區塊鏈的益處。2019年3月，澳大利亞宣布了一項國家區塊鏈路線圖戰略，該戰略側重于各種政策領域，包括監管、技術和能力建設，以及創新、投資、國際競爭力和合作。澳大利亞政府認為，諸如國家區塊鏈路線圖之類的政策可以幫助該國成為新興區塊鏈行業的全球領導者。
英國政府在現階段的區塊鏈創新競賽中處于突出的領先地位，其諸多創新舉措為其他國家區塊鏈領域的政策制定與研究提供了重要參考。2016年1月，英國政府發布《分布式賬本技術：超越區塊鏈》白皮書，第一次立足國家層面對區塊鏈技術的發展進行全面分析并給出研究建議。英國金融行為監管局（FCA）早在2015年11月就發布了《監管沙盒》指引文件，首次提出監管沙盒的核心意義與具體實施要求，為區塊鏈等金融科技企業在監管政策不確定的情況下提供了一個安全創新的環境。FCA至今已完成共三批測試招募，正式進入測試環境的企業中區塊鏈方向的超過半數。德國、巴西等國也在嘗試利用沙盒探索區塊鏈行業監管和應用。
在美國，由于各州政策不一，雖然區塊鏈在美國初創企業中仍是熱潮，但產業政策推動一直較慢。
日本政府在區塊鏈技術的研究和控制方面持更加積極且審慎的態度。日本正在國家層面積極制定法律，并進一步規范大型金融、物流和商業部門，以實現區塊鏈技術和數字貨幣的早日應用。
區塊鏈技術日益受到我國政府的重視，政府陸續出臺許多政策推進區塊鏈技術的發展及應用，但整體看，國內區塊鏈的應用探索尚處于早期研究階段。國務院印發《“十三五”國家信息化規劃》，區塊鏈與大數據、人工智能、機器深度學習等新技術，成為國家布局重點。中國人民銀行印發《中國金融業信息技術“十三五”發展規劃》，明確提出積極推進區塊鏈、人工智能等新技術應用研究，并組織進行國家數字貨幣的試點。2016年10月，工信部發布《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》，這是我國政府首個落地的區塊鏈官方指導文件。
在區塊鏈技術寫入“十三五”規劃之后，我國各地政府積極推動區塊鏈產業發展，紛紛成立區塊鏈實驗地、研究院。目前，深圳、杭州、廣州、貴陽等地都在積極建立區塊鏈發展專區，給予特別扶持政策。其中，廣州在2017年12月正式發布廣州區塊鏈10條策略，在黃浦區和開發區打造區塊鏈企業技術創新區。深圳在2018年3月由深圳市經濟貿易和信息化委員會發布《市經貿信息委關于組織實施深圳市戰略性新興產業新一代信息技術信息安全轉型2018年第二批扶持計劃的通知》，區塊鏈在扶持方向之列，這是繼廣州、貴陽、青島、杭州之后，國內第5個地方政府出臺關于區塊鏈的扶持政策。
（二）國內外能源區塊鏈發展情況
區塊鏈技術作為一種新的分布式數據庫技術，其去中心化、公開、透明的特點讓每個個體均可參與數據庫記錄。雖然區塊鏈在能源領域的應用案例較少且規模較小，并且實際運營經驗不足，但是區塊鏈在未來能源領域具有廣泛的應用潛力，正成為當今能源領域的一個重要應用方向。
1. 全球能源區塊鏈仍處于探索起步階段
近年來，能源區塊鏈技術應用已出現眾多案例，國內外多家能源企業展開探索，主要應用于分布式能源交易、綠證資產數字化、供應鏈金融、碳市場交易、電動汽車充電及結算等場景，降低了交易成本，提高了效率。西班牙可再生能源巨頭伊維爾德羅拉（Iberdrola）正在利用區塊鏈技術追蹤可再生能源，目前已啟動試點且取得成功。西班牙能源巨頭雷普索爾（Repsol）宣布，已成功完成一項區塊鏈試點，可以改進石化產品的認證過程，提高產品的安全認證質量，此舉每年可節省高達40萬歐元的成本。值得一提的是，美國能源部2019年1月初也宣布，將為包括區塊鏈在內的大學技術研究提供480萬美元的資金。
區塊鏈在能源領域的技術優勢在于，以通證為基礎的流通和激勵機制實現分布式能源P2P交易過程。2016年4月，在美國紐約布魯克林微網項目中，屋頂光伏發電供應者與電力用戶基于以太坊區塊鏈智能合約，實現P2P直接交易，被認為是開啟了區塊鏈技術在能源領域應用的先河。
雖然全球各地相繼出現了多個示范項目，但能源區塊鏈應用仍處于小范圍試點階段，且以實驗性質居多，技術、經濟與政策的限制使得短時間內區塊鏈技術無法對能源行業產生實質影響。美國、德國、荷蘭、澳大利亞、新西蘭、南非都有早期區塊鏈能源公司，基于以太坊智能合約開發電力交易平臺，用智能儀表采集數據，P2P的發電、用電、交易技術趨于成熟。
相比國外能源區塊鏈投資與應用的活躍程度，我國能源區塊鏈發展基本上還是剛剛起步的狀態。2016年之前，“能源互聯網的規劃、運行與交易基礎理論”已經被相關文件界定為“智能電網基礎支撐技術”項目下的基礎研究類題目，該項目的實施周期為5年（2016～2020）。2016年首個區塊鏈能源實驗室成立，并推出能源區塊鏈主鏈Demo，這些都體現出我國探索者在該領域的努力。
2. 區塊鏈技術助力全球能源轉型
2019年2月，國際可再生能源署（IRENA）發布的題為《可再生能源未來的創新》報告指出，為了加速電力行業的低成本可再生能源發電，各國需要創新的技術工具，使其能夠從可再生能源規模擴大中受益。報告中提到的創新包括時間使用稅、聚合器和區塊鏈等支持技術。該報告指出，有189家公司正在使用能源區塊鏈，71個項目使用能源區塊鏈，其中約50%的項目建立在以太坊區塊鏈上。IRENA報告稱，總體來看，截至2018年9月，電力行業的區塊鏈投資額已經達到4.66億美元。
在數字化浪潮下，綠色能源資產數字化轉型必將形成多方生態智聯、產業鏈價值自由流通、多場景智能化綠色應用的生態網絡。能源企業的傳統業務模式和盈利模式不再適應數字化、低碳化的新經濟格局需求，以能源用戶為主導的能源變革對企業既有系統提出新的挑戰。能源行業正面臨傳統一次能源向基于光風電等二次能源的轉型期，數字化被視作實現傳統能源行業轉型升級并重新煥發生機的重要驅動力，而區塊鏈基于其去中心化、智能合約等技術特征正在被應用至能源價值鏈的多個環節。
以電力為例，通過區塊鏈技術，我們可以安全便捷地將分布式能源資源納入電網平衡過程。利用大量的分布式資源可以創建“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。其結果是大幅提升電網利用率，并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。
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