如果問，最近一年來，全球最火的IT技術是什么？區(qū)塊鏈技術無疑是其中之一，筆者作為創(chuàng)始合伙人的能源區(qū)塊鏈實驗室作為全球目前唯一的專注于區(qū)塊鏈能源應用的實驗室，以及HyperledgerProject和LinuxFoundation目前唯一的能源行業(yè)成員，今年年初分別派員前往硅谷、紐約、倫敦調(diào)研最新Cleantech(清潔技術)和Fintech（金融技術）趨勢，發(fā)現(xiàn)這三地的企業(yè)和人才不約而同都對區(qū)塊鏈技術心馳神往。區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一種數(shù)據(jù)庫技術，一個數(shù)據(jù)庫在多個節(jié)點保存數(shù)據(jù)庫副本，與交易相關，劃分為區(qū)塊，每個區(qū)塊包含交易詳細信息，如賣方、買方、價格、合約條款以及其它相關詳細信息，通過將共有交易詳情及雙方或多方獨有簽名合并加密獲得全網(wǎng)驗證。如果所有節(jié)點對應的加密記錄一致，則交易有效。并加入歷史交易鏈（在區(qū)塊通過驗證的前提下）。如果區(qū)塊無效，節(jié)點的“一致意見”將更改違規(guī)節(jié)點的信息。
一、區(qū)塊鏈為什么火
區(qū)塊鏈在應對一系列獨特挑戰(zhàn)方面最為有效。數(shù)據(jù)庫過去被用作數(shù)據(jù)存儲中心以支持交易處理及計算，但出于各種技術和安全考慮，數(shù)據(jù)庫信息很少在組織間分享。區(qū)塊鏈是各方間交易的共享分布式數(shù)據(jù)庫，旨在提升透明度、安全性和效率。區(qū)塊鏈潛力的核心在于分布式數(shù)據(jù)庫的獨有屬性及其將在多大程度上改善透明度、安全性和效率。從歷史來看，組織機構(gòu)將數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)存儲中心以支持交易處理及計算，數(shù)據(jù)庫由負責管理入口及更新的所有者控制，因而限制了透明度、擴展性及外部用戶保證記錄真實準確的能力。在過去，分布式數(shù)據(jù)庫因技術所限從實際操作來看并不可行。但目前，軟件、通訊和加密技術的進步使分布式數(shù)據(jù)庫應用于組織機構(gòu)成為可能。區(qū)塊鏈在最單純的形式下，在比特幣中用于創(chuàng)建及追蹤加密貨幣，是一個共享的數(shù)字化交易賬本，由全網(wǎng)參與者在公開可見的防篡改數(shù)據(jù)鏈上記錄及驗證。區(qū)塊鏈的私有鏈版本增加了決定誰可加入數(shù)據(jù)鏈的選擇權(quán)，預計大多數(shù)商業(yè)應用將采用某種形式的私有鏈版本。根據(jù)高盛的區(qū)塊鏈研究，區(qū)塊鏈主要有以下三大優(yōu)勢。
1、安全
區(qū)塊鏈通過加密驗證交易各方身份來確認交易，從而確保在未獲得相關方許可的情況下，“虛假”交易不能加入?yún)^(qū)塊鏈。在每一筆交易加入?yún)^(qū)塊鏈時，都將運行基于交易數(shù)據(jù)、交易各方身份以及歷史交易結(jié)果的復雜的“hash”算法。區(qū)塊鏈當前狀態(tài)基于歷史交易可確保惡意攻擊者無法更改歷史交易記錄。原因是如果交易記錄作出更改，那么將影響hash當前值，且與賬本其它副本不匹配。
2、透明
從本質(zhì)來看，區(qū)塊鏈是通過多個節(jié)點——比如多個頻繁交易的對手方——保存及同步的分布式數(shù)據(jù)庫。此外，各方交易數(shù)據(jù)須保持一致以便納入?yún)^(qū)塊鏈。這意味著在數(shù)據(jù)庫設計上允許多方讀取相同數(shù)據(jù)（部分情況下為組織內(nèi)部本地讀取）——因此，與依賴于防火墻內(nèi)不向組織外部開放、由多個“密封式”數(shù)據(jù)庫組成的常規(guī)系統(tǒng)相比，透明度顯著提升。
3、高效
從概念上看，保存多個數(shù)據(jù)庫副本的區(qū)塊鏈似乎不會比單一集中式數(shù)據(jù)庫效率更高。但在大多數(shù)現(xiàn)實應用中，存在多個當事方保存包含同一交易信息的重復數(shù)據(jù)庫的情況。在許多時候，同一交易的相關數(shù)據(jù)可能不一致——因此各組織之間需進行費時費力的賬目核對。而采用區(qū)塊鏈這樣的分布式數(shù)據(jù)庫可顯著減少人工對賬，從而節(jié)約大量成本。此外，部分情況下，區(qū)塊鏈可幫助組織建立起共同或互通的業(yè)務功能，從而免去多個組織間重復相同任務的麻煩。
二、區(qū)塊鏈如何拯救能源互聯(lián)網(wǎng)
雖然區(qū)塊鏈火遍全球，但是，目前對區(qū)塊鏈潛在應用的討論大多停留在抽象層面，關注焦點在于這一分布式賬本在市場去中心化及削弱現(xiàn)有中介控制方面所發(fā)揮的作用。但區(qū)塊鏈帶來的影響比這一簡單陳述更加細致入微、涉及廣泛。區(qū)塊鏈的作用不僅僅是去中介化。區(qū)塊鏈可能顛覆市場及現(xiàn)有價值鏈，區(qū)塊鏈還可能通過釋放此前尚未開發(fā)的供應創(chuàng)造出新的市場。正處于歷史大變局的能源產(chǎn)業(yè)，很可能是未來區(qū)塊鏈技術誕生奇跡的地方。能源產(chǎn)業(yè)目前正經(jīng)歷自下而上的生產(chǎn)力革命，能源產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)力和生產(chǎn)關系正在發(fā)生根本性的變化，能源產(chǎn)業(yè)的商業(yè)模式也將隨之改變。未來的能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向必然是能源清潔化，生產(chǎn)分布化，產(chǎn)銷融合化，交通電氣化，能源金融化，能源產(chǎn)業(yè)的價值鏈不同環(huán)節(jié)都將發(fā)生顯著變化，在電源側(cè)，隨著大量可再生能源裝機，電源的隨機性波動將對系統(tǒng)造成重大挑戰(zhàn)，在負荷側(cè)，由于電力消費結(jié)構(gòu)的變化，以及電動汽車的快速發(fā)展，負荷側(cè)的隨機性和剛性將不斷加劇。在電網(wǎng)側(cè)，隨著電源和負荷的變化，以及電力體制改革的加速，電網(wǎng)在拓撲結(jié)構(gòu)和產(chǎn)權(quán)主體兩方面，都將日益復雜。面對眾多挑戰(zhàn)，能源行業(yè)提出了能源互聯(lián)網(wǎng)作為應對挑戰(zhàn)的系統(tǒng)解決方案，能源互聯(lián)網(wǎng)以電力系統(tǒng)為核心和紐帶，構(gòu)建的多類型能源互聯(lián)網(wǎng)絡，利用互聯(lián)網(wǎng)思維和技術改造能源產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)橫向多源互補，縱向源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)調(diào)、能源與信息高度融合的新型能源利用體系，其目的就是為了應對未來高比例可再生能源裝機帶來的能源生產(chǎn)隨機性，和電力消費結(jié)構(gòu)變化導致的能源消費剛性，以及兩者之前因為不能匹配而導致的系統(tǒng)問題。
目前，國內(nèi)能源學術界展望和總結(jié)的經(jīng)典的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)特征主要有如下五點：
精確計量：能源信息化的基礎，實現(xiàn)能源系統(tǒng)運行狀態(tài)的廣泛數(shù)字化感知。
泛在交互：能源信息無阻流動，傳感器/設備與決策主體交互，主體間交互，人機交互。
自律控制：本地動態(tài)響應，提高系統(tǒng)運行效率和可靠性，面向分布式能源技術，利用本地信息實現(xiàn)快速控制。
優(yōu)化決策：更精細的能源生產(chǎn)、傳輸和消費決策，各個參與主體在給定的邊界條件下最優(yōu)化自身的行為。
廣域協(xié)調(diào)：全能源系統(tǒng)的參與者行為相互協(xié)調(diào)，有效的機制/合理的信號，激勵系統(tǒng)參與者協(xié)調(diào)行為。
不過，理想很美好，現(xiàn)實卻并不豐滿，能源作為基礎性產(chǎn)業(yè)，能源互聯(lián)網(wǎng)作為能源產(chǎn)業(yè)的新形態(tài)，技術特征僅僅是能源互聯(lián)網(wǎng)的一個重要側(cè)面，更應該考慮能源互聯(lián)網(wǎng)是否可以在實際商業(yè)環(huán)境中落地，尤其是在中國這樣的法制并不健全的轉(zhuǎn)型經(jīng)濟體中落地。目前看來，很難。就以以上五個能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)特征來說，在能源互聯(lián)網(wǎng)落地時將會一一出現(xiàn)問題。
精確計量：精確計量可以做到，但如何保證不同參與主體對于計量數(shù)據(jù)的共識信任？
泛在交互：在信任薄弱的前提下，如何實現(xiàn)不同法人主體的設備和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)調(diào)用？以及互操作？
自律控制：在自動化系統(tǒng)中，誰對外部數(shù)據(jù)和指令簽發(fā)信任？如果采信外部數(shù)據(jù)，執(zhí)行指令之后發(fā)生事故，造成損失，誰來承擔責任？顯然，設備不可能坐牢，承擔民事和刑事責任的永遠只能是碳基的人。
優(yōu)化決策：誰是決策主體？如果還是以目前中心化的信息采集-分析判斷-指令傳達的流程進行決策，那如何杜絕中心主體從自身利益出發(fā)，濫用決策權(quán)限，損害其他主體利益？畢竟這樣的事情一直在發(fā)生。如果采用分布式?jīng)Q策，大量能源互聯(lián)網(wǎng)設備之間直接點對點交互，需要多次復雜迭代，取得共識的效率極低，甚至還可能會導致死循環(huán)無共識。
廣域協(xié)調(diào)：協(xié)調(diào)的前提是取得相關主體之間的共識，在信任脆弱、主體間關系錯綜復雜的條件下，如何低成本高效率的取得共識？更何況是在不同價值域之間取得共識，協(xié)調(diào)利益。
由此可見，能源互聯(lián)網(wǎng)在中國落地真正瓶頸并不是在于技術的落后，事實上，中國能源系統(tǒng)的信息化水平和產(chǎn)業(yè)技術實力接近甚至超過部分發(fā)達國家，相對于傳統(tǒng)能源系統(tǒng)，能源互聯(lián)網(wǎng)的特點就是決策分布性，參與社會性，生產(chǎn)消費融合性，系統(tǒng)開放性和市場性，這些特征決定了能源互聯(lián)網(wǎng)在中國落地真正的瓶頸在于信任體系的不成熟，分布式?jīng)Q策體系的缺位。
信任體系不成熟：
目前的能源互聯(lián)網(wǎng)設計中，設計者和架構(gòu)者習慣性的將能源生產(chǎn)者和消費者定義為理性人，生產(chǎn)和消費之間的互動，以及生產(chǎn)者之間的競爭也是基于理性交互和博弈原則。但是，事實上，我們在現(xiàn)實能源產(chǎn)業(yè)商業(yè)環(huán)境中可以發(fā)現(xiàn)，完全理性的主體幾乎不存在，更何況，價值鏈參與主體的企業(yè)利益也不一定和決策者或者執(zhí)行者的個人利益完全一致，也許是互相沖突的，理性人的決策很可能不是為了公司利益服務，而是為了個人利益。而且，雖然已經(jīng)有較大進步，但目前中國的法制水平仍然較低，信任的構(gòu)建過程和傳遞鏈條缺少外部體制保障，而市場化的成熟征信體系又沒有建立，在這樣的大背景之下，能源價值鏈環(huán)節(jié)上的參與主體間博弈的理性選擇必然是傾向于自我保護，傾向于互相不信任。以售電為例，購電付費本來是天經(jīng)地義的事，但即使在電改前，企業(yè)電費的催繳仍然是件麻煩事，如果不是電力公司對于欠費用戶有著斷電強制手段，恐怕電費滯納或者拒繳將是普遍性現(xiàn)象，電改之后，大量非電網(wǎng)主體的售電公司必將面臨電費催繳的巨大挑戰(zhàn)，由此可見目前在電力生產(chǎn)、電力消費、電力服務、電力投資、地方政府、土地所有者之間的信任鏈條有多么脆弱。
分布式?jīng)Q策體系的缺位：
除了信任以外，能源互聯(lián)網(wǎng)落地還將面臨的另一個瓶頸則更為系統(tǒng)性，那就是能源產(chǎn)業(yè)范式革命帶來的決策分布化挑戰(zhàn)。目前的能源產(chǎn)業(yè)的典型特征就是集中式生產(chǎn)，被動式消費，能源行業(yè)的決策力量集中于供給端的少數(shù)企業(yè)，包括電網(wǎng)企業(yè)、大型發(fā)電企業(yè)在內(nèi)。而消費者只能根據(jù)物價部門制定的目錄電價被動的從電網(wǎng)所有的供電公司那里購買電力，沒有任何的選擇權(quán)，更不用說影響力了，僅有的少數(shù)分布式電源企業(yè)也僅僅只是能源系統(tǒng)的微不足道的補充，在系統(tǒng)內(nèi)的決策影響力甚至比消費者還低。但是，事情正在發(fā)生變化，在能源互聯(lián)網(wǎng)和電力體制改革的雙重大背景下，以及電力行業(yè)供給過剩的市場環(huán)境下，消費者的影響力將從三個方面得到體現(xiàn)，首先，能源產(chǎn)能供過于求，從賣方市場自然變成買方市場；其次，未來在能源互聯(lián)網(wǎng)中，分布式發(fā)電、儲能、電動汽車、需求側(cè)響應的普及將促使能源價值鏈末端的產(chǎn)銷融合，大量消費者將進化為兼具生產(chǎn)者和消費者身份的Prosumer，可以在消費側(cè)形成閉環(huán)的能源生產(chǎn)消費小循環(huán)生態(tài)圈；最后，在深化電力體制改革的大背景下，消費者不僅可以用腳投票選擇售電企業(yè)，甚至還可以主動參與電力金融市場，買賣各類電力金融基礎合約及其衍生品，為電力市場提供流動性，通過價格發(fā)現(xiàn)機制促進甚至主導各類生產(chǎn)要素在供給側(cè)和需求側(cè)的有效分配。在這三大影響力因素的驅(qū)動下，能源行業(yè)價值鏈的決策中樞將從供給側(cè)向需求側(cè)迅速移動，從而導致決策力在需求側(cè)的分布化，而造成的結(jié)果就是，在能源互聯(lián)網(wǎng)時代，能源網(wǎng)絡內(nèi)各參與主體對事件取得共識并采取動作的過程將變得非常復雜，需要多次迭代，并且容易因為某些惡意節(jié)點的不配合，甚至直接攻擊，而導致永遠無法取得共識，甚至發(fā)生誤動作，造成嚴重后果。
鑒于以上所介紹的信任體系的不成熟，分布式?jīng)Q策體系的缺位，這兩大挑戰(zhàn)注定了能源互聯(lián)網(wǎng)作為全新的能源形態(tài)，不可能建立在既有生產(chǎn)關系之上，就好像工業(yè)革命無法在封建制度下落地，必須構(gòu)建適應生產(chǎn)力發(fā)展程度的新的生產(chǎn)關系，而這種生產(chǎn)關系應該具體包括信任體系的構(gòu)建、交易機制的安排、共識及決策機制的建設等制度創(chuàng)新安排。
有人說過，上帝提出問題的同時也給出了答案，只是需要慧眼發(fā)現(xiàn)。區(qū)塊鏈，作為一種從比特幣中抽象出來的技術集，同能源行業(yè)隔著十萬八千里，但恰恰就是構(gòu)建適應未來能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)的生產(chǎn)關系的重要工具。針對性的來看，區(qū)塊鏈同其他信息技術的結(jié)合，并采用合理的制度安排，可以將能源互聯(lián)網(wǎng)概念在設計時所提出的五大系統(tǒng)特征升華到更高層次。
從精確計量升華到保護隱私，可信計量：數(shù)據(jù)布置在區(qū)塊鏈上，確保不可篡改，公私鑰結(jié)合的非對稱加密保護隱私。
從泛在交互升華到強制信任，泛在交互：以可信計量為基礎，通過區(qū)塊鏈構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)交互主體之間的低成本的信任傳遞鏈條，實現(xiàn)基于信任的能源互聯(lián)網(wǎng)主體間互操作性。
從自律控制升華到虛實一體，智能自律控制：通過鏈上代碼，實現(xiàn)以智能合約為表現(xiàn)形式的邏輯功能，并結(jié)合區(qū)塊鏈技術+大數(shù)據(jù)技術+人工智能技術，設計可信任的預言機機制對外部數(shù)據(jù)簽發(fā)信任，然后輸入智能合約，執(zhí)行邏輯過程，產(chǎn)生可信任的本地指令，在本地完成應對隨機外部環(huán)境變化的控制過程。（預言機機制又稱為oracle機制，是指通過可信任的實體簽署關于外部世界狀態(tài)的信息，以及對外部輸入的指令進行信任背書，預言機允許確定的智能程序?qū)﹄S機的外部世界變化作出反應。）
從優(yōu)化決策升華到間接民主，分布決策：基于區(qū)塊鏈部署的能源互聯(lián)網(wǎng)設備間點對點交互，形成分區(qū)局部共識，再實現(xiàn)分區(qū)間共識，避免大量分布式設備之間為了產(chǎn)生直接共識而導致的復雜迭代和死循環(huán)無共識，從而可以在實現(xiàn)分布式?jīng)Q策的同時又可以兼顧效率。
從廣域協(xié)調(diào)升華到集群智能，廣域融合：以區(qū)塊鏈為工具，以低成本信任傳遞為手段，實現(xiàn)在能源互聯(lián)網(wǎng)中不同能源主體，以及不同能源系統(tǒng)之間的能量流、信息流、資金流的強耦合，進而將不同主體和不同系統(tǒng)化零為整，融合為一個能源互聯(lián)網(wǎng)超級主體，在廣域內(nèi)形成集群智能。
筆者的能源區(qū)塊鏈實驗室在自主研發(fā)能源區(qū)塊鏈應用的同時，也一直在跟蹤海外能源區(qū)塊鏈應用的現(xiàn)狀，實事求是地說，目前區(qū)塊鏈的產(chǎn)業(yè)應用的主要陣地并非在能源，而是金融領域，相對于金融行業(yè)鋪天蓋地的區(qū)塊鏈實驗和為數(shù)不少的區(qū)塊鏈金融應用，目前全球僅有寥寥數(shù)家能源企業(yè)正在研究區(qū)塊鏈技術在能源互聯(lián)網(wǎng)價值鏈上的小規(guī)模應用，最著名的就是美國的能源公司LO3Energy與區(qū)塊鏈技術企業(yè)ConsensusSystems合作設計運行的紐約微電網(wǎng)區(qū)塊鏈售電項目，這兩家公司在紐約布魯克林的一個小街區(qū)為十戶住戶建立了一個基于區(qū)塊鏈系統(tǒng)的可交互分布式光伏售電平臺TransActiveGrid。平臺上的光伏發(fā)電生產(chǎn)者和電力消費者可以基于區(qū)塊鏈，不依賴于任何電力公司，直接交易光伏電力。此外，德國的RWE公司也在實驗用區(qū)塊鏈作為支付工具處理電動汽車充電樁的小額支付。不過，這些海外能源區(qū)塊鏈項目都處于概念驗證階段，不僅效率不高，連盈利模式都沒有想清楚，還遠未進入商業(yè)應用階段，不過，這并不影響這些項目的偉大意義，其試驗結(jié)果值得國內(nèi)能源界積極關注。
區(qū)塊鏈作為一種信息技術，目前技術上并不成熟，還存在很多問題，在能源領域應用的技術、法律、商業(yè)挑戰(zhàn)數(shù)不勝數(shù)，比如，交易吞吐量低下，無法承擔高頻率的交易功能；物聯(lián)網(wǎng)技術尚不發(fā)達，能源區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)底層存在空白；預言機機制的缺乏，導致外部數(shù)據(jù)和指令的真?zhèn)渭澳康碾y以確定；區(qū)塊鏈的異步共識網(wǎng)絡從本質(zhì)上存在拜占庭容錯挑戰(zhàn)，會導致電力系統(tǒng)的信息安全隱患；倫理和法律研究和實施沒有跟上，智能合約缺乏責任主體；計算技術的快速發(fā)展，無法保證目前區(qū)塊鏈的加密算法未來的絕對安全性等等，但隨著區(qū)塊鏈技術的快速發(fā)展，以及更多能源人才和企業(yè)的加入，這些挑戰(zhàn)正在被一一回應和解決，我們可以樂觀預期，兩三年后，區(qū)塊鏈技術就可以成為能源互聯(lián)網(wǎng)某些應用的重要底層技術，得到大規(guī)模商業(yè)應用，六七年后，區(qū)塊鏈將成為顛覆性底層技術，同廣泛能源行業(yè)結(jié)合，將能源互聯(lián)網(wǎng)從目前的1.0推進到2.0，真正實現(xiàn)能源革命的四大目標。
