区块链技术在能源互联网中的应用及挑战

区块链是由区块有序链接起来形成的一种数据结构,其中区块是指数据的集合,相关信息和记录都包括在里面,是形成区块链的基本单元。区块链技术具有4个主要特点:去中心化、透明化、合约执行自动化、可追溯。能源互联网是多种能源融合、信息物理融合、多元市场融合的“互联网+”智慧能源产物。区块链技术的特点与能源互联网的理念在一定程度上具有相似性。区块链技术在能源互联网中的应用可以从功能维度、对象维度和属性维度等三个方面进行归纳和分析。

在功能维度,区块链去中心化数据存储的模式与技术,适用于对认证及交换等原先需要第三方进行组织及担保的场合。区块链在机制上能够实现可信任与自组织,因此不需要第三方机构的存在,对“互联网思维”下的未来能源系统发展具有重要意义。具体而言,在能源及排放的计量认证、能量及其衍生产品的市场交易、多能源形式多主体的组织协同、能源融资等方面将发挥巨大作用。

在对象维度,传统能源系统呈现源、网、荷界限清晰的结构,而未来能源互联网中将引入大量的储能技术,同时源、网、荷的界限逐渐模糊,在不同能源系统中的耦合性逐渐增强。源、网、荷、储的互联网化对传统的运行和交易机制都产生了极大的挑战。而区块链对等以及去中心化的特质,能够为源、网、荷、储的互联网化发展提供关键的技术支撑。

在属性维度,区块链本质上是分布式数据库技术,数据库中存储的对象不仅可以是比特币等“价值”量,还能够存储其他需要进行注册、认证、追溯、交易或共享的量,例如所有权、生产流程、控制信号、版权甚至健康档案。能源互联网是集成能量、信息以及价值的网络,其中信息流和物理流深度融合、双向流动,开放扁平的能源系统将孕育自由多元化的能源及其衍生产品市场,进而带来复杂多元的“价值流”,区块链能够在能量、信息以及价值三个方面支撑能源互联网的运行。

区块链技术在能源互联网中的应用仍然存在巨大的挑战。这些挑战部分来自于区块链技术自身的局限性,部分来自于区块链与能源互联网结合的潜在制约因素。在能源互联网的应用中,区块链目前仍存在一些短板:如区块链的计算能力及响应速度仍然存在瓶颈;异步共识网络的容错挑战;智能合约的责任主体缺失问题。除此之外,能源互联网本身的特点也使得区块链在能源互联网应用中面临其他的挑战:区块链的能源互联网实践经验较少;能源互联网垄断性对区块链信息安全性产生威胁;能源系统内在复杂性与物理规律带来的挑战;区块链法律与监管仍有待完善。