區塊鏈技術在能源互聯網中的應用及挑戰
比特幣系統的底層核心技術--區塊鏈，作為一種去中心化(開放式、扁平化、平等性，不具備強制性的中心控制的系統結構)數據庫技術，近年來開始
比特幣系統的底層核心技術--區塊鏈，作為一種去中心化(開放式、扁平化、平等性，不具備強制性的中心控制的系統結構)數據庫技術，近年來開始進入人們的視野。能源互聯網作為多種能源融合、信息物理融合、多元市場融合的“互聯網+”智慧能源產物，也受到學術界和工業界的廣泛關注。“互聯網+”智慧能源試圖建立“一種互聯網與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產業發展新形態”，實現“設備智能、多能協同、信息對稱、供需分散、系統扁平、交易開放”。區塊鏈技術本身就在革新傳統的互聯網格局與模式，以保障信任為核心促進交易、認證等多方面高效運行。同樣地，區塊鏈技術也將在能源互聯網時代，促進多形式能源、各參與主體的協同，促進信息與物理系統的進一步融合，實現交易的多元化和低成本化。
1區塊鏈技術
區塊鏈是由區塊有序鏈接起來形成的一種數據結構，其中區塊是指數據的集合，相關信息和記錄都包括在里面，是形成區塊鏈的基本單元。區塊鏈特殊的數據結構組織形式，使區塊鏈技術具有4個主要特點：去中心化、透明化、合約執行自動化、可追溯性。區塊鏈技術的特點與能源互聯網的理念在一定程度上具有相似性，參見表1。
表1區塊鏈技術與能源互聯網理念
2區塊鏈技術在能源互聯網中的應用維度
區塊鏈技術核心功能就是不依靠中心或者第三方機構，保障數據的真實可信，打破信任壁壘，極大降低了業務開展需要支付的信任成本，促進業務的高效開展。區塊鏈的技術特征與能源互聯網的理念吻合，使區塊鏈未來有潛力成為能源互聯網中重要的技術解決方案之一。如圖1所示，區塊鏈技術在能源互聯網中的應用可以從功能維度、對象維度和屬性維度等三個方面進行歸納和分析。
圖1區塊鏈技術在能源互聯網中的應用
在功能維度，區塊鏈去中心化數據存儲的模式與技術，使其天然地包含透明性與可追溯性，因此十分適用于對認證及交換等原先需要第三方進行組織及擔保的場合。區塊鏈在機制上能夠實現可信任與自組織，因此不需要第三方機構的存在，對“互聯網思維”下的未來能源系統中具有重要意義。具體而言，在能源及排放的計量認證、能量及其衍生產品的市場交易、多能源形式多主體的組織協同、能源融資等方面將發揮巨大作用。
在對象維度，傳統能源系統呈現源、網、荷界限清晰的結構，而未來能源互聯網中將引入大量的儲能技術，同時源、網、荷的界限逐漸模糊，在不同能源系統中的耦合性逐漸增強。源、網、荷、儲的互聯網化對傳統的運行和交易機制都產生了極大的挑戰。而區塊鏈對等以及去中心化的特質，能夠為源、網、荷、儲的互聯網化發展提供關鍵的技術支撐。
在屬性維度，區塊鏈本質上是分布式數據庫技術，數據庫中存儲的對象不僅可以是比特幣等“價值”量，還能能夠存儲其他需要進行注冊、認證、追溯、交易或共享的量，例如所有權、生產流程、控制信號、版權甚至健康檔案。能源互聯網是集成能量、信息以及價值的網絡，其中信息流和物理流深度融合、雙向流動，開放扁平的能源系統將孕育自由多元化的能源及其衍生產品市場，進而帶來復雜多元的“價值流”，區塊鏈能夠在能量、信息以及價值三個方面支撐能源互聯網的運行。
3區塊鏈技術在能源互聯網中的典型應用
區塊鏈能夠為碳排放權的認證和碳排放的計量提供一個智能化的系統平臺，如圖2所示。
圖2區塊鏈技術在碳排放權認證方面的應用
區塊鏈去中心化的本質有助于解決物理信息系統中面臨的部分安全問題，參見圖3。
圖3區塊鏈技術在信息物理系統安全中的應用
區塊鏈能夠為虛擬發電資源的交易提供成本低廉、公開透明的系統平臺，參見圖4。
圖4區塊鏈技術在虛擬發電資源交易方面的應用
區塊鏈能夠為多能源系統提供一個去中心化的系統平臺，參見圖5。
圖5區塊鏈技術在多能源系統協同方面的應用
4區塊鏈技術在能源互聯網中應用的挑戰
區塊鏈技術在能源互聯網中的應用仍然存在巨大的挑戰。這些挑戰部分來自于區塊鏈技術自身的局限性，部分來自于區塊鏈與能源互聯網結合的潛在制約因素。在能源互聯網的應用中，區塊鏈目前仍然存在一些內生性短板：
1）區塊鏈的計算能力及響應速度仍然存在瓶頸；
2）異步共識網絡的容錯挑戰；
3）智能合約的責任主體缺失問題。除區塊鏈內生性短板，能源互聯網本身的特點也使得區塊鏈技術在能源互聯網中應用面臨不同方面的挑戰：①區塊鏈技術的能源互聯網實踐經驗較少；②能源互聯網壟斷性對區塊鏈信息安全性產生威脅；③能源系統內在復雜性與物理規律帶來的挑戰；④區塊鏈法律與監管仍有待完善。
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