曹寅:区块链+售电的真需求、真问题和真挑战
http://www.31byq.com 2018-01-30 10:52:00 《风能》杂志2017年第12期

  区块链技术虽好,但目前仍然处于非常早期的发展状态,技术并不成熟。值得注意的是,当前,业界对区块链技术在能源领域的应用存在盲目乐观的倾向。这种现象,我们在以前的“能源+大数据”“能源+云计算”“能源+物联网”,以及现在的另一块火热处女地——“能源+人工智能”,都能看到。因此,有必要对“区块链+售电”应用的可行性和局限性进行更深入探讨。

  现在,有必要厘清区块链售电到底能够解决什么问题,不能够解决什么问题,以及目前面临哪些挑战。基于对国外各种区块链售电应用的考察,以及笔者所在的能源区块链实验室在自身开发相关应用过程中总结出的经验,笔者认为,区块链售电可以解决如下问题。

  分布式售电的去中心结算问题区块链的本质是一个通过多种共识机制达成的实时同步去中心化账本,所有参与者基于共识,在这个账本上完成各种记录的添加,并通过加密机制以及链式的数据结构确保数据的不可篡改性以及全网唯一性。因此,通过它,可以实现不借助中心化清结算机构的点对点直接交易。这可以解决目前分布式发电在就近销售的支付及清结算方面所面对的挑战,尤其适用于隔墙售电应用场景。在基于区块链的售电场景中,不再需要依托售电公司完成电力生产和消费的清结算工作,以前由第三方售电公司所构建的供需之间的中介信任,转而由区块链分布式账本来实现,自然可以降低交易的信任成本。

  电力来源的虚拟追溯

  电力作为一种商品,既具有所有商品的共性特征——供需决定价格,但也具有非常强的特殊性——难以储存、非实质存在。大电网的拓扑结构则使得电力逐级升压上网并且经过不同层级降压配送之后,消费者根本不可能分辨电力商品的实际来源。然而,目前有相当一部分消费者关心电力的来源及具体的成本结构。借助区块链技术,可以通过绿色电力证书或者碳证等电源属性证书实现电力生产、消费、配送的虚拟溯源,满足了这一部分消费者的需求,并且也有助于国家进行更细致的新能源生产消纳统计和考核。

  需求侧相应的贡献审计

  需求侧响应作为一种商业模式,具有重大行业意义,但是其经济意义现在还比较小。不仅在中国,即使在发达国家和地区,比如美国和欧洲,需求侧响应和节能负荷市场经过数十年的推广和建设,仍然处于不温不火的状态,几乎全靠项目推动,而非市场。主要原因在于需求侧响应当下仍难以实现需求侧之间的直接负荷交易,并且即使可以交易,也难以公正合理地对响应贡献进行审计和考核,根本不可能实现任何有市场意义的动态价格机制。只能由第三方管理机构在事后根据有关数据进行粗略匡算,厘清响应的成本和效益,再进行费用的转移支付和增量福利的分配。

  而区块链的去中心化分布式账本可以实现所有响应参与者和负荷需求者之间的直接交易发布和资费的清结算,并且事后无法篡改,避免了审计过程中出现扯皮现象。区块链的共识机制,尤其是基于工作量的POW机制,甚至可以被改造成基于需求侧响应量的POW共识机制,用于服务需求侧响应的主链设计。

  在当前的情况下,相较于分析区块链能够解决的问题,探讨“区块链+售电”会存在哪些问题显得更有意义。

  不解决用户核心诉求的伪需求

  区块链技术的去中心化,目前只能解决交易的去中心化、信任的去中心化。但是,专业能力的中心化仍然需要由专业的服务机构提供。相对于其他商品,电力的特殊性质很大一部分就在于其专业性,售电公司除了提供买卖撮合的供需中介服务以外,还要为用户提供电能质量管理、电能安全服务,甚至有很多售电公司还提供设备运维保养服务,以及专业的节能减排和效率优化方案。这些专业性服务都是无法通过区块链去中心化的。此外,在当前电力供需偏向买方市场的情况下,售电公司本就处于弱势,在售电价格上已经尽可能向用户让利,都希望通过专业增值服务获得合理利润。区块链能够省去的中介成本原来就没有多少,而对于非中介成本,区块链又无能为力。

  此外,从用户角度来说,绝大部分用户现在并不关心电力来源。并且区块链的点对点直接售电无法保证长期稳定的供电,用户仍然要购买大部分市电。因此,区块链主要解决的并不是售电侧的购买问题,而是发电侧的消纳问题。这就同市电供应商产生了直接竞争,但是区块链售电又无法提供市电的高质量、低价格、高确定性的服务,颇为鸡肋。

  市场失衡带来系统性风险

  作为特殊商品,电力不同于数据交易和金融交易,必须满足电力网络的物理约束条件,而区块链售电在机制设计的时候强调去中心化,强调用户间的自协调和自撮合,但是分布式发用电存在波峰波谷较大、不确定性较大、用户习惯趋同性、交易非理性、市场力过于集中等问题。因此,非常容易造成区块链上的点对点电力交易需求出现暴增或者暴减的问题。

  同时,如果没有精妙设计的电力价格行程机制作为支撑,没有较高的安全装机容量作为冗余备用,分布式点对点市场的报价和交易行为很有可能在宏观上的表现是混沌的。在这样一个去中心化、自协调的市场内,供需的不平衡具有很强反身性。

  在区块链上基于用户自己撮合的价格信号不仅无法起到调节供需的作用,甚至会造成很强的负反馈,强化供需的失衡,最终在系统内造成系统性风险,结果可能会在一片小区域内引发电力危机,类似于2001年的加州电力危机。如果处理不当,甚至可能会造成区域性影响。

  大尺度的跨时间和跨地区供需平衡问题

  从中国的特殊性来说,我国的电力供需在未来很长一段时间内的主要矛盾仍然是资源地和消纳地的地理不匹配,可再生能源经济成本同我国能源消费经济承受力的不匹配。因此,为了消解这些失衡,多层级的强中心化的规划、调度、控制、管理机构仍然必不可少。这套中心化的机制,恰恰与基于区块链的电力去中心化、自协调交易网络是不兼容的。

  除了以上这些“区块链+售电”可能会带来的问题外,还有一些根本性的挑战有待“区块链+售电”设计者解决。

  信息安全问题

  区块链的去中心化分布式数据架构,以及加密和共识机制,是对数据库结构的一次革命。因此,目前信息安全学界和业界并没有深入探讨如何设计适应区块链架构的信息安全体系和战略。对于信息安全界来说,区块链带来的信息安全挑战就好像突然从三次元进入四次元,需要完全不同于以往的新范式。并且考虑到在能源网络中存在大量的物联网设备,应对“区块链+物联网”的信息安全挑战更是难上加难。

  从另一个角度来说,信息安全产业的进步一向是基于实践的挑战。目前,全球都没有投入商用的区块链应用,更何况是“区块链+售电”。因此,第一批“区块链+售电”应用必然会成为先驱,为后来“区块链+售电”应用的完善提供大量信息安全实践案例和教训。

  商业模式挑战

  去中心化,并实现点对点自组织之后,企业靠什么盈利?这是一片笼罩在每一个区块链企业头上驱之不散的乌云。

  目前,全球绝大部分的区块链项目都是靠发行代币融资,并通过代币的增值来盈利。但是,代币同大部分国家的货币管理政策和金融管理政策并不兼容。尤其是在中国,已经明确禁止代币交易所,以及各种基于代币流通的商业模式。因此,企业如果希望通过基于区块链的去中心化售电盈利,应该考虑清楚,羊毛出在谁身上。

  效率及共识问题

  效率和共识之间的非此即彼矛盾,一向是区块链系统面对的重大挑战。在能源行业,效率和共识同样重要。因此,如何在不同场景内进行适当取舍,以及未来如何能够根据具体情况的发展而进化,对于“区块链+售电”来说,是一个艰巨挑战。更何况,目前没有任何一个主链平台是可以立即实现商用的,甚至在一两年内都不太可能做到这一点。因此,“区块链+售电”应用的技术选型的不确定性非常大。

  笔者研究了国外几乎所有的“区块链+售电”项目,并实地考察了很多项目,也与开发者进行过交流,包括美国的LO3 Energy、Energy Web Foundation,德国的Slock.it电动汽车区块链售电,荷兰的Vattenfall电动汽车售电,澳大利亚的powerledger,立陶宛的wepower,日本的丸红售电,芬兰的Fortum需求侧响应项目等,没有一个项目能够投入商用。有些“明星”项目甚至已经中止,还有一些项目仍然在开发中,至于何时能够投运,开发团队也不知道。因此,对于中国企业来说,有必要深度研究,谨慎决策,避免陷入为区块链而区块链的死胡同。

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