区块链与能源互联网的碰撞

区块链可能成为一种跨行业应用的突破性技术，改变社会和经济的运行方式。那么，当区块链与能源互联网碰撞后，又能激发出哪些火花？

由于全球经济发展放缓、对环境可持续发展的要求更加严格，能源企业的发展进入了一个瓶颈。一方面，能源企业的传统业务模式和盈利模式不再适应数字化、低碳化的新经济格局的需求;另一方面，以能源用户为主导的能源变革如火如荼，企业既有系统无法管理越来越复杂的交易请求，并难以满足监管方和能源用户对能源供应安全和分布式能源接入的旺盛需求，同时传统的集中式监管和第三方的介入阻碍了能源用户对高效率和低成本的追求。

区块链的特性和优势可以帮助能源企业在安全的基础上创新性地解决以上问题并促进能源价值链重塑。这些创新应用变化万千，或许站在现在看未来，有很多应用我们都难以想象和预测。我们只能从现实展望未来，从三种场景下的区块链应用，描绘能源价值创新的新机遇。

衍生场景

能源企业在能源需求下降、环保压力增加、全球经济缓慢增长的新常态下，传统业务运营模式和公司治理方式都受到前所未有的挑战。而当区块链技术与能源行业传统业务和传统治理框架相结合时，可衍生出更加丰富的应用，帮助能源企业创造新收入并降低运营成本。

公司治理

区块链内置的安全和共识基础，可以提升企业风险管控和资本管理的能力。例如降低内部信息泄露和篡改等风险，减少对外交易风险、内部管理费用和第三方介入成本，提高业务和风险的处理效率。利用智能合约构建实时的可再生能源接入体系，既能够减少可再生能源发电的波动性对主电网的影响，也可以减少人力控制成本和差错率。将区块链技术用于能源网络管理还可实现智能、自动的负载均衡、替代能源的切换、减少能源中断时间。

智能服务

区块链开放且安全的特性以及智能合约的应用可以帮助能源企业提升现有业务的智能化程度，开发更多智能化增值服务。例如能源企业可以结合智能电表、智能燃气表等IOT设备管理用户能源使用和付费。或提供更安全的电池存储管理、电动车充电等增值服务。也可以将智能合约应用到能源批发领域以降低交易风险和管理成本。

供应链管理

能源企业供应链复杂，具有多方参与、采购的物资种类和数量繁杂、流程繁琐等特点，很多大型能源企业更是将全集团的采购业务进行集中管理。而区块链提供了更加安全和可信的交易解决方案，能够帮助能源企业降低贸易参与方的核验成本，降低交易复杂性和交易成本，促进多方的快速交易，提升了供应链的效率。同时区块链平台在链接了商品所有权和转移关系的同时，还有效链接了间接发生关联的上下游企业，使能源企业供应链生态系统更加完善。Skuchain公司正在为B2B交易和供应链金融市场开发基于区块链的产品。

资产管理

在数字资产管理方面，区块链的优势在于后续流通环节可以不依赖于发行方系统，数字资产将在保证知识产权的基础上，由集中控制变成分布的、社会化传播和交易，促进了数字资产流通效率。

而在实物资产管理方面，IBM和三星一直在研究去中心化P2P自主遥测系统（ADEPT），利用区块链类的技术为物联网设备网络的去中心化构造存在基础。在ADEPT中，区块链被作为大量设备的公共账本，不再需要中央枢纽协调设备之间的通信，设备便能自主地实现相互通信，从而管理软件更新、系统错误、能源使用、故障报警等。初创企业Filament搭建了一个区块链无线网络，该应用甚至支持IOT设备自行订购维修服务或新部件。

用户体验

区块链技术可以实现更加灵活高效的用户服务。区块链技术不但解决了客户信息更加安全存储和传输的问题，还增加了用户自主权。基于智能合约，能源用户可以自定义缴费周期、灵活更改订购的套餐，并实现自动缴费或预付费。并且区块链技术与智能电表的结合也将支持智能电表根据合同条款购电，甚至自动更换电力供应商。埃森哲近期创建了一款智能插头原型，可从不同供应商处购电，并定期调整耗电量。还有一些公司基于智能合约和分布式总账完善电动汽车自动充电和付费服务。

难以回避的技术挑战

能源互联网业务和交易的复杂性对区块链的计算能力、存储性能、处理能力都带来直接的挑战。而随着能源互联网在分布式可再生能源、资本领域的服务创新增加，对跨行业开放标准的需求也更加迫切。

存储和计算

传统的区块链网络需要储存自创建伊始的所有交易块，用以确保交易的有效性以及对交易进行追溯。但是这种机制导致网络中的全功能节点需要大量的存储空间，在一定程度上限制了参与区块链核心功能的节点类型和数量。另一方面，随着共识算法提高，对核心节点计算性能的要求也日益提高。

对于上述存储问题，埃森哲认为可以采用分级存储策略，即核心节点存储全量数据，轻量节点保存相关数据。此外还可以采用账本快照等方式将已验证交易区块存储在云存储等分布式高可靠储存介质中，并优化交易信息查询等基本操作，提升网络的处理能力。而对于计算能力的需求，可以对网络中的节点进行身份划分，在核心节点部署GPU、FPGA等专用计算硬件以提高计算能力，而网络中的移动节点不必参与共识计算任务。

吞吐和延迟

区块链网络的处理速度和吞吐量直接影响着系统的整体性能，其中共识算法是网络吞吐和延迟的决定性因素。在能源点对点交易中，对于吞吐量的需求会成为交易顺利进行的一个瓶颈。而且共识算法还直接影响着网络的稳定性和安全性。

目前虽然有多种共识算法可供选择，但是没有任何一种可以兼顾性能和安全等各方面的要求。基于上述情况，有必要针对具体的应用场景和需求选择恰当的共识算法。例如在能源结算和缴费应用中，可以在主链的基础上加入复链，结合一定授信机制的设计，用于快速完成一些高频小额交易，并定期与主链进行同步数据。在能源供應链金融等联盟链或私链等相对封闭的应用环境中，可以通过在一定程度内降低安全保证的方式来提升系统性能。对于复杂应用，可以通过拆分简化系统的整体设计，针对各模块的需求利用或改进相应的共识算法。

安全和监管

区块链作为一个去中心化的记账系统，篡改数据难度大与高度的隐私保护是其重要特点。但由于基于区块链的应用需要在法律的框架中运行，因此需要为司法机关以及其它特权职能机关提供监管机制。由于区块链的设计初衷是构建一个完全去中心化的网络，因此并没有设计这样的特权监管机制。此外，区块链自身的匿名性在保护用户隐私的同时也使得监管更加困难。

为了在现有的区块链设计中引入必要的监管机制，可以引入双链模型，确保所有交易都通过监管机构认可后方可执行，同时保证用户层面的身份隐私性。但是需要指出的是，这样的修补机制需要解决好特权滥用和安全防护方面的问题。对于特权滥用，可以采用留痕和分权等方法进行监管，降低特权滥用的风险。而随着特权机制的引入，也会使这个区块链网络出现薄弱点，需要针对这些薄弱点设计额外的安全机制来确保整个区块链稳定可控。埃森哲已经在区块链管控方面进行了探索研究，并提出了可编辑的区块链技术架构。