2019年年底,國網區塊鏈公司組織召開第一屆能源區塊鏈生態大會,發布國家電網區塊鏈技術應用十大場景和“央企電商聯盟鏈”。
目前基于區塊鏈技術下的應用場景已經可以為包括新能源云、電力交易、綜合能源、數據共享、物資管理、財務、法律等提供高效完備的解決方案。
目前由國網電商公司牽頭建設的新能源云平臺已在寧夏、新疆、吉林、山東、江蘇等14家省級電網公司開展了試點建設。通過區塊鏈技術應用,目前已有超20萬座新能源光伏電站并網簽約、交易結算等信息上鏈存證,數據超百萬條。同時,并網業務辦理時限平均縮短16天,電費結算周期平均縮短4天。
目前國網已完成區塊鏈在十大業務場景應用的融合,目前十大應用場景累計上鏈數據接近500萬條。
本文,筆者將結合區塊鏈技術在電力交易中的具體應用來深入探討未來的電力交易模式。
2016年年初,美國能源公司LO3 Energy與區塊鏈技術企業Consen Sys率先在紐約推出了基于區塊鏈技術的微電網售電項目,在這個項目中,當地居民可以將自己過剩的電力通過一種區塊鏈原型進行出售。
這個交易是怎么完成的?原理其實很簡單,就是利用網絡作為一種分布式的機制,在這個基礎上通過智能合約直接來出售單位電力。結算也可以直接通過美元進行交易。目前該項目已成功應用于光伏微電網售電。
能源+區塊鏈發展前景可期
能源全面互聯網化是趨勢,區塊鏈去中心化的特征契合分布式能源的特點,以區塊鏈技術進步驅動能源革命,能夠構建新型的能源交易模式,能源行業是區塊鏈技術落地的重要領域。
2019年5月,國網電商在國家電網報發文,提出了區塊鏈在能源行業中的應用前景。
區塊鏈在能源領域可以干什么?
區塊鏈技術可以實現不同能源之間的相互調度,如火電與新能源之間的調度,實現優勢互補。區塊鏈因為具有的記錄功能可以將數據資產化,在碳交易領域,將碳資產數字化,并運用節點共享和可追溯的特點來使得碳交易透明有序。同時區塊鏈利用P2P技術,可以實現各類交易信息和數據的實時信任建立,提升交易和結算效率。
德國沒有中間商賺差價的交易模式:
在德國成立的Conjoule公司為可再生能源的生產者和消費者開發了一個P2P市場。在這個市場平臺上,家中安裝光伏的用戶可以向當地消費者出售剩余的電力,所有交易會被記錄在區塊鏈平臺上。
他們通過這一平臺為可再生能源的生產者、消費者以及能源所有者開發一個點對點的交易市場,摒除以往的中間商交易模式。目前該平臺正在兩個德國城市進行試點,允許在家中安裝太陽能光伏發電系統的用戶向當地其他消費者出售多余的電力。
這種平臺的優勢在于,它不僅是一個面向未來的數字化能源調配系統,同時也是一個去中心化的交易平臺,它的交易方式更加靈活,消費體驗更好,用戶可以通過該平臺直接從鄰居處購買多余的能源,而不用經過任何第三方中心化渠道。
除了電力交易領域,區塊鏈可以運用數據加密、時間戳、分布式共識等技術手段,可構建面向源、網、荷、儲全鏈互動的區塊鏈能源交易和監管,實現大規模源、網、荷、儲實時跟蹤記錄和精準管理。因為區塊鏈算法保持數據不可更改的特點,可以管控風險和創造多樣化的能源金融資產組合形式。
目前電力市場化交易遇到制約
電力交易市場化發展,現貨交易開始試運行。新一輪電改開啟,電力交易市場化改革是本次電改的重點。目前全國已經建立34個電力交易機構,包括2個國家級電力交易中心(北京、廣州)及32個省級電力交易中心。
2019年1-11月全國售電量54049億千瓦時,同比增長5.9%。占經營性行業用電量達到58%。2016-2018年,全國電力市場化交易比重逐年提高,累計的改革紅利超過1800億元。
新一輪電改要求還原電力商品屬性,構建交易部分去中心化下“多賣方–多買方”的競爭性電力現貨市場。但是電力現貨市場的發展卻面臨諸多制約因素,電力現貨市場交易還需要更加智能化、實時性和安全性。
電力現貨市場強調交易的實時性和自治性,而在現有統一調度計劃機制的制約下,很難做到電力市場的快速反應與實時交易,必須在部分遵循調度管理下給予市場較大的靈活性和開放性即交易的自主化、智能化和部分去中心化。
建立競爭性電力現貨市場,需要加強電力現貨市場交易記錄、金融結算、運行數據的統一監管與安全防護模式,必須防止交易雙方或者第三方入侵者篡改交易數據或獲取隱私數據,保證數據的安全、真實完整和可靠。
區塊鏈在電力市場化交易中可以解決什么問題?
1.區塊鏈技術下的電力現貨交易能夠實現實時調度交易及監管模型
電力現貨市場的運行受到多方面的制約,對于發達地區的許多省份而言,省內電力供小于求,需從外省調電,當省內電價居高,省外電價低廉時,省內電力的銷售便會受到影響。而對于不發達省份,省內電力供大于求,存在窩電現象,急需將多余電量輸出給發達地區供電,但跨省輸電距離遠,損耗大,輸電配送費用的產生也會造成輸電成本增加。同時,目前的電力現貨交易主要采用大客戶直購電,這是基于雙邊博弈協商的結果,并不是全局優協商方案。
基于政策補貼的清潔能源消納方式不利于電力市場化的長期發展。另外,電力現貨市場的運行還存在雙側交易安全問題、實時電力配送問題、售電公司的選擇與政府監管問題以及實時電價計算問題等。
因為區塊鏈具有的特征剛好可以彌補現貨交易中的問題:
1.去中心化——分布式儲存,無需第三方介入,實現人與人點對點交易和互動。
2.全球流通——只要有互聯網的地方,區塊鏈資產就可以進行流通。
3.匿名性——在區塊鏈網絡上只能查到轉賬記錄,但無法知道轉賬人。
4.公開透明——可被全網節點審查,實現交易的追溯,實現全網數據同步。
5.信息不可篡改——數據信息一旦被寫入區塊中就會永久儲存不能更改撤銷。
6.自治性——共同維護整個區塊鏈信息的可靠和安全性。
區塊鏈中各節點地位相等,不存在完全中心化的節點,通過共識機制共同維護正常的運行。
因此,在區塊鏈的架構下,電力現貨市場各節點按照時間順序協商達成現貨電價方案、輸配電路徑方案、交易優先級分配方案,提高了實時交易的公平性和有效性。
另外,區塊鏈分布式數據存儲和可追溯性也保障了現貨市場交易的完整性、不可篡改,極大保障了交易的安全。
同時,由于現貨市場主要針對日前、日內、數小時內的電能量交易,相對于區塊鏈每10min生成區塊的特點,實時性要求并不高,若采取電力現貨市場的調度和交易每小時協商形成共識的機制,可以很好的滿足電力現貨交易市場的調度交易需求。
因此,區塊鏈架構下的電力現貨交易能夠滿足實時調度交易及監管。
2.區塊鏈可構建去中心化能源交易
隨著能源行業變革和電力市場改革,售電市場不斷開放,以清潔能源為代表的分布式發電興起。
當前,在電力交易中,尤其是在分布式能源、微電網等電費結算中,由于存在著參與方較多、峰谷電價不同、記賬、分賬、賬期等問題,一定程度上制約了電力交易市場化發展。
在分布式能源中,需求側的用戶逐步開始扮演消費者和生產者的雙重角色,電力系統想要賦予需求側的用戶更多的主動權,用戶卻因信息的不透明及繁瑣流程導致的低效無法跟上能源行業變革的預期步伐。
區塊鏈技術的去中心化、去信任化、透明性、公平公開性和分布性決策與當前能源改革的需求吻合。因此,借助區塊鏈有望打造一個去中心化的電力市場,并促進分布式能源的快速發展。