一、业务场景
近年来，全球能源需求增长缓慢，能源转型推动新能源快速发展，能源消费结构清洁化趋势明显。
在新政策下，我国的能源需求增长速度每年稳定下降。
能源消费构成中，煤炭和石油等传统能源占比下降，天然气、水电、核电和风电等能源供给一直在稳步增加。
然而我国能源供给结构依然存在大量问题，包括供给垄断、结构转变缓慢、清洁化不足、价格非理性和供给动力不足等。
2015年，国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》。
关于能源电力，该《意见》提出：“通过互联网促进能源系统扁平化，推进能源生产与消费模式革命，提高能源利用效率，推动节能减排。
加强分布式能源网络建设，提高可再生能源占比，促进能源利用结构优化。
加快发电设施、用电设施和电网智能化改造，提高电力系统的安全性、稳定性和可靠性。”
1．推进能源生产智能化
建立能源生产运行的监测、管理和调度信息公共服务网络，加强能源产业链上下游企业的信息对接和生产消费智能化，支撑电厂和电网协调运行，促进非化石能源与化石能源协同发电。
鼓励能源企业运用大数据技术对设备状态、电能负载等数据进行分析、挖掘与预测，开展精准调度、故障判断和预测性维护，提高能源利用效率和安全稳定运行水平。
2．建设分布式能源网络
建设以太阳能、风能等可再生能源为主体的多能源协调互补的能源互联网。
突破分布式发电、储能、智能微网、主动配电网等关键技术，构建智能化电力运行监测、管理技术平台，使电力设备和用电终端基于互联网进行双向通信和智能调控，实现分布式电源的及时有效接入，逐步建成开放共享的能源网络。
3．探索能源消费新模式
开展绿色电力交易服务区域试点，推进以智能电网为配送平台，以电子商务为交易平台，融合储能设施、物联网、智能用电设施等硬件以及碳交易、互联网金融等衍生服务于一体的绿色能源网络发展，实现绿色电力的点到点交易及实时配送和补贴结算。
进一步加强能源生产和消费协调匹配，推进电动汽车、港口岸电等电能替代技术的应用，推广电力需求侧管理，提高能源利用效率。
基于分布式能源网络，发展用户端智能化用能、能源共享经济和能源自由交易，促进能源消费生态体系建设。
4．发展基于电网的通信设施和新型业务推进电力光纤到户工程，完善能源互联网信息通信系统。
统筹部署电网和通信网深度融合的网络基础设施，实现同缆传输、共建共享，避免重复建设。
鼓励依托智能电网发展家庭能效管理等新型业务。
能源互联网即是基于互联网技术应用发展背景下的清洁、高效的能源利用方式，在缓解环境污染问题的同时，得以提高资源利用效率以及资源整合重组进程，有助于有效地进行能源供给侧改革。
国家政策鼓励新能源应用，对于生产新能源的企业可提供减少税收或直接提供补贴的优惠政策。
其中国家对风能、光伏和生物质等可再生能源发电的上网电价均有一定程度的优惠，各地政府也对新能源发电进行补贴。
二、行业现状和业务痛点
1．消费者缺少选择导致用电成本高
在能源领域，传统上是通过公共的电力公司（也就是提供电力的中央电网）完成电力能源交易，以净耗电量来计算电费，消费者没有任何选择权。
因此导致公共事业费用很高，这些费用基本上都是来自于用户在市场上的能耗支付所得。
尽管现在涌现出很多新能源发电手段，如太阳能电池板，风力涡轮机等，但这些能源生产方法缺乏适当的基础设施和技术来储存多余的能源。
在没有合适的生产分配手段的情况下，生产者也只能将产生的多余能量卖回电网，而不是直接卖给他的邻居。
因此，电力的终端消费者在形成价格时并没有真正的发言权，他们无法真正选择所使用的能源来自哪里，以获得最高性价比。
2．分布式电网管理控制困难
随着新能源发电手段的普及，现在越来越多的家庭都装上了自己发电、储能的家用设备（比如屋顶光伏、特斯拉Powerwall）。
而海量的分布式的小型发电端，中心化电网是管不过来的。
多余的电力如何就近卖给社区用户，而不用再经过中心化电网与高损耗远距离传输成为一个需要解决的问题。
3．碳资产开发流程不透明
2014年，联合国政府间气候变化专门委员会发布报告，以超乎寻常的强烈用词，警告全球必须在2100年之前把温室气体排放减少到零，否则恐将引发生态和社会灾难。
2015年12月12日，《巴黎协定》在巴黎气候变化大会上通过，该协定为2020年后全球应对气候变化行动做出安排，主要目标是将21世纪全球平均气温上升幅度控制在2℃以内，并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上的1.5℃以内。
减少温室气体排放成为全球各国的统一目标，而碳排放的监控和交易即成为实现这一目标的重要手段。
但碳排放的每项技术和政策途径都依赖于在全球市场中准确测量、记录和跟踪各个控排企业的碳排放数据、配额和CCER的数量、价格，以及数据的真实性和透明性。
然而传统方法的透明度有限，标准不连贯，监管制度不统一，还存在严重的信任问题。
中心服务器无法对数据安全做到绝对的保障，而信息的不透明也让很多机构和个人无法真正参与进来。碳资产开发流程时间很长，涉及控排企业、政府监管部门、碳资产交易所、第三方核查和认证机构等，平均开发时长超过一年，而且，每个参与的节点都会有大量的文件传递，容易出现错误，影响最后结果的准确性。
此外，国家政策鼓励新能源应用，对于生产新能源的企业可提供减少税收的优惠政策。
随之带来的一个挑战是，企业是否如实上报所生产新能源的数量？
是否存在非新能源发电“骗补”的问题？
如何追踪溯源新能源的交易？
三、 区块链解决方案及其价值和优势
2018年3月，华为云与招商新能源合作，为深圳蛇口3个光伏电站实现基于区块链FusionSolar的智能光伏管理系统，提供清洁能源发电数据溯源和点对点交易系统。
通过区块链技术实现可信交易和价值转移，利用多方共识和不可篡改特性达成点对点交易，实现清洁能源创新盈利模式，打造新能源交易信任基石。
该能源区块链关注发电端和用电端，充分发挥了区块链技术的可追溯和去中心化等特性，定点为社区提供清洁能源。
在上述能源区块链项目中，将其位于蛇口的分布式电站每日所发出的清洁电力放入能源互联网平台，华为提供电站数据接入的技术支持工作。
用户可以直接在平台上选择使用清洁能源或传统能源，当用户选择清洁能源时，区块链技术根据智能合约直接配对电站与用户之间的点对点虚拟交易，同时第三方认证机构将为用户出具权威电子证书，证明其所使用的是清洁能源电力。
基于区块链的新能源交易系统
联盟链的组成成员
清洁能源电力认证等环境资产原本有着识别和认证困难的问题，区块链的不可篡改特性让其成为解决这类问题的关键。
清洁能源电力的产生及消费可以直接用区块链技术进行记录，使得后续无论是电力生产者向政府申请新能源发电补贴或电力消费者进行碳证交易都既可信又方便。
1．不依赖第三方的去中心化交易平台
很多年前曾经有人这样幻想未来的电力布局：
人类已经不再需要通过大型电厂远距离将电输送到每家每户，而是可以通过太阳能电池板，由地方居民自己生产电力，自己使用。 人类将同时充当着电力的生产者、销售者和消费者三种角色，实现“隔墙售电” |
应用区块链技术可以提供一种完全去中心化的能源系统，能源供应合同可以直接在生产者和消费者之间传达，还可以规定计量、计费和结算流程，这样有助于加强个人消费者和生产者的市场影响力，并使消费者直接拥有购买和销售能源的高度自主权。
这意味着，能源生产者不需要通过公共的电力公司（也就是提供电力的中央电网）就能完成电力能源交易。那些拥有能源生产资源（比如太阳能电池板）的公司，也可能将能源出售给社区。
而对于消费者，相比于从中央电网购买电力，P2P能源销售的优势在于有更大的选择权，价格可能更加便宜。
另外值得一提的是，在能源互联网中，即便用户没有生产能源的技术，也能选择绿色可再生能源电力。
2．利用智能合约实现电网分布式管理
对于分布式能源的管理只有一种办法：把电网变成分布式的、高度灵活自治的网络，这与区块链的结构是很匹配的。
分布式能源可以增加电网灵活性，降低运营成本，提高可靠性。在区块链技术和智能合约的帮助下，可以有效地控制能源网络。
智能合约将基于预定义规则向系统发出信号，制定如何启动交易的规则，确保所有的能量和存储流都是自动控制的。
分布式能源正在缓慢改变配电系统与大容量电力系统的作用，这些变化可以改变电力传输和电网运营商对各种运行条件的响应。
区块链可以将可再生能源和其他分布式能源添加到电力系统中，提高分布式能源的可视化和控制性，以满足日益复杂的电网运营需求。
智能合约允许供应商和消费者能够通过创建基于价格、时间、地点和允许的能源类型等参数实现销售自动化。
理论上，基于区块链的分布式电网控制管理可以创建更优的电力供需平衡。
3．碳资产／新能源交易环节简化及端到端透明化和防篡改
在碳跟踪与注册的应用场景中，区块链的核心能力与围绕开发、部署和管理排放跟踪与交易系统的诸多挑战保持一致。
作为交易数据的可信存储库，区块链可用于简化交易，加强验证过程，并消除对集中管理的需求。
区块链用于碳跟踪与注册的另一个好处是有机会创建不可更改且透明的市场数据记录，可以为全球的碳库存和注册管理机构提供清晰度、可信度和互操作性，有助于在碳捕捉、利用和储存活动等方面跟踪碳排放。
将新能源的生产交易数据分散地存储在一个区块链上将有可能保持所有能量流和业务活动的分布式安全记录。
由智能合约控制的能量和交易流可以以防篡改的方式记录在区块链上。
监管审计部门能够从区块链上获得真实可靠的数据，防止“骗补”的行为。
4 能源区块链应用面临的机遇和挑战
目前对于绝大部分地区来说，相对于中央电网，点对点的电力交易在供电安全和稳定性上都还有欠缺。
在缺乏规模效应的情况下，甚至于很多项目在价格上也不具备优势。
其次，去中心化的区块链只能省去电力交易的中介费用，而能源公司对用户进行的所有能源服务都是天然中心化的，这部分的费用并不能省去。
另外，由于电力是我们人类所有生产生活的基础和动力，所以电力行业一直都会是一个政策强监管行业。
供电安全、供电质量、供电稳定对于整个国家的发展是重中之重。
比如纽约政府不允许个人售电，所以供方和需方点对点直接交易的方式本身还依赖政策上的转变。
五、小结
能源这个传统重型行业是一个涵盖范围十分广阔的领域，区块链技术具有深厚而实际的应用基础，本章中所描述的应用场景也只是目前在该领域进行探索的一小部分，其他应用场景还包括新能源汽车充电、去中心化能源交易、能源代币等。
如同区块链在各行各业慢慢渗透一样，我国在能源区块链领域现在还是一片蓝海，但近年来也有越来越多的开拓者加入了进来，在变革中寻找发展机会。
在这一场变革中，从传统巨头到新兴创业公司都没有缺位，随着越来越多的应用场景落地，必将对能源领域诸多方面产生广泛而深远的影响。
