“
区块链(liàn)不是为了(le)应用而应用,区块链(liàn)只是工具,是去中心化的手(shǒu)段,解放生(shēng)产力才是目的。”面对(duì)近几年被炒得如(rú)火如荼的区块链(liàn),清华大(dà)学电机系副教授张宁4月18日在接受《中(zhōng)国科学报》采访时说。
在当天举行的聚焦
物联(lián)网领域的
北京(jīng)地(dì)区广受关注学术成果会(huì)上,张宁解释说,区块链也具(jù)有“适(shì)用范围”,它并不能解决线下(xià)物(wù)理系统的真实和信(xìn)任问题,而只能解决链(liàn)上的去(qù)中心(xīn)化和信任(rèn)问题(tí)。以
能源互(hù)联网为例(lì),他介绍了
区(qū)块链技术(shù)在这一领域(yù)的典型应用,并(bìng)就未来发展提出(chū)建(jiàn)议。
“思想一致性(xìng)”
2019年(nián)10月24日,中共中央政治局第十八次集体(tǐ)学习时(shí)强调(diào),把区块链(liàn)作为核心技(jì)术自主创新的(de)重要突破口(kǒu),加快推动区块链技术(shù)和产(chǎn)业创新发展。由此,“区块链”开始走(zǒu)入大众视野,成为社会(huì)关注焦点。
近两年来,国内(nèi)市场对区块(kuài)链技术(shù)的研(yán)究日渐深入。数据(jù)表明,中国区块链(liàn)专(zhuān)利申请(qǐng)数(shù)量目前(qián)已位(wèi)居(jū)全球(qiú)第一。许多国企以及民企希望(wàng)借此发力(lì),寻找发展(zhǎn)契机。能源领域(yù)尤其重视(shì)区块链技术。如(rú)国家电网公司(sī)提出泛(fàn)在电力物联(lián)网建设的(de)整(zhěng)体解决(jué)方案,并成立了国网区块链科技有限公司。同(tóng)时,煤炭及其他各种能源(yuán)行(háng)业都提出了区块链(liàn)标准(zhǔn)以及技术研发(fā)计(jì)划(huá)。
那么,能源(yuán)互(hù)联网与(yǔ)区块链存在怎样的联系?在(zài)张宁看来,其关键(jiàn)之处在(zài)于(yú),区块链和能源互联网(wǎng)具有“思想一致(zhì)性”。
张宁介绍,区块链的(de)技术发(fā)展主要经历了三个(gè)阶段。区块链1.0主要用于(yú)以(yǐ)
比特币为(wéi)代表的一系列数字化编程的货币(bì)(区块(kuài)链技术不(bú)等同(tóng)于比特币,而是支撑比特币的底层技术),主(zhǔ)要是以去中心化(huà)的手段(duàn)解决(jué)支付过程中的信(xìn)任问题。区(qū)块链2.0超越了货币概(gài)念,以
数字货(huò)币(bì)与智能合约相结合,主要(yào)用于各种(zhǒng)
金融市场的去(qù)中心化。区块链3.0除金(jīn)融领域之外,还(hái)会(huì)涉及到各个生产领(lǐng)域,又(yòu)被称为可编程社会,目前这一领(lǐng)域尚处于非常初级的阶段。
“大家在办(bàn)很多事情的时候,都需要证明自己(jǐ)的学历、经历,如何(hé)减少这一(yī)繁琐(suǒ)工作量呢?依托密码学技术、树状存储(chǔ)技(jì)术、共识算法(fǎ)以及智(zhì)能合约,区块链就可以发挥重要的作用,解决信任的问(wèn)题。”张(zhāng)宁说。其核心思想是在没有中(zhōng)心机(jī)构或无法确定中心机构,抑或中心(xīn)机构可(kě)能不可信(xìn)、运行环节繁琐的情(qíng)况下,建立各(gè)方信任,实(shí)现数据(jù)的共享可信和合作。这界定了区块链技术的适用范围(wéi)。
能源(yuán)互联网,这一能(néng)源(yuán)系(xì)统(tǒng),特(tè)别(bié)是电(diàn)力系统正在经历转型,正(zhèng)在改变(biàn)着整(zhěng)体能源(yuán)系统的形态。发(fā)电侧不仅是传统的大(dà)型发电站,风电、光(guāng)伏,特(tè)别是分布式(shì)光伏等并网,使能源系统由原来的统购统销的方式运营(yíng),无法采用常规的调控手段(duàn)去(qù)消纳现有能源,如何(hé)管理这些成(chéng)千(qiān)上(shàng)万可发电的资源或(huò)发(fā)电(diàn)主体就成(chéng)为一个(gè)棘(jí)手(shǒu)问题。
“这使得区块链与能源互联网的在思想上具有“吻合(hé)之处(chù)”——都体现了去中心化的思想,需(xū)要进行广域情况下(xià)不(bú)同主体的(de)自主协同。”张宁说(shuō)。在2016年(nián)发表于《电机工(gōng)程学报》的一篇题为《能源互联网中(zhōng)的区块链技术》的研究(jiū)中。张宁与合(hé)作(zuò)者还指出(chū),区块(kuài)链和(hé)能源互联网还具有其(qí)他相似之处,如都能促进建立(lì)市场化和金融(róng)化平台,都具有智能化(huà)和合约化的特征。
典型应(yīng)用
那么,区块链(liàn)在(zài)能(néng)源互联网中有哪些潜在(zài)用处呢(ne)?张(zhāng)宁表示,目前(qián)已经有很多区块(kuài)链平台都(dōu)在(zài)用于解决(jué)不同的(de)问(wèn)题(tí),现实作用已经凸显(xiǎn)。主要包括能源市(shì)场交易、多能源系统的交(jiāo)易、能源的计(jì)量和认证以及电力的(de)金融产品(pǐn)等(děng)应(yīng)用方向。例(lì)如:
能(néng)源市场(包括发电(diàn)侧(cè)和供(gòng)电侧市(shì)场)的(de)交易。以(yǐ)发(fā)电(diàn)测为例,除了集中(zhōng)化的由电力调(diào)度中心组织的市场之外,还有(yǒu)分布(bù)式能(néng)源P2P交易等(děng)非中心化的市场,这些交易不能(néng)集中管理,可以采用区块链技术(shù)实现(xiàn)高效的分布式协同。
多能(néng)源(yuán)系统的(de)交易,电力系统、热力系(xì)统、燃气系统等是不同(tóng)系统之间的交易,区块链技术(shù)可协同不同能源(yuán)系统之间的优(yōu)化。
能源的(de)计量和认(rèn)证。能源系统(tǒng)是最大的
碳(tàn)排放主体,在能源系统中(zhōng)进行碳减排,初始化的问题(tí)是(shì)碳排(pái)放如(rú)何认(rèn)证,如每度电排(pái)放(fàng)了多少碳,这将需要进(jìn)行追(zhuī)踪并产(chǎn)生(shēng)大量数据(jù)。面向(xiàng)未来的碳达峰(fēng),碳中(zhōng)和(hé),区(qū)块(kuài)链(liàn)技(jì)术能够被用于碳排放权的认(rèn)证,从侧面增强能(néng)源系统对于可(kě)再(zài)生(shēng)能源消纳的责(zé)任(rèn)。
未来发展
目前,我国(guó)风电和光伏发(fā)电(diàn)量均位于世界第一,且遥遥领先(xiān)领先第二名,但(dàn)我国风电和光伏占整体用电量目(mù)前仅为10%的水(shuǐ)平。“未来(lái)要实现碳达峰、碳中和,光伏和风电的比(bǐ)例还要上升,最终将要(yào)达到50%-70%,这对于电力系(xì)统带来(lái)的挑战非(fēi)常(cháng)大(dà)。”张宁说。
风电(diàn)和光伏除了存在很大(dà)的不(bú)确(què)定(dìng)性,其通过电力电子(zǐ)装置并网(wǎng)也容(róng)易(yì)引起电网的(de)安全稳(wěn)定问(wèn)题。对此,目前张宁(níng)正(zhèng)在研究高(gāo)比例可(kě)再生能(néng)源(yuán)并网下的电力系(xì)统规划。该规划包含两个层(céng)面,一是(shì)战略层(céng)面的(de)规划(huá),回答(dá)以新能源为主体的新型(xíng)电力系统的结构形(xíng)态问(wèn)题;二面是战术层面的研究(jiū),面对大规模的可再生能源并网(wǎng),电力系统(tǒng)如(rú)何进行规划(huá)。
“我们的电力(lì)系统(tǒng)目前已经站在了一个十(shí)字路口,构建以新能源(yuán)为主(zhǔ)体的(de)新型(xíng)电力系统,全世界没有任何一个独立的电力(lì)系统目前是完全由风电和光伏等新(xīn)能源(yuán)所(suǒ)供(gòng)应的(de),没有任何经验可以借鉴。”张宁说,“未来电力系统(tǒng)它的(de)结(jié)构形态应该怎样发展?怎样才能规避不稳(wěn)定(dìng)的运行方(fāng)式,避免电力系(xì)统(tǒng)陷(xiàn)于不(bú)安全的状态?回答这些问题都(dōu)需要创新性的研究。”
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