区块链电力应用情况概述.pdf

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1、区块链+电力应用情况概述 一、国内外现状简介一、国内外现状简介 区块链是一种新兴的技术，是能源领域的一个新前沿，它改变了电力交易 的方式，为点对点和批发电力交易提供了新的商业模式，全球范围内正在有越 来越多的相关项目涌现。 对于电力行业来说，区块链是一把双刃剑。新的挑战者可以使用区块链取 代现有企业，但明智地使用区块链的现有企业可以实现实质性的利益。通过将 区块链应用于其庞大的数据存储，电力行业公司可以从更加协调的市场、更智 能的硬件和更广泛的电气化中解锁新的收入来源。所有这些活动都将取决于能 否解决一些可能阻止区块链技术大规模使用的问题。 国外大多数区块链项目仍处于概念阶段。 其中美国能源部

2、 （DOE） 在 2017 年就与包括西门子和田纳西河谷管理局（TVA）在内的多个集团签订了合同， 开发区块链网络安全技术以帮助维护电网边缘的分布式能源资源的安全，提高 复杂能源交换的可信度和完整性。 2016 年，美国纽约市首次开展了区块链 P2P 能源交易，当时布鲁克林居 民 Eric Fruman 将其太阳能屋顶装置的多余电力出售给前国家能源之星 （Energy Star） 总监 Bob Sauchelli， 由此拉开了区块链电力交易项目的序幕。 在这个项目中， 布鲁克林总统街一侧的 5 个家庭将多余的电力出售给街道另一 侧的 5 个家庭。该项目为当前布鲁克林的微电网提供了支撑，这是一个

3、位于该 区戈瓦努斯和斜坡公园社区的小型太阳能项目，使居民能够通过屋顶太阳能系 统，通过一个名为 TransActive Grid（TAG）的合资项目在本地进行太阳能发 电量的交易。TAG 于 2016 年开始运营，由位于布鲁克林的 Lo3 Energy （Lawrence Orsini 创建的公司）和 Consensys 负责。Consensys 是一家专 注于为以太坊等分布式技术构建和扩展区块链软件的创业型公司，也是以太坊 生态链的企业孵化器。Lo3 Energy 开发了一个称为 Exergy 的平台，该平台为 跨电网基础设施的能源交易创造了本地化的市场。 科技巨头通用电气正在研究如何将区块

4、链技术纳入虚拟发电厂，可能会通 过该公司的 Predix 软件平台收集和分析来自设备的各项数据。通用电气首席 数字官 Steven Martin 在一份新闻稿中表示， 这是对分布式发电的增长做出的 响应，因为电力行业正在从大规模、集中式电力生产方式向分布式转型。 来自澳大利亚的软件公司 Power Ledger 以其在澳大利亚和新西兰的项 目而闻名， 致力于为世界人民开发尖端的区块链能源解决方案。 该公司于 2018 年 4 月部署了其在美国的第一个商业项目， 这是一个位于伊利诺斯州埃文斯顿 西北大学校园的基于区块链的 P2P 能源交易系统。该平台与佛罗里达州的清 洁能源区块链网络合作，使学校

5、能够利用现有的电表在校园内和其他校园之间 进行能源交易。西北大学工程硕士课程的学生每月提供测量和验证，以评估整 个芝加哥地区数据主机的能源区块链应用和使用案例。 德国最大的公用事业公司之一的莱茵集团的子公司 Innogy 参与了两个区 块链相关的组织：ShareCharge 与 Conjoule。ShareCharge 是一个开放 的网络，使交通公司能够提供“智能充电”体验；而 Conjoule 则专注于基于区 块链的 P2P 能源交易解决方案。 日本的四个大型集团关西电力公司、 IT 服务管理公司 Nihon Unisys、 三菱 UFJ 银行和东京大学近日表示， 他们正在合作研究区块链技术

6、在配电领域 的应用前景，并考虑允许太阳能发电商使用区块链销售多余的电力。 我国也高度重视区块链技术在电力领域的应用。区块链技术与数据安全重 点实验室联合国网区块链公司成立了电力应用工作组，推进区块链技术在能源 电力行业的应用，开展区块链关键核心技术研究、推动区块链标准制定和试点 示范应用。国家电网将区块链技术应用纳入泛在电力物联网建设重点任务，在 中央企业率先成立区块链专业公司，于 2018 年 8 月 22 日成立国网区块链科 技(北京)有限公司，并正式入驻中关村科技园西城园。国网区块链公司将聚焦 区块链技术研究、产品开发、公共服务平台建设运营等业务，定位于打造泛在 电力物联网建设的公共技术

7、手段、实现万物互联的超级纽带、市场公平交易的 安全防线、数字经济的信用保障。 二、主要应用场景及案例二、主要应用场景及案例 电力工业是国民经济发展的基础和支撑产业，以区块链技术赋能电力行业 信息化、智能化发展，具有重要的现实作用和战略意义。近年来，区块链日益 成为驱动行业技术创新和产业变革的重要技术力量，将区块链技术应用纳入泛 在电力物联网建设重点任务，加快推进区块链核心关键技术研究、公共服务平 台构建等，促进电网数字化转型发展。 区块链在能源电力领域的应用落地，在新能源云、电力交易、优质服务、 综合能源、物资采购、智慧财务、智慧法律、数据共享、安全生产、金融科技 等场景具备高可行性的区块链技

8、术应用价值， 在促进能源变革、 优化营商环境、 提升服务水平、提高协同效率、强化安全保障等方面能够发挥良好效果。 （一）新能源云（一）新能源云 与传统能源相比，新能源具有主体多元化、产业链条长等特点，应用区块 链技术打造集电网企业、监管部门、金融机构、用户主体等业务数据全节点上 链的新能源云平台，有效打破数据孤岛和信息壁垒。基于区块链的新能源云实 现了全产业链的数据贯通和安全共享，可确保新能源有序接入和全量消纳，是 适应能源变革发展的有力举措，将有效助力“四个革命、一个合作”能源安全新 战略落地实施。 由国网电商公司牵头建设的国网新能源云平台已在宁夏、新疆、吉林、山 东、江苏等 14 家省公司

9、实现试点应用，目前已完成 20 多万座新能源电站的 并网签约、交易结算等信息的上链存证数据百万余条，并网业务办理时限平均 缩短 16 天，电费结算周期平均缩短 4 天，有效提升了新能源业务办理效率。 （二）能源交易（二）能源交易 “区块链+能源交易”是指以区块链技术为手段提高交易效率与安全。先进 的支付方式、更短的交易时长、零违约率等对于能源行业的资金流转和市场健 康具有指导意义。能源交易分为两类：一类是批发能源交易，这类交易具有资 金量大，交易周期长，依赖人力，风险较大的特点；另一类是零售能源交易， 这类交易具有实时支付清结算困难，清洁能源输出波动性大，需求响应实现困 难等特点。针对批发能源

10、交易市场，区块链及智能合约，保证资金安全，降低 违约率。例如，通过贸易商之间部署的共享账本做出调整，直接在区块链上记 录交易信息，使对方验证。这种模式使交易员无需各自存储数据，而是共享安 全的媒介，保证储存的信息透明、精确、已验证。这个交易系统，可以提高交 易效率，减少人工错误。针对零售能源交易市场，分布式交易系统和带动清洁 能源是两大特色，其中，分布式电能交易应用尤为广泛，利用区块链技术，搭 建电力行业的微网、分布式交易系统和电动汽车充放电交易平台等多款应用, 该系统使消费者变为“产消者”，即能源消费者又是清洁能源的生产者。 融合区块链共识机制、智能合约技术，采用连续双边拍卖机制，通过点对

11、点交易，有效解决电力交易双方信息不对称导致的信任缺失问题。基于区块链 的电力交易从交易端解决了多方信息不对称带来的信任危机，打造了公平公开 的市场化交易环境，增强了电力交易市场主体的参与感，实现了市场交易效率 的最大化。 目前，基于区块链的电力交易平台已在国网陕西电力正式开展试点应用， 服务于各类电力交易主体 2000 余家，参与双边协商交易 600 余家，承担分布 式电力交易市场中近 80%的交易量， 有效降低了电力交易过程中的人力、 时间 和沟通成本。 （三）收费管理（三）收费管理 区块链技术在电力领域应用后，可以将电力设备商、发电企业、客户紧密 地连接在同一链条上，链条上的成员可以实现数

12、据在生产、传输、使用、销售 全过程的共享。与传统交电费方式相比，应用区块链技术完成电费交纳流程具 备显著优势。以往，客户只是用电终端的使用者，并不清楚自家的电是怎么来 的。在电费交纳环节应用区块链技术后，客户可以清晰地了解自家所用的电来 自哪里，是通过哪些设备输送到家中的。 通过区块链可提供每个终端消费情况的可追溯性特点，消费者可以得知能 源消费到底是在哪些地方产生了支出，费用更加透明，增加了客户信任度，减 少了纠纷。区块链技术还可以用于智能设备的数据传输和存储，其自身的匿名 特征可以更好地保护客户的隐私和数据的机密。收费管理优质服务是电网企业 的核心使命，也直接影响企业社会效益的发挥。基于区

13、块链的优质服务构建了 多方参与、安全互信的多利益主体业务协同机制。基于区块链的电力交费优质 服务极大发挥了区块链协同机制优势，充分践行“人民电业为人民”的宗旨，真 正实现了让数据多跑路，群众少跑腿，大幅优化了营商环境。 区块链技术还能为电动汽车车主带来巨大便利。将区块链技术应用于电动 车充电系统，将极大地提高传统电动汽车的充电效率。区块链系统除了具备可 即时结算充电费用、交易数据无法被篡改的特点外，还能给消费者提供一套稳 定、安全又兼具规模的能源管理系统。 应用区块链技术后，全社会不仅可以实现共享充电桩，还可以促进共建充 电桩。除了公共充电桩不同运营商之间的互联互通外，私人充电桩也可以接入 区

14、块链平台， 共享给其他电动汽车车主使用。 私人可以按平台建议的电价收费， 也可以自己定价。此外，当业务场景需求足够大的时候，会有更多合作伙伴加 入平台，共建充电桩行业生态。 国网电商公司打造的电力交费服务平台电 e 宝，已面向 3100 万居民用户 和 44 万企业用户提供电费交纳、代扣及金融增值服务，上链 1 个月以来，居 民用户交费额达 48 亿元， 企业用户交费额达 217 亿元。 （四）综合能（四）综合能源源 综合能源具有业务类型多、实施周期长、交易信息复杂等特点，基于区块 链的综合能源服务覆盖全电力环节，实现了能源生产信息、能源网分布信息、 能耗数据、储能信息等数据的上链可信背书，将

15、全面优化业务流程，可提升业 务办理效率 20%以上。基于区块链的综合能源服务在底层技术上实现了能源 的自动撮合交易，整体提升了服务效率和交易透明度，提高了能源利用效率。 区块链技术的应用，能够为虚拟发电资源的交易提供成本低廉、公开透明 的系统平台。基于区块链系统建立虚拟发电厂信息平台和虚拟发电资源市场交 易平台，虚拟发电厂与虚拟发电资源可以在信息平台上进行双向选择。每当虚 拟发电资源确定加入某虚拟电厂中时，区块链系统将为两者之间达成的协议自 动生成智能合约。同时，每个虚拟发电资源对整个能源系统的贡献率即工作量 大小的认证是公开透明的，能够进行合理的计量和认证，激发用户、分布式能 源等参与到虚拟

16、发电资源的运作中去。在区块链市场交易平台中，虚拟电厂之 间以及虚拟电厂和普通用户之间的交易，可以智能合约的形式达成长期购电协 议，也可以在交易平台上进行实时买卖。区块链+虚拟电厂应用具备了运行生 态化、工作量认证公平化、智能合约化、信息透明化的特点。 目前，国网山东电力已在多个园区开展试点应用，基于区块链的微网分布 式能源智能交易平台，实现了微网内光伏、储能、风电、电网等不同主体之间 的购售电交易，其中充电桩综合用电成本下降 7%，光伏收益增加 12%，提高 了不同主体交易透明度，降低了能源交易成本。 上海链昱科技能源有限公司致力于实现基于区块链技术的微电网内清洁 能源计量、登记、管理、交易与

17、结算的去中心化系统。目前，链昱科技已在菲 律宾成功落地试点项目，并着力开发东南亚市场，在不同的电力交易环境内打 造更弹性、更公平的电力生态系统，以满足不同微电网内的电力需求。 （五）物资采购（五）物资采购 通过与金融机构、司法机关、质检机构的跨链交互与数据共享，可穿透式 的掌握物资采购过程中订单、运输、销售、质量评价等所有环节的情况，实现 物资采购全流程交易可信存证和智能履约，为用户提供实时动态产品质量追溯 等服务。基于区块链的物资采购解决了多主体交易信息不对称的问题，对采购 流程各环节状态进行实时把控，实现了阳光透明的物资全生命周期采购，为现 代智慧供应链体系建设提供有力保障。 目前，国网商

18、城已上链 450 多万条订单数据和合同数据，通过区块链技术 的应用，主要商品库存周转周期缩短 20%，供应链流转效率提升 30%，年均 节省费用数亿元。 （六）智慧财务（六）智慧财务 构建了“一跨多”分类账本，打造财务共享协同新模式，将交易数据、电子 合同、筹资信息、投资活动等财务关键信息上链存证，实现财务相关数据全部 记录，可高效监测财务管控和财务运作的安全运行。基于区块链的智慧财务避 免了财务数据造假和重复报销的问题，优化了财务流程，保障了资金安全，降 低了资金管控成本，提升财务管理工作的效率效益。 首先，区块链能提高对企业财务信息的监督水平。虚假交易和账目欺诈是 审计重点排查的问题之一，

19、使用区块链记录交易和账目信息，录入链上的数据 无法被篡改，且数据库的修改需要整个系统中多数节点确认才能实现，使得财 务数据造假和欺诈难度大幅提升。 其次，区块链技术可以提高审计效率。一方面，通过区块链网络获取审计 需求信息更加便捷容易，如果企业能够在区块链开放 API 数据接口，使审计 请求实现分钟级甚至秒级响应，能够节省大量信息收集和整理时间，从而提高 审计效率，同时，基于区块链的加密算法也解除了企业对数据隐私的担忧。另 一方面，区块链技术的共识机制使所有数据在第一时间得到共同确认，保障数 据的及时性和准确性。区块链审计平台也能够大幅提升数据真实性和完整度， 省去大量询问和函证程序，从而提高

20、审计效率，节约人力成本。 目前，基于区块链的电子发票系统，累计上线电子发票数据 1 万余条，每 张发票查验审核时间由原来的 3 分钟缩短为 10 秒，票据核对时间缩短至 5 秒 内。区块链技术实现了发票流程的链上流转，解决了票据造假、重复报销、票 据校验周期长等问题。 另一个应用案例是基于区块链的光伏补贴试点应用。依托国家能源局“互 联网+”智慧能源示范项目“嘉兴市城市能源互联网综合试点示范项目”，国 网浙江省电力有限公司在嘉兴海宁进行光伏补贴业务的试点验证，研发了区块 链网关用于光伏发电数据的采集，并在嘉兴海宁分布式光伏用户现场部署了 8 套区块链网关，初步实现了基于区块链的光伏发电数据采集

21、。此项目探索了从 采集设备端直接将数据发送给用户、监管部门等相关方。 （七）智慧法律（七）智慧法律 利用区块链技术实现与公证机构、鉴定机构、法院、律师事务所等权威机 构的对接，破解了电子证据易篡改、易伪证、易消亡、保障唯一性低等痛点。 基于区块链的智慧法律在链端智能法律服务中实现了“事后取证”向“同步存证” 的转变，为泛在电力物联网建设中的数字资产权益提供法律保障，有效防范法 律风险。 区块链技术在电子证据领域主要有两个应用优势：安全存证和提高取证效 率。传统电子证据被存储在自有服务器或云服务器中，文件在备份、传输等过 程中容易受损，导致证据不完整或遭到破坏。此外，除了加盖电子签名的电子 合同

22、具有不可篡改性，其他形式的数据和证据在被传输到云服务器的过程均有 遭受攻击和篡改的风险，降低了电子证据可信度。 利用区块链技术存储电子证据可有效解决传统存证面临的安全问题。在电 子证据生成时被赋予时间戳，电子证据存储固定时通过比对哈希值来验证数据 完整性，在传输过程中采用不对称加密技术对电子证据进行加密保障传输安全， 充分保障了证据真实性和安全性。 国网电商公司充分发挥北京互联网法院“天平链”核心节点的优势，通过将 交易数据、电子合同、知识产权等数据上链存证，使数据具备司法级效力，实 现了电子数据全流程记录、全链路可信、全节点见证。目前，实现了各类合同 全程线上签约，已累计上链百万条数据，节省

23、合同签署成本 95%以上，合同流 转时间从原来的 2 周缩短为 1 天。 （八）数据共享（八）数据共享 目前的数据共享方法， 主要包括传统数据共享方案和中心化数据共享方案; 传统数据共享方案是使用传统的隐私保护手段实现内部共享，同时为降低暴露 隐私数据的风险选择拒绝对外开放共享;中心化数据共享方案是以第三方为数 据开放和共享为中枢，各数据拥有者对第三方信任并对第三方开放数据，数据 共享过程通过第三方来调度实现。 数据共享的两大痛点为泄露风险高、数据价值转化低。利用区块链技术防 篡改、节点共享的技术特性，创建可信共享数据账本。基于区块链的数据共享 以低成本、高效率的方式，破解数据交互、数据共享的

24、难点痛点，为数据安全 流通提供了真实有效的途径，提升了数据价值转化水平。 国网电商公司征信平台已向金融机构提供可信征信数据近 10 万条，有效 支撑了中小微企业融资贷款业务， 实现了跨行业、 跨机构、 跨地域的数据共享。 （九）安全生产（九）安全生产 “区块链+能源生产”是指通过区块链技术实现在生产环节对相应单元的计 量、检测、运维等生产管理。传统能源生产环节多由公司自主进行，大量未经 认证数据形成孤岛， 信息价值难以被挖掘。 通过区块链技术可以大幅降低政府、 企业、个人在能源生产环节的进入门槛，在此基础上实现更灵活的商业模式。 作为强线下的应用场景，能源生产流通需要通过将区块链技术和硬件设备

25、 进行结合，打通数字世界和物理世界的隔阂。依靠物联网设备采集数据，保证 数据流转真实，同时结合区块链大幅提升数据的可信度和安全性，为进一步应 用打下基础。 区块链技术可以结合清洁能源普及广泛应用。针对能源生产环节，提高能 源生产效率，降低管理成本，增加监测准确度。通过对安全监督、网络安全等 设备信息、防御信息、告警机制的融合上链存证，链端检测可实现对作业网的 全状态诊断，确保了安全事件可监测、可追溯。基于区块链的安全生产实现了 更加实时精准的安全隐患监督和排查，将助力完善泛在电力物联网安全管理体 系建设，推动安全管理水平再上新台阶。 在网络安全防护领域，国网电商公司将网络安全设备、安全系统的数

26、百万 条日志数据上链存证，打造了系统告警机制，当日志数据被篡改时，系统立即 告警，降低了潜在安全风险和隐患。 2016 年中国能源区块链实验室 （能链科技） 推出绿色 ABS （资产证券化） 云平台，基于联盟链登记电站发电机组、发电瓦数等基本情况，使电力资产生 产过程清晰可见， 回报收益可预测， 在提供生产监测的同时保证信批透明及时， 为电站解决了融资困境，为监管机构打造了穿透式管理，为投资人降低了投资 风险。 能链科技与深圳排放权交易所合作共同搭建“碳链”于 2016 年 12 月底 落地应用。该项目建立了基于区块链的绿色碳减排资产（如 CCER）资产数字 化交易平台， 以增加企业参与度、

27、激励企业加入节能减排、 巩固环境保护成果。 （十）金融科技（十）金融科技 金融服务作为区块链最早的应用领域，是典型的多利益主体业务。发挥区 块链分布式记账在供应链金融、资产证券化、征信与风险控制等金融业务中的 技术应用优势，为中小企业提供可信的企业征信，解决企业融资难等问题，在 提升商业合作效率、 完善风险管控、 优化营商环境等方面提供坚实的技术保障。 区块链技术可以实现供应链金融体系的信用穿透，为二级供应商分销商解 决融资难、融资贵的问题。区块链在其中发挥两个作用，首先是核心企业确权 过程，包括整个票据真实有效性的核对与确认；其次是证明债权凭证流转的真 实有效性，保证债权凭证本身不能造假，实

28、现信用打通，进而解决二级供应商 的授信融资困境。在这个信任的生态中，核心企业的信用（票据、授信额度或 应付款项确权）可以转化为数字权证，通过智能合约防范履约风险，使信用可 沿供应链条有效传导，降低合作成本，提高履约效率。更为重要的是，当数字 权证能够在链上被锚定后，通过智能合约还可以实现对上下游企业资金的拆分 和流转，极大的提高了资金的转速，解决了中小企业融资难、融资贵的问题。 目前，国网电商公司“电 e 贷”作为区块链电力金融产品，已完成交易订单 数据上链存证 2.6 万条，服务中小微企业超 1 万户，授信金额达 16.18 亿元， 并支撑供应链金融产品“订单融资”、“应收账款保理”融资放款

29、额超 1 亿元。基 于区块链的金融科技将打造了更可靠的金融风控体系，优化了营商环境，增强 风险控制能力，推动构建可信高效健全的金融市场机制。 （十一）停电保险（十一）停电保险 基于区块链技术的停电险作为一种全新的产融结合的电力金融产品，面向 全体电力客户，可支持投保电力客户故障停电自动快速理赔，有效破解平台信 任问题、数据安全问题和理赔低效问题，打造保险公司新业务拓展、供电企业 服务升级、客户损失降低等多方共赢的商业模式，是构建互联网金融生态圈的 重要尝试，对区块链技术在电力行业的应用具备示范样本意义。 2019 年 10 月 30 日，浙江宁波供电公司完成基于区块链技术的停电保险 产品技术平台搭建，并进行功能测试。基于区块链技术的停电险研发推广应用 已被列为国家电网有限公司区块链技术研究与试点应用 2019 年工作方案 八项重点任务之一，将填补应用区块链技术的电力金融产品市场空白。英大财 险公司已开展该保险产品的精算工作。 宁波供电公司与英大财险公司共同合作“链无忧基于区块链技术的停 电险”项目。通过利用区块链分布式存储、不可篡改等特征，将电网停电等数据 放入区块链，一旦投保用户发生停电，保险公司无须人工现场核损，即可基于 链上数据按停电时长自动实时理赔。该项目获得 2019 年度国家电网有限公司 第五届青创赛金奖。