自2016年10月工業和信息化部發布《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書(2016)》及2016年12月區塊鏈首次被作為戰略性前沿技術技術寫入國務院發布的《國務院關于印發“十三五”國家信息化規劃的通知》以來，區塊鏈技術日益受到我國政府的重視和關注。作為新一代互聯網技術的重要組成部分，區塊鏈技術很有可能推動現有計算模式的變革，對能源互聯網的發展將產生廣泛而深遠的影響。

什么是區塊鏈技術?

2008年11月，一位自稱中本聰的科學家發表了一篇名為《比特幣：一個P2P電子現金系統》的論文，提出了一種基于P2P組網技術、數學、密碼學技術、演算法與經濟模型等技術的電子現金系統的構架理念，從此比特幣誕生了。作為比特幣系統的底層核心技術，區塊鏈技術逐步進入人們的視野。

區塊鏈技術是基于時間戳的“區塊+鏈式”數據結構、利用分布式節點共識算法來添加和更新數據、利用密碼學方法保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新分布式基礎架構與計算范式。區塊鏈目前分為三類：私有鏈、公有鏈、聯盟鏈。區塊鏈技術具有以下幾個主要特點：

去中心化：區塊鏈技術基于P2P的系統結構，不存在中心節點，網絡中每個節點的地位均等，互為備份，增加數據庫的魯棒性。

訪問權限控制：區塊鏈系統對授信用戶開放，未經授權，節點無法訪問區塊鏈數據。(但對公有鏈而言是完全透明的)

數據安全性：區塊鏈通過鏈式結構、數字加密、共識算法等技術保證了區塊鏈數據不可虛構，不可偽造，不可篡改，不可刪除，保證數據穩定可靠、安全且可追溯。

區塊鏈通過共識算法、智能合約等技術保證了系統無需信任背書或第三方監督也能正確執行、自行運轉。

區塊鏈技術的發展現狀

在政策支持方面，當前各國都在大力發展區塊鏈技術,美國、英國等發達國家通過推出創新政策、發放補貼等方式動員高校、企業以及其他機構參與研發。近年來，我國政府對區塊鏈技術也十分重視。2017年，國務院先后在《關于創新管理優化服務培育壯大經濟發展新動能加快新舊動能接續轉換的意見》《關于印發新一代人工智能發展規劃的通知》《關于進一步擴大和升級信息消費持續釋放內需潛力的指導意見》《關于積極推進供應鏈創新與應用的指導意見》等文件中，多次提出鼓勵開展區塊鏈技術研究及試點應用，建立新型社會信用體系。

在技術發展方面，區塊鏈技術是具有普適性的底層技術框架。按照目前區塊鏈技術的發展脈絡，區塊鏈技術會經歷以可編程數字加密貨幣體系為主要特征的區塊鏈1.0模式、以可編程金融系統為主要特征的區塊鏈2.0模式和以可編程社會為主要特征的區塊鏈3.0模式。目前，一般認為區塊鏈技術正處于2.0模式的初期，股權眾籌和P2P借貸等各類基于區塊鏈技術的互聯網金融應用相繼涌現。然而，上述模式實際上是平行而非演進式發展的，區塊鏈1.0模式的數字加密貨幣體系仍然遠未成熟。

在行業應用方面，區塊鏈最先的應用是實現貨幣和支付手段的去中心化，試圖脫離本質為國家信用擔保的法幣體系，建立新的數字貨幣體系，如比特幣的開發與應用。繼比特幣提出后，其他數百種基于區塊鏈的加密數字貨幣也相繼出現。跨國大型金融集團諸如紐交所、花旗、納斯達克等都在2015年以創投的形式進入了區塊鏈領域。而我國央行研發的數字貨幣，率先探索了區塊鏈技術的實際應用，基于區塊鏈的數字票據交易平臺也測試成功。今年2月，由央行發行的法定數字貨幣也在該平臺試運行，這意味著在全球范圍內，中國央行將成為首個發行數字貨幣，并開展真實應用的中央銀行。

除了金融領域，區塊鏈技術的應用場景也在逐步向醫療、物聯網、物流等領域拓展，在能源互聯網領域也開始嶄露頭角。中國電科院正在積極探索區塊鏈技術在電力調度與交易領域的應用場景，并已啟動基于區塊鏈技術的電力系統調頻業務考核管理、分布式源—荷市場化交易等關鍵技術研究和原型系統研發工作。

區塊鏈在能源互聯網的應用前景

能源互聯網是以電力系統為核心，以互聯網及其他前沿信息技術為基礎，以分布式可再生能源為主要一次能源，與天然氣網絡、交通網絡等其他系統緊密耦合而形成的復雜多網流系統。相比現有的電網，能源互聯網涉及了更多樣的能源形式和更廣泛的參與主體，并在信息的交互模式上進行了改革。區塊鏈技術具有不可偽造、難以篡改的特點，能夠有效解決復雜系統中各主體間的信任問題。同時，區塊鏈技術在去中性化、系統自治等方面的特點與能源互聯網的理念具有一定程度的相似性。因此，區塊鏈技術將能在能源互聯網的構建、發展與升級過程中發揮重要作用，其應用前景將主要體現在以下幾個方面：

能源供給。分布式和集中式的結合是未來能源供給領域的典型模式，區塊鏈的去中心化與分布式電源之間的物理特性具有較強的耦合性，而基于區塊鏈技術的實時更新有助于實現集中式和分布式之間的實時信息共享，避免多種能源的重復建設，減小能源供給系統的浪費，可應用的場景包括：基于私有鏈的分布式能源多能互補之間的計量;基于聯盟鏈的大型能源基地之間的打捆模式等。

能源輸送。參與能源輸送的角色眾多，且存在廣義的博弈競爭，區塊鏈技術能夠實現多個角色之間的強制信任和角色之間交易的透明化，能夠實現多種能源之間的協調和優化傳輸，提高系統的效率。典型的應用場景包括：基于私有鏈的能源傳輸系統的阻塞管理和損耗分攤計算;基于聯盟鏈的能源傳輸系統的實時監測和協調控制等。

能源分配。分布式能源的廣泛接入改變了能源分配系統的拓撲結構，多種能源之間的交叉轉化和時空耦合對能源系統的計量提出了新的要求。基于區塊鏈技術的自動執行和廣泛共享將會顯著提升能源分配的合理性，典型的應用場景包括：基于聯盟鏈區域能源系統的自動計量，基于聯盟鏈的儲能系統的規劃運行一體化分析等。

能源消費。基于分布式賬本和智能化合約的區塊鏈技術的應用，將會極大地提升能源消費側和能源供給側的透明度，從而改變區域能源系統的用能需求曲線，實現多種能源之間的合理利用和泛在交互。典型的應用場景包括：基于私有鏈的需求側管理、家庭能量管理、電動汽車充放電智能支付系統等。

能源交易。結合國內外現狀的分析，區塊鏈將會率先在能源交易領域得到應用，典型的場景包括：基于私有鏈的電費結算;基于聯盟鏈的微電網中多元化角色的內部交易;基于公有鏈的分布式能源系統內部各種多樣化能源之間的交易;基于公有鏈的國家之間的能源交易體系和商業模式等。

需要關注的問題

區塊鏈技術在能源互聯網的應用中，需要重點關注以下幾方面問題：

效率問題。區塊鏈技術本身處在一個不斷完善和成熟的過程中，當前區塊鏈在計算效率方面難以滿足能源系統產銷實時性的要求。未來區塊鏈系統需要在吞吐量方面進行優化，包括在減少區塊生成時間和區塊確認時間等方面開展相關研究。

安全問題。區塊鏈技術中，允許節點在區塊中加入自定義信息。若附加信息中包含惡意代碼，將會對整個區塊鏈網絡產生影響。另外，區塊鏈中的每個節點都會有一份完整的賬本，對所有用戶都公開透明，敏感信息容易被泄露。這些安全風險可以考慮利用硬件加密措施、加大區塊鏈審計(防篡改、可溯源是區塊鏈的優勢，也是數據話語權的體現)力度和進一步研究相關匿名算法來解決。

政策問題。能源行業是國家強監管的基礎性行業，與國家政策的依附性非常強。當前很多應用在技術上是可行的，但若無國家相關政策指引，仍無法實現落地。隨著“管住兩頭，放開中間，售點側改革，交易平臺獨立”新電改政策的全面推廣實施，給區塊鏈在能源領域的應用帶來了新的契機。但在具體領域的實施過程中，仍需要國家相關政策的跟進和落實。

人才問題。區塊鏈技術是包含了數據庫技術、密碼學技術、P2P技術、數字認證等多學科融合的技術體系，在能源互聯網中應用時，還需要進一步結合能源互聯網的相關業務模式。此外，還需要進一步結合金融交易相關知識。復合型人才的缺失是區塊鏈技術在能源互聯網中進一步推廣的一個瓶頸。

(作者單位：中國電科院)