區塊鏈技術在能源行業有巨大應用潛力，在目前的早期應用基礎上，今后五年將有更多顛覆性應用在全球市場實現商業化。
電力是支持所有行業的動力來源，但用戶對自己工作或生活所用電力的來源卻幾乎一無所知。這背后的一個原因是電子流動的物理特性極其復雜并隨時變化。每一次電燈或電機的開關、每一陣風刮過、每一朵云飄過或每一次電廠調整出力都會改變電力的流動狀態，讓了解電力來源變得更加困難。歷史上，我們能夠做到的最多只是以平均水平管理電力系統。雖然用電成本以及用電行為對空氣質量、電網穩定性及彈性以及能源安全的影響在不同時段都差別巨大，但用戶仍幾乎沒有動力去考慮或試圖改變自己使用電力的時間。
如果我們有機會多多少少改變電網中的這種現狀，用精確的操作替代平均水平的運行會發生什么？如果我們允許任何地點的電力用戶決定自己使用何種來源的電力，并向他們提供工具來根據市場價格信號來自動改變其電力消費習慣，從而優化成本、提高清潔度，又會帶來哪些影響？
區塊鏈技術——這種加密電子貨幣比特幣背后的協議機制——可能成為實現這種改變的關鍵。
區塊鏈技術在能源行業的早期應用
區塊鏈技術旨在將計算協議去中心化以完成一個主要目的：將信用商品化。比如，你、我，我們的家人或企業為了完成資金或信息的交易，付費給一些機構建立信用，這些機構包括律師、保險公司、銀行、金融數據儲存庫、Facebook、Twitter、微信、微博、電力公司等。我們通過向這些機構付費或授權其獲取我們數據的權利來建立我們參與使用的信用平臺。區塊鏈技術則另辟蹊徑將高級密碼學、行為經濟和網絡協議結合起來，在很大程度上自動化完成今天“信用建立者”的這些功能。
區塊鏈技術在能源行業的早期成功應用
此類技術能夠對能源行業帶來巨大的影響。為更好地理解區塊鏈技術的工作原理及其作用，我們以今天的系統為例考慮如何幫助用戶了解他們的電力來源，以及我們如何調整這一系統來充分利用這一科技帶來的優勢。
隨著更多企業開始制定其可再生能源使用目標，大眾對空氣污染日益關注，以及政策驅動的可再生能源目標不斷提高，越來越多的用戶都在嘗試從特定的發電商如太陽能和風力發電廠那里采購電力。對于電力用戶能夠自由選擇發電商的市場而言，如何真正提供設想中的服務頗具挑戰。中國也在這類市場之列，也已于今年7月啟動了可再生能源綠證交易。今天，太陽能和風力發電廠的電表將信息記錄在數據表格中，并將這些數據表格分享給監管部門，由后者將這些信息錄入另一個數據庫。之后，認證機構依照該數據庫手動簽發可再生能源“證書”，而市場中介商（也就是“信用建立者”）使用這些信息將買方與賣方聯系起來。完成一筆交易的整個過程也許需要數月的時間，但這還不是唯一的問題。
此類系統由于涉及到許多人為因素、流程、“信用建立者”以及不同的數據格式，因此會有諸多缺陷或不足，包括：數據在不同參與方之間傳遞時出現的無意識計算錯誤、證書的重復計算、網絡安全攻擊以及另一個更普遍的問題：在現今復雜的監管和法律系統下，大多數電力用戶都無法進入市場。圖一描述了目前典型的“可再生能源證書”購買流程。

區塊鏈技術提供了重新設計這一系統的全新方式。在以區塊鏈技術為基礎的系統中，電表直接與區塊鏈相連。區塊鏈能夠起到通用的“公共賬本”作用，這取代了在一系列不同表格中填寫數據以及在不同參與者之間人工傳遞的過程，所有利益相關方都根據這些共享數據行使各自的職責。因為區塊鏈技術使用去中心化計算機網絡處理數據并實時存儲數據，這樣的系統不存在單一節點的缺陷或系統故障點，所以這些信息幾乎不可能被破壞。
通過確保發電廠直接在可信且安全的區塊鏈上輸入信息，我們可實現目前系統大多數過程的自動化，并通過保持所有相關信息不可變更的特性而提高市場透明度。這樣的設計（如圖2所示）還能夠通過省去一些中間環節和審計來讓更多用戶更容易地進入這一市場。

不僅僅是簡單的會計核算
重塑電力核算系統，讓用戶更容易地選擇和了解他們所用電力的來源，這將極大地豐富用戶的選擇，并提供電力市場“去商品化”的能力。但區塊鏈技術的作用遠不止這些。
例如，如果除發電機組外，我們的建筑和用能設備都直接與區塊鏈相連會發生什么？想象一下，一套“物聯網”系統通過安全的區塊鏈互相傳遞物理與財務信息將會怎樣？在這一結構下，我們可以想象接近實時發送的價格信號將直接傳送至恒溫控制器、冰箱、電機、LED照明以及儲能電池、屋頂太陽能及電動汽車等用能設備上，使其能夠自動調整它們的用電量來幫助平衡電網負荷。將在預設參數范圍內運行的許多電器的微小操作整合起來可能為電網創造相當規模的資源。相比于當今依賴于大型集中式熱電廠，通過自上而下模式人為操作管理電力供應來回應電力需求變化的電網運行機制而言，區塊鏈系統有很大的不同。區塊鏈技術具備的關鍵特性將低成本交易、網絡安全以及智能合約等特點集成在一個功能強大且快速發展的平臺，能夠將物聯網的未來變為現實。
今后五年的顛覆性應用
從銀行業到醫療行業再到可持續農業等各個產業都在大肆宣傳區塊鏈技術，多數擁護者都希望以這種技術實現全球經濟所有部門的完全非居間化。這種宣傳也是截至目前區塊鏈技術項目通過首次代幣發行機制（Initial Coin Offering，ICO）募資超過20億美元的原因之一。然而，區塊鏈要達到宣傳中的水平并在能源行業以及其他行業發揮其全部潛力，需要解決以下幾個關鍵問題：
可擴展性：比特幣和以太坊等公共區塊鏈當前每秒只能處理7至30筆交易。如果全球所有電力消費和生產設備都實現數字化并按分鐘級以下單位追蹤活動，我們則需要能夠每秒處理數百萬筆交易的運算能力，而這是當今的區塊鏈技術無法實現的。
安全互連：要使電網運營實現更高的數字化和自動化水平，我們需要一種安全的方式大規模完成與區塊鏈相連設備的認證、注冊和監控。
監管改革：必須讓許多市場的監管部門參與進來，設定新的標準來達成區塊鏈如何清算交易的協議，這在區塊鏈領域被稱作“共識”。
在能源行業，市場正在迅速行動解決這些問題。我們希望更多試點項目以及能夠證明區塊鏈技術在能源行業巨大潛力的概念會在明年出現，而這也預示著會有更多區塊鏈技術的顛覆性應用在今后五年中在全球市場實現商業化。這將是一次值得關注，也許也是首次真正全民參與其中的重大轉變。我們所有人都參與電力市場的機遇正隨著軟件開發的飛速發展而迅速到來。我們期待著利用區塊鏈技術來回答“我們的電力從哪里來”這一問題，并且在不遠的將來解決更多處于現貨和財務市場交界處的其他難題。
（作者為落基山研究所董事和常務董事，編輯：馬克）