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“区块链+电力”到底能做什么?

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从“互联网+区块链+

      以前,一说起“互联网+”,就算是很时髦了。不过现在再说“互联网+”就“out”了。当前的时髦说法是“区块链+”!有文件为证:12月20日,中央网信办联合了另外十六个部门和单位发布了《关于组织申报区块链创新应用试点的通知》(中网办秘字【2021】1482号),其中提到了“区块链+制造”、“区块链+能源”、“区块链+政务服务”、“区块链+政务数据共享”、“区块链+法治”、“区块链+税费服务”、“区块链+审判”、“区块链+检察”、“区块链+版权”、“区块链+民政”、“区块链+人社”、“区块链+教育”、“区块链+卫生健康”、“区块链+贸易金融”、“区块链+风控管理”、“区块链+股权市场”、“区块链+跨境金融”。这之前的六月份,工业和信息化部与中央网信办印发了《关于加快区块链技术应用和产业发展的指导意见》,要求加快技术应用规模化,建设具有世界先进水平的区块链产业生态体系,实现跨越式发展。

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      所有这些文件的出台和应用试点的起步,都可以看作是对2019年10月24日习近平总书记指示的落实。在这一天的中共中央政治局第十八次集体学习会上,习近平明确指示:要推动区块链和实体经济深度融合,要利用区块链技术探索数字经济模式创新,要探索区块链在民生领域的应用,要推动区块链底层技术服务和新型智慧城市建设相结合等,后面还有更加具体细致的落地功能需求。

      到目前为止,从各级领导嘴里说出来的区块链,大都是“人云亦云”或者“鹦鹉学舌”,到了真要试点和落地的时候,就要看各级管理者对“区块链”的认知水平了。首先,区块链试点并不是或者并不仅仅是技术公司的事情,而是试点地区或行业的主要领导认知的更新、甚至是“革命”,领导者如果总是用传统信息化时代、或者强一点儿,用互联网时代的思维看待和考虑区块链的应用推广,就一定不会有区块链应有作用的发挥。

     12月22日,中国信通院在“2021可信区块链峰会”上发布了《区块链白皮书(2021)》,这是2018年以来的第四版。其中的核心观点之二是:

      区块链与实体经济加速融合,有力支撑国家重大战略,应用边界不断扩展。区块链应用深度和广度持续提升,脱虚向实趋势明显,在智慧农业、司法存证、疫情防控、数字政府等关键领域以及实现“碳达峰、碳中和”等国家重大战略方向的价值不断体现,为各行业数字化转型提供了新的驱动力。

      在区块链应用的热潮中,一方面要认真学习、积极响应、努力实施;另一定要有冷静的理性思考,不能“一窝蜂”地大干快上。中国信通院在下面这张PPT中提出的关于应用场景评判选择的观点值得各级领导学习和关注。

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区块链如何建?

      区块链相关的文章、报告和图书愈来愈多,但残酷的现实是,即使像我这样有相当IT基础的人阅读起来都有一定难度,那么可想而知,一般的领导干部和隔行的专业人士,想要读懂就更不容易了。和政府、行业协会及大企业的领导们谈起区块链,发现最受关注的问题就是:区块链能做什么?“区块链+”能加什么?“区块链+”能解决哪些既有方法解决不了或解决起来成本过高的问题?


      要不要建设区块链、要不要上区块链,首先要明白区块链是什么。笔者发表在“厚德田力“微信公众号上的一篇文章《总书记和党中央为什么如此重视区块链?》中已经有所解读。这篇文章只是科普了一下区块链的概念、原理、功能和意义。真要是在行业里面开始干的话,除了上面这一页PPT所说的必要性分析逻辑之外,还要考虑区块链的细分:公有链、私有链、联盟链。区块链最初的服务对象是比特币交易市场,按照现在的分类定义,那时的区块链属于公有链。只有公有链才可以说是完全的不需要第三方服务,是一个行为可信的、数据可追溯的、不可篡改的分布式账本。行业级别的应用是应该建设联盟链,联盟链的建设和运行在一定程度上还是依赖于区块链技术公司或包含区块链技术的应用系统集成公司的。


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公有链、私有链与联盟链的区别  

      公有链,顾名思义,从字面上理解,就是“公有”,它是指对全世界所有人开放的,任何人都可以读取数据、发送交易且交易能够获得有效确认的共识区块链。公有链上的各个节点可以自由加入和退出网络,并参加链上数据的读写,读写时以扁平的拓扑结构互联互通,网络中不存在任何中心化的服务端节点。比特币和以太坊就是基于公有链的一类应用。

      公有链数据的读写是不受任何人控制和篡改的,就连程序开发者也无权干涉用户。所以,极大程度上保护了用户免于程序开发者的影响。当然,公有链存在着交易速度慢等问题,由此,产生了“私有链”概念。

      私有链,也称专有链。它是一条非公开的“链”,通常情况,需要授权才能加入节点。而且私有链中各个节点的写入权限皆被严格控制,读取权限则可视需求有选择性地对外开放。通常情况,私有链适用于企业内部的应用,以及特定机构的内部数据管理与审计等金融场景的应用。特别是在某些情况下,私有链上的一些规则,可以被机构修改,比如还原交易流程等服务。蚂蚁金服就是应用私有链的一个典型案例。

      尽管私有链具有交易速度快、隐私保障好、交易成本低、安全性较高的优点,但是,私有链也存在着问题:比如权限被少数节点控制,不能根本解决作弊问题,背离了去中心化的初衷;此外,私有链上的数据可能被操纵,代码也可能被修改。

      联盟链是指由多个机构共同参与管理的区块链,每个组织或机构管理一个或多个节点,其数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送。

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      联盟链的各个节点通常有与之对应的实体机构组织,通过授权后才能加入与退出网络。各个组织组成利益相关的联盟,共同维护区块链的健康运转。联盟链适合组织机构间的交易和结算,目前国内比较有影响力的联盟链有中国分布式总账基础协议联盟(ChinaLedger)、中国区块链研究联盟(CBRA)和微众银行等。从某种程度上来说,其实联盟链也属于私有链,但它私有的程度不同,其权限设计要求更复杂,可信度更高。

      一般来说,公有链适用于对可信度、安全性有很高要求,而对交易速度要求不高的场景。私有链或联盟链更适合对隐私保护、交易速度和内部监管等具有很高要求的应用。

      联盟区块链平台通过创建全网公共链,实现链间信息共享与消息通信,并构建去中心化工作流,为业务联盟参与方提供非中心化业务治理方式,包括机构节点准入、智能合约升级等。另外通过区块链运维管理平台,来维护网络节点、业务链的正常运行。

      业务参与机构可以根据自身角色选择共识节点、轻节点或无节点代理方式接入联盟区块链网络,并根据业务需求来部署相应业务平台。参与机构完成节点接入后,无需关注区块链网络的部署和维护,可以聚焦进行业务创新和推广。同时该联盟链平台支持多链架构,可实现不同业务链账本隔离,这样机构间只有在相互授权下方可进行关键业务数据共享,在保证每个机构的商业数据隐私权的同时,又能灵活、高效的进行链与链之间业务处理。

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      2019年,由于国家信息中心牵头,会同中国移动、中国银联等单位合并发起了区块链服务网络(Blockchain-based Service Network,以下简称BSN),旨在建立一个低成本开发、部署、运维、互通和监管联盟链应用的公共基础设施网络,被称为开放联盟链。(详细信息可参考BSN官网或《新浪财经》:首席架构师揭秘“国家队”牵头的BSN究竟是什么?)

      由此看来,如果行业协会和产业联盟发起建设区块链,应该是选择联盟链。从各个行业的现状来看,一个行业中会员最多、规模最大的行业协会比较适合牵头发起电力行业的区块链建设。只不过由于知识、经验、视野和能力的局限,行业协会必须与咨询公司或技术公司密切合作。

电力行业建设区块链的可行性

      以电力行业为例,党中央深改委于今年11月24日通过了《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》,习近平总书记亲自指示:要遵循电力市场运行规律和市场经济规律,优化电力市场总体设计,实现电力资源在全国更大范围内共享互济和优化配置,加快形成统一开放、竞争有序、安全高效、治理完善的电力市场。在笔者的发表在“厚德能源观察”微信公众号上的一篇文章《天下大势、分久必合》中有所介绍。

      这个《意见》的出台,为电力行业开展区块链建设奠定了政策基础。以往一说电力体制改革,总是在企业拆分合并上面做文章,其实按照互联网和区块链的观点,组织是组织,市场是市场,可以分开来看。因为即使电力企业都属于一个集团,不同的分子公司也有各自的利益诉求,也是要分设节点、单设区块的。

      采用一种新的技术,必定要能够发挥作用、体现价值,解决一些原来根本解决不了或解决起来成本较高的问题。可以肯定的是,有些问题能够用区块链技术解决,有些也解决不了。但是如果商业模式有革命性的变化,有可能一些老问题就不存在了、就自动消失了。

      先看看区块链其他行业都有哪些应用场景,再回过头来思考区块链在电力行业的应用,就比较简单而有效。

      《一文读懂联盟区块链技术在金融领域的应用》介绍,在区块链起步的金融领域,区块链应用十分广泛,如跨境支付、贸易金融、供应链金融、资产证券化、金融资产交易等场景。通过区块链技术进行数据确权,将资产数字化,让链下资产映射在链上流通,从而形成价值互联网,这将是未来金融市场的核心,也是数字经济发展的基石。

      金融领域率先应用了联盟链技术。但联盟链与联盟链之间要实现跨链价值交换,需要公有链进行价值承载,所以区块链要实现数字经济真正意义的更大范围发展,联盟链与公有链技术融合是必然趋势。联盟区块链技术已在贸易金融、供应链金融、金融资产交易等金融场景应用并初显成效,形成行业内具有代表性的实践案例。这样的三个场景,对于任何一个产业的金融应用场景都是适用的。

      文章也谈到了产业区块链:产业区块链要大规模应用落地,特别在金融业务场景落地,公有链与联盟链技术融合,打造高性能、可扩展、高可用并能保障数据隐私安全的区块链基础设施是关键。

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     《区块链产业应用100例》一书中,介绍了区块链技术在公共事务、政务、司法、金融、农业、工业、商业、交通运输及物流、医疗、教育及文创、能源等多个领域的应用案例,值得充分地参考和借鉴。



电力领域应用案例 

     案例介绍1(转载自《简书》:区块链+能源应用场景案例介绍)

      Power Ledger成立于澳大利亚的珀斯,由澳大利亚的区块链软件公司Ledger Assets创立。Power Ledger使用基于区块链的软件构建一个P2P的太阳能剩余电力交易系统。不同于比特币采用的POW (工作量证明)机制,PowerLedger采用的是POS(权益证明)机制,区块链由Ledger Assets公司开发,名为Ecochain。

      Power Ledger利用自己的区块链Ecochain。区块链技术的应用使得在电能产生的时候系统就能确定电能的所有者,然后通过一系列交易协议完成电能所有者和消费者之间的交易,住户可以直接将剩余电能卖给其他住户,出售价格也高于直接出售给电力公司的价格,电能的生产者获得了更大的收益,电能的消费者也获得了更低的用电成本。

      · 案例介绍2:中国的能源区块链实验室   

     中国的能源区块链实验室通过能源市场与金融市场应用场景的深度融合,打造了一款低成本、高可靠的服务于绿色资产数字化的区块链平台,产品以基于区块链的互联网服务(Blockchain as a Service,BaaS)作为表现形式,提供基于区块链的便利化绿色资产的数字化登记和管理功能,服务的绿色资产包括各类碳排放权和自愿减排额度、绿色电力证书和积分、用能权、节能积分、能源设备共享经济积分、绿色债券、绿色信贷、绿色资产支持证券等,服务的市场包括电动汽车、可再生能源、虚拟电厂、工商业节能/储能、绿色金融等领域。平台将绿色资产开发各环节的参与方(包括登记机构、交易机构、中介机构、征信机构、评级机构、监管机构、原始权益人、第三方管理机构等)纳入基于区块链的分布式账本,实现基于区块链的信息和数据传递,以及评审和开发过程中的多方协作和监管,通过过程重塑,打造各类绿色资产的数字化登记和管理平台。

      中国能源区块链实验室的绿色资产数字化区块链平台的第一项应用是中国碳市场应用,进行数字化的资产是CCER (中国自愿温室气体减排量),经测算,能源区块链实验室的区块链工具可以缩短50%的CCER碳资产开发时间周期。

     案例介绍3(转载自《界面新闻》:纽约正在进行能源区块链实验,老板觉得他们要名垂青史了)

      2016年3月3日,在纽约布鲁克林,一家名为LO3的小公司和区块链技术开发商ConsenSys合资成立了一家新公司,新公司的名字是TransActive Grid,新公司在布鲁克林地区运行着一个微网项目,在他们看来,这个小项目很有可能改写能源的交易方式。现实世界为虚拟交易提供发电和用电的数据,数据的采集由Transactive Grid公司提供的设备来完成,TransActive Grid的设备包括了智能仪表硬件层以及使用区块链智能合约的软件层——在以太坊区块链自动执行的合约,追踪记录家庭使用的电量以及管理邻居之间的电力交易。

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国家电网的区块链实践 

     国网区块链科技(北京)有限公司于2019年08月21日成立。同年12月19日在京组织召开第一届能源区块链生态大会,发布国家电网区块链技术应用十大场景,积极探索推进区块链技术在能源电力行业的应用。

      大会上,国网区块链科技有限公司公布将全面强化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、金融科技等十大场景形成了具备典型性、高可行性的区块链技术解决方案。

      由国网电商、中建电商、中信银行、华能电商、国家能源集团物资公司等单位联合建设的央企电商联盟链在当天大会同步上线。央企电商联盟链旨在进一步凝聚中央企业资源优势和创新合力,推动区块链技术和相关产业创新发展。

      基于自主研发的区块链底层技术服务平台,依托司法信用“天平链”、能源电力“国网链”和“央企电商联盟链”三大区块链基础设施,截至11月25日,国家电网公司已完成区块链在十大业务场景应用的融合,目前十大应用场景累计上链数据突破430万条。

(以上转载自《U网资讯》:国家电网公布能源电力行业十大区块链应用场景)

     2020年10月24日,由国网电商公司联合20余家中央企业共同发起的中央企业区块链合作创新平台成立大会在京隆重召开。

      平台由国务院国资委科创局指导,中国产学研合作促进会支持,定位于发挥中央企业引领力和带动力,搭建中央企业区块链服务网络,构筑区块链产业新业态,切实推动区块链技术成果在更广泛领域的价值转化,助力我国新型基础设施建设和数字经济发展。平台发起成员来自国家电网、兵器工业集团、航天科技、中国石油、中国石化、华能集团、大唐集团、国家能源集团、中国电信、中国联通、中国移动、中国宝武、中国远洋海运、中化集团、通用技术集团、中国建筑、招商局集团、中国中车集团、中国中铁、中交集团、中国能建等20余家中央企业所属单位。

      在核心技术攻关方面,以国家电网、航天科工为代表的17家中央企业在各行业领域布局区块链专利,专利申请数量达到675件;在标准体系建设方面,中央企业发起成立多个区块链标准化技术委员会,开展区块链国际、国内标准制定,致力于抢占区块链行业规则制定权;在应用场景创新方面,以中国电子、中国中车、国家电网为代表的中央企业在多个行业领域建设区块链公共服务平台,以加速推动区块链科技创新成果赋能实体经济。

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  结 语  

      区块链在能源电力行业的应用,可以在供应链金融、电力交易、碳排放与碳交易、人力资源管理、知识产权管理、安全风险管理、法律风险管理、行业协同等多个方面开展工作,与EMS/SCADA结合实现发输配用一体化动态监测以及实时度电碳排放因子管理,与EAM/ERP结合完成检修维护和资产管理。总之,电力行业用好了“区块链+”,就可以有效降低行业管理成本、运行成本和交易成本,最终实现电力体制改革的初衷—有效提升电力系统安全可靠水平和有效降低全社会用电成本。

      但是,任何技术都是在继承的基础上创新,国家层面重视和推广“区块链+”,并不是说有了区块链,其他IT技术就没用、或用处不大了。以往的技术基础设施有的需要更新改造,有的还是要继续加强。尤其是涉及到业务底层逻辑的应用,区块链应用只能结合、只能“+”、不能替代。

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来源:厚德能源观察,作者田力