在到 2050 年达成碳净零排放的重压下，能源系统正在持续转型去中心化和数字化。可再生能源（生物质能、水电、地热能、风能和太阳能）为能源安全、社会和经济进步、能源获得、减缓气候变化与降低环境和健康影响提供了机会。
然而，能源系统中的信息正变得愈加复杂和分散，集中式结构效率低下，所以将可再生能源添加到现有些能源系统需要新的工具来维持运行稳定性和安全性。在此背景下，在可再生能源中集成区块链技术是达成能源可持续性的重要。
集成了区块链的能源系统（分布式能源系统）是一种旨在使能源更接近用户的新办法：区块链技术可以为分散的可再生能源系统提供一种主导电力市场的新办法。区块链可以促进分布式P2P买卖，减少买卖本钱，通过密码学提升安全性，与提升买家的可选择选项。
区块链的特征
区块链技术的出现和 2008 年BTC的诞生让研究职员可以探索区块链在金融、医疗保健、农业、能源等各个范围有哪些好处。区块链作为一种分布式和数字买卖技术，可以安全地存储数据，与在 点对点 系统中实行智能合约。
区块链具备以下特征：去中心化、永久性和匿名性。用户对数字系统的信赖不是由中央机构打造的，而是由协议、密码学和计算机代码打造的。所以，区块链很大地提升了组织和个人在这类互联网内进行协作和交互的可能性。
区块链因其独特的特质而具备彻底改变能源范围的潜力。区块链在能源范围的应用很广泛，并且在步骤和平台方面都可以产生巨大的影响。仅仅在电力Supply chain步骤中就有不少用例：互联网、买卖和推广平台；批发和 点对点 贸易。
能源行业的区块链：优势与局限
区块链技术为能源行业提供了机会，可以带来深远的变化，但同时也为能源行业的现有模式带来风险。
支持在能源市场用区块链技术的非常重要论据包含步骤的简化和智能化、更高的透明度与通过消除中介来减少买卖本钱。然而，也有一些反对在能源市场用区块链技术的论据，其中特别包含买卖速度慢、非法活动与能源和资源的消耗。除此之外，还有一些基本的法律问题，比如数据保护。
在能源市场中集成区块链的潜在优势：
减少天然气或电力市场的买卖本钱，从而降低对营运资金的需要。减少本钱还与为公用事业和电网运营商提供更多信息有关，以将可再生能源整理到电网中。区块链无需中介，买卖可以直接进行，从而减少了步骤的复杂性和与之有关的本钱。
热水器、电动汽车、电池、太阳能光伏装置等能源设施与电网运营商（智能电网）之间通信的新机会。
通过分散的可再生能源电网为服务不足的社区提供负担得起的能源。
节能加密：加密可以将任何数据或任何信息转换为代码以预防未经授权的访问。对节能数据进行加密并通过区块链共享可以使市场更安全。
节能交换：区块链技术好像有肯定的潜力（假如将节能换成可以购买的新节能商品），由于加密的节能数据可以存储在区块链平台上，以抵消电费或购买额外的能源服务。
正确评估节能：能源效率的评估很不简单，由于在很多状况下，能源效率有哪些好处没办法从技术上衡量或评估。将区块链与信息通信技术与步骤智能化相结合，可以在一定量上帮助评估节能和有关收益。
增加透明度：因为区块链是一种分布式账本技术，数据可以在安全、防篡改、透明地传输。篡改区块链平台上共享的数据是一个很昂贵且技术上不可行的过程。
提升靠谱性：假如数据存储在一个传统能源系统中，因为采集信息需要时间，因此非常难对其进行跟踪和验证。因为区块链是一种去信赖的分布式账本技术，数据存储在不一样的区块中，这可以大大提升整个系统的靠谱性。
提升安全性和顾客信赖度：集成区块链，意味着顾客的节能数据、来自金融机构的信息或与能源市场中任何利益有关者有关的数据都将被加密。借用智能合约功能，区块链还可以使步骤智能化而不是手工，这能够帮助增加顾客对系统的信赖。
区块链对能源公司运营的潜在积极影响：
计费：区块链、智能合约和智能电表可以为买家和分散的小型发电机达成自动计费。公用事业可以从能源小额支付、预付费电表支付平台的潜力中受益。
销售和推广：销售实践或许会依据买家的能源用情况、个人偏好和环境问题而改变。区块链与机器学习等AI技术相结合，可以确定能源消耗模式，从而提供增值能源商品。
智能电网应用和数据通信：区块链可以用于连接智能设施、传输或存储数据。智能电网上的智能设施包含智能电表、先进传感器、互联网监控设施、能源监控和管理软件，与智能家居能源控制器和楼宇监控系统。除去确保安全的数据传输，智能电网应用还可以进一步受益于区块链技术支持的数据标准化。
（智能电网是一种智能化的电力互联网，可达成电网与其顾客之间的双向通信买卖。）
网格治理：区块链可以提供集成的交易网站并优化灵活的资源，不然会致使昂贵的互联网升级。
安全和身份管理：买卖的安全性可以从区块链技术中受益。区块链可以保护隐私、数据机密性和身份管理。
资源共享：区块链可以为多个用户之间共享资源提供充电解决方法，比如共享电动汽车充电基础设施、数据或共享的集中式社区存储。
角逐：智能合约大概让更换能源提供商变得更容易、更快捷。增加市场流动性或许会增加角逐并可能减少能源关税。
透明度：不可变的记录和透明的步骤可以大大提升审计和合规性。
大规模采区块链的限制/挑战：
可扩展性和功耗：因为其设计，公共区块链上的每笔买卖一般需要高功耗，并且在确认买卖之前或许会有很久的延迟。
缺少明确和一致的监管：虽然日本和欧洲等不同国家/区域已经开始拟定有关区块链的法规，但缺少全球统一的法规是区块链在能源范围使用的主要障碍。需要拟定明确和一致的法规来管理将来的分布式能源系统，规范电价并解决可能的纠纷。
有限的电网基础设施：优化区块链在能源范围的用法需要愈加互联的智能电网。
数据保护：控制大多数互联网的攻击者可以中断新区块的记录并阻止买卖完成。这类的攻击对较小的互联网构成了更高的风险，由于接管 51% 以上的互联网在大型区块链中所需的处置能力将是巨大的。
因此，区块链大概改变能源效率市场，并大概破坏现有能源公司已打造的商业模式和传统角色。
能源范围的区块链用例
就能源范围而言，区块链技术已被证明是最近的重大技术突破之一。区块链用例可以参考其目的和活动范围分为八组：
计量/计费和安全；
数字货币、代币和投资；
去中心化能源买卖；
绿色证书和碳买卖；
网格管理；
物联网、智能设施、智能化和资产管理；
电动汽车；
通用举措。
近期发表在 ScienceDirect 的一项研究表明，大约三分之一的用例与去中心化能源买卖有关，其中包含批发、零售和 点对点 能源买卖计划。第二个最受青睐的类别是数字货币、代币和投资，占五分之一的用例。第二是物联网、智能设施、智能化和资产管理，与会计、计费和安全，分别占总用例的 11% 和 9%。其他项目占总数的 6-7%：
区块链活动也可以参考用的平台和共识算法进行分类。60% 正在开发基于ETH的解决方法作为起点，而 55% 用过 PoW 算法。
除此之外，大部分开发职员都面向对企业最具吸引力的私有区块链平台。Energy Web（专为能源行业设计的基于ETH的区块链）吸引了 10% 的已公开披露的项目，也是能源公用事业企业的最佳选择解决方法。其他时尚的平台包含 Hyperledger 和 Tendermint。将来的新项目或许会转向更可扩展、更快、更节能的区块链，探索 PoS 或 BFT 等区块链解决方法。
计量/计费和安全：
一些开发职员正在探索在计量和计费过程中用区块链技术。当与计量基础设施集成时，区块链可以为买家用的能源服务自动计费，并大概减少管理本钱。区块链可以提供能源生产和消耗跟踪，告知买家能源提供的出处和本钱，使能源支付愈加透明。除此之外，区块链安全功能可用于保护数据隐私、身份管理。
能源范围的首批区块链应用之一是同意数字货币来支付能源和电力。事实上，愈加多的公司正在同意加密支付，包含能源行业的几家公司。比如，BAS Nederland 成为第一家同意BTC作为电费支付新形式的能源公司。其他公用事业公司如 Enercity和 Elegant 也紧随其后。借用 Enercity，住宅顾客可以通过网络进行支付，并使BTC自动兑换欧元。Elegant 引入了加密支付，用于提供能源服务，包含天然气和电力。
区块链技术可以以一种愈加分散的方法管理智能电表数据，防止对单一数据权限的需要，从而防止单点问题。但新的挑战也出现了，将区块链技术应用于智能电表的一个重要先决条件是拥有一个有效的智能电表基础设施，智能电表和区块链的集成将产生巨大的开发本钱，尤其是由于智能电表基础设施已经在几个没区块链功能的国家部署。除此之外，还需要拟定新的规范以确保互操作性。
数字货币、代币和投资
数字货币是迄今为止最受青睐和理解最广泛的区块链应用之一，市场上出现了愈加多的新数字货币和能源代币。
专门为能源应用发行数字货币可能具备一些优势，由于这种数字货币的分配和用可以留给那些在系统中拥有最大利益或提供最多公共利益服务的人（比如，在可再生能源应用中，假如发电机产生碳密集度最低的能源，他们可以获得更多的数字货币奖励）。
愈加多的企业正在用数字货币作为吸引投资和资金的工具（也称为初始代币发行）。新的数字货币也可用于奖励期望的行为并促进对可再生能源的投资。
为鼓励用可再生能源而发行的数字货币包含：
SolarCoins：SolarCoin 向大家支付用于生态太阳能的替代数字虚拟货币。它为 1 兆瓦的太阳能支付一枚 SolarCoin。
M-PAYG：M-PAYG 旨在通过将能源获得数字化，显著改变进步中国家底层人民获得可再生能源的机会。M-PAYG 基础设施包含一个预付费太阳能解决方法，该解决方法为个人和家庭提供通过小型移动支付获得太阳能的机会。
Coinfy：Coinfy 提供基于区块链的支付处置和交易网站，促进跨国买卖。因为区块链跨国支付的买卖成本最低，所以离网太阳能公司和没办法获得能源的大家之间的能源买卖在进步中国家成为可能。
具体例子包含一家英国初创公司 4New，它提供一种名为 KWATT 的能源代币。1 KWATT 代币代表与数字货币采矿场坐落于同一地址的垃圾发电厂中每年 1 千瓦时的电力。代币持有者可以决定供应英国国家用电器网的能源，也可以用它来开采其他数字货币，比如BTC和ETH。与 4New 类似，总部坐落于美国的初创公司 PRTI 计划建造一个垃圾发电工厂，用于开采数字货币。
通常来讲，在推出新的数字货币时，需要解决一些重要问题。主要问题之一是推行数字货币系统的开销，与用户对其长期价值的信赖问题。比如，假如可再生能源生产厂家觉得数字货币的价值不足以支付他们在实践中的投资，他们可能更喜欢法定货币。
去中心化能源买卖
迄今为止，去中心化能源买卖在能源范围产生了最多的区块链买卖。
一些应用正在开发中，比如：
（1）批发能源买卖
区块链可以减少买卖本钱，同时提供透明的数据供多方访问。区块链可以消除中介，减少买卖本钱和可能的买卖量，从而允许小型买家参与能源市场。这方面的限制与区块链系统可以支持的可扩展性和买卖速度有关。除此之外，一个重要问题是商业敏锐数据能否对所有买家开放？
批发能源市场的区块链计划：
PONTON 旨在借助区块链技术为地区市场开发智能能源商品买卖解决方法。PONTON 与 40 多家欧洲能源贸易公司和公用事业公司合作开发了一个 点对点 批发能源交易网站，该平台支持广泛的实物交割买卖商品。
奥地利最大的公用事业公司 Wien Energie 在区块链开发公司 BTL 的支持下启动了天然气买卖区块链试验。BTL 完成了为期 12 周的欧洲能源买卖区块链试点，该公司用公共ETH和私人开发软件的组合 Interbit，提升了可扩展性并可以支持每秒数千笔买卖。
BP、Shell、挪威国家石油公司与 VAKT 合作开发能源产品的数字交易网站。买卖涉及纸质合同和容易出错的后端步骤。
在新加坡，白金能源收购公司正在开发能源产品交易网站。
加拿大的 PetroBloq 正在为石油和天然气行业开发一个基于ETH的交易网站。
（2）为最后买家提供能源市场准入的平台
为最后买家提供能源市场准入的平台可以为电网解锁新的灵活性服务。除此之外，此类举措可以提升买家对能源提供的认识和选择，并可以加快转换速度并增加角逐。
旨在让买家直接进入能源市场的区块链项目：
Grid+ 旨在开发一个区块链平台，让买家可以直接进入批发电力市场。Grid+ 就像一个能源零售提供商，为买家节省能源成本。
Drift 是一家能源提供公司，旨在为顾客提供更实惠的电价和更透明的能源账单。Drift 结合了基于AI和机器学习、高频买卖和区块链的智能算法，并应用于零售电力市场。买家可以在 点对点 市场上从当地可再生或传统出处购买电力。点对点 买卖由区块链记录和处置。
罗马尼亚能源提供商公司 Restart Energy 开发了一个区块链平台，可达成买家和可再生能源生产厂家之间的双边买卖。
SunContract 为斯洛文尼亚的发电机提供商和买家之间的能源买卖推出了一个分散的平台。 买家可以自由选择他们的能源提供商。
（3）当地 点对点 能源市场
当地 点对点 能源市场可以为当地能源系统优化提供解决方法，可以降低电网负载和延迟。除此之外，点对点 市场可以为可再生能源生产厂家提供额外的收入出处，并大概减少最后买家的能源本钱。但供需平衡是区块链系统没办法单独解决的重要问题，需要结合AI、机器学习和预测试打分析。
旨在为所有能源系统利益有关者提供平台的项目包含：
Bittwatt 旨在开发一个基于ETH的数字平台，向配电和输电系统运营商、监管机构、能源提供商、生产厂家和买家开放。区块链协议用于在利益有关者之间共享和同步近乎实时的运营信息，从而为能源输送、平衡、计量和计费提供分散的服务。该平台用AI来达成需要响应服务和市场预测。在 点对点 结算的状况下，Bittwatt 用其数字货币 BWT。
Clearwatts 正在开发一个分布式平台，不一样的利益有关者（可再生能源发电子商务、公用事业、电网运营商、监管机构）可以在该平台上实时共享靠谱信息，用于能源买卖和电力购买协议的结算，比如价格信息。他们与区块链开发商 BigchainDB 和 Spherity 合作，开发了一种区块链数据库解决方法，可以同时达成所需的区块链功能（去中心化、不变性等），同时具备低延迟和高买卖率。
社区项目和微电网的 点对点 买卖
点对点 买卖涉及多个参与者依据商定的合同交易能源。此类别中的潜在用例包含微电网中的买卖、生产者者与买家之间的双边买卖与企业对企业 (B2B) 能源买卖。这一般涉及太阳能，由于它是最常生产的可再生能源。
点对点 能源买卖市场允许参与者节省能源本钱，降低参与者支付给分销商（中间商）的成本，而且也使得生产、消费和销售过剩电力成为可能，就像产品市场。
可再生能源中的革新 点对点 解决方法：
Vandebron 是一家坐落于荷兰阿姆斯特丹的绿色能源提供商，为住宅和商业用户提供绿色电力和常规天然气。公司不生产能源；相反，它供应其他公司生产的能源。Vandebron 允许参与者直接与独立的能源生产厂家进行买卖。
SunContract 是一个基于区块链的 点对点 能源交易网站，提供了很多购买和供应可再生能源的功能。在欧盟——斯洛文尼亚，SunContract 平台目前拥有超越 5000 名顾客。该企业的使命是创建全球性的能源买卖市场，以便捷顾客在没中介的状况下直接相互买卖，并让他们变得愈加“自给自足”。
PowerLedger 用区块链技术创建市场买卖和清算机制。在微电网和配电互联网中，可再生能源生产厂家可以以预定价格供应多余的能源。
Electron 是一家在英国成立的初创公司，它创建了与现有能源系统集成的基于ETH的能源解决方法。
绿色证书和碳买卖
区块链技术可以成为管理证书的工具。与当今复杂且昂贵的外包管理软件相比，它提供了信赖、高级别的安全性、速度和较低的买卖本钱与容易性。
一些开发商正在研究将区块链技术用于自动发行和可买卖的可再生能源（绿色）和碳证书。目前可再生证书、碳信用和市场结构分散且复杂。因为与此程序有关的高本钱，小型能源生产厂家事实上被排除在申请碳信用额以外。除此之外，审计过程一般由中央机构手工实行，容易出错。
区块链可以自动发行绿色证书，减少买卖本钱，并为此类资产创建全球市场，提升市场透明度。区块链在这方面的局限性在于所提供服务的认证和验证。比如，与区块链解决方法集成的智能电表可以自动验证能源生产，但尚未探索干扰此类系统的可能性。
这方面的举措：
全球首家探索区块链技术的证券交易平台纳斯达克成功拓展了绿色证书买卖试点。太阳能生产厂家可以获得由 Filament 发行的证书，然后通过纳斯达克的 Linq 平台在线买卖。
Veridium 推出了一个基于ETH的平台，用于通过其代币 TRG 买卖碳信用。
DAO IPCI 是一家俄罗斯初创公司，旨在为基于区块链的碳信用资产提供综合服务。
Evoluton Enerige 正在尝试用区块链来跟踪和认证可再生能源。
区块链技术可以成为新的勉励证书的推进者，假如无人想管理它们，或者没更地方级别的机构（比如城市）正在考虑发布它们，那样区块链技术可以做到。
网格管理
一些区块链开发职员正在努力探寻基于智能化和网格管理的革新解决方法。该范围的潜在好处是大概改变供需平衡、更好的协调配电、自动验证电网资产与提升资源的可见性。
区块链在这里面临很多挑战。第一，需要显著改进区块链系统以提供更高的吞吐量和买卖速度，从而达成实时验证；已经部署在电网中的计量系统、电网基础设施、控制和通信系统需要连接到区块链。这将致使创建很多新数据集，需要对其进行仔细管理并保护其免受潜在的互联网攻击。
这方面的举措：
Gridchain（由 PONTON 开发），一种基于区块链技术的革新软件，可模拟实时网格管理。旨在加大TSO（传输系统运营商）、DSO（配电系统运营商）、聚合器（汇集很多小型单元的发电能力）之间的协调，并为电网管理提供解决方法。
物联网、智能设施、智能化和资产管理
区块链技术非常重要的应用之一与广泛应用于智能电网的物联网技术有关。
基于物联网的区块链基础设施需要很多的设施、存储、服务器，与将所有物联网组件集成到智能电网中的当地互联网。同时，服务器用于接收来自各种传感器的数据，管理物联网设施的运行，并控制区块链中的不同组件。除此之外，很多数据可以存储在硬件或软件存储中。其次，买家可以通过他们的计算机与区块链进行交互，以知道数据买卖的任何变化。
已经有了几个项目、初创公司和试验，包含：
ElectriCChain 是为 SolarCoin 数字货币（第二个用例提到过）提供动力的区块链解决方法。ElectriCChain 是一家非营利组织，积极参与太阳能区块链项目，合作伙伴包含 Bitseed、Chain of Things、以太坊、Grid Singularity、IOTA。
Slock.it 旨在开发物联网应用程序和共享经济平台，称为通用共享互联网。
电动汽车
电动汽车的去中心化性质，涉及多方（汽车、司机、充电站、用按需移动服务的乘客），自然合适区块链的推行。去中心化有哪些好处包含：消除对集中管理的电动汽车充电基础设施的需要，与消除充电站或运输提供商之间的定价。
区块链解决方法旨在为私人开发的电动汽车充电基础设施提供勉励。借用该解决方法，电动汽车用户可以达成更高的电费透明度，并在选择能源时可能有更多选项。
很多公司已经探索了区块链技术在电动汽车中的应用：
Share& Charge 平台允许电动汽车司机和私人电动汽车充电基础设施所有者之间的 点对点 买卖。电动汽车充电站互联网在ETH公共区块链上运行。用户拥有一个电子钱包，可以访问电力价格和买卖的实时信息。互联网的任何参与者都可以监控和跟踪所有买卖。该平台达成了自动计费，并可以勉励建设电动汽车充电基础设施，由于私有充电站可以通过让其他司机在他们的充电点为电动汽车充电来产生收入流。
在电动汽车的用例中，区块链的机会是巨大的，但需要解决一些挑战。区块链本质上是分布式账本，因此电动汽车用户需要匿名化以保护他们的隐私（比如地方、移动的行程）。除此之外，电动汽车系统中的区块链需要是防篡改的，以预防攻击者破坏电动汽车的安全性。最后，鉴于电动汽车可以与电网交互并在多个地址充电，因此互操作性标准的开发对于达成区块链在该范围可以提供有哪些好处至关要紧。
开发基础技术的通用计划
除去专注于特定应用范围外，一些组织还打造了协作平台，旨在探索区块链在各种用例中的潜力。其中包含欧洲电力工业协会 Eurelectric 推出了一个平台，旨在探索区块链技术在电力价值链中的潜力，包含发电、贸易、提供。
能源范围的主要区块链参与者
按收入划分的能源市场上在区块链上运营的顶级公司：
SAP（317 亿USD）：“绿色能源跟踪和分配系统”是 SAP 云平台区块链WIPRO-SAP 开发计划的一部分。该系统满足了迅速进步的绿色能源行业的需要，也鼓励顾客成为“生产者+买家”，同时满足从当地绿色能源消费的监管需要。
Acciona（74.81 亿USD）：这是一家西班牙跨国公司，与 FlexiDAO 一块创建了能源区块链平台 GreenH2chain，以确保绿色氢能来自可再生能源，也允许用户从世界任何地方实时验证绿色氢能价值链。
WePower（2300 万USD）：一家总部坐落于澳大利亚的区块链公司，将能源购买者（投资者和最后用户）直接与绿色能源提供商联系起来，让他们可以以低于市场的价格提前购买能源。该公司发行了基于ETH的能源合约代币，通过电商平台向顾客销售。
PowerLedger（500 万USD）：这是一家澳大利亚区块链、软件和技术初创公司，致力于让可再生能源更容易获得。2022 年，公司将其平台从ETH迁移到更节能的 SOL。
Greeneum（500 万USD）：一家用先进技术促进清洗和可持续能源的生产和分配的区块链公司。坐落于以色列的大家每产生一瓦时的可再生能源，就会以数字货币的形式颁发绿色证书和碳信用，奖励用户节省能源和采取环保生活。Greeneum Network 致力于将区块链和机器学习等AI技术相结合，以加速全球向清洗能源的过渡。
概要
区块链技术为可再生能源面临的挑战提供了可行的解决方法。
增加能源买卖的参与度可以通过减少本钱和提升效率来产生重大影响；在区块链的帮忙下，电网可以降低不平等，由于一般人也有能力生产和销售能源，“生产者即买家”有哪些用途正在加大。最后，这将致使共享经济的进步。
区块链技术可以加速电网去中心化，显然具备使能源系统运营、市场和买家受益的潜力。区块链技术提供了去中介化、透明度和买卖安全性，但非常重要的是，它提供了新的解决方法，使买家和小型可再生能源生产厂家可以在能源市场中发挥更积极有哪些用途并将其资产货币化。
因此，区块链可以优化可再生能源市场。区块链与高速通信、智能电网相结合，将帮助大家更接近分布式可再生能源发电的数字化将来。
不过，区块链的应用也将需要重大的政策和行为改变。
风险提示：
依据央行等部门发布的《关于进一步防范和处置数字货币买卖炒作风险的公告》，本文内容仅用于信息推荐，不对任何经营与投资行为进行竞价与背书，请读者严格遵守所在区域法律法规，不参与任何非法金融行为。
