美國著名學者杰里米!里夫金在其著作《第三次工業 革 命》 一書中首先提出了“能 源 互 聯 網” ( Energy Internet) 的概念和愿景，在國內外引起了廣泛關注。文獻［2］給出了能源互聯網的初步定義: 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
形成的閉環運行的復雜多網流系統。能源互聯網將改變傳統的電、熱、冷、氣等能源“平行流動”的狀況，實現在生產、輸送、存儲、消費等各個環節的耦合，使得不同形式能源在諸多環節可相互轉化，實現多流網絡的協同運行。能源互聯網不僅可在工業系統中應用，也可在居民區甚至家庭內實施。到目前為止，對能源互聯網的研究總體上尚處于理論研究和架構設計層面，真正運行的能源互聯網尚很鮮見。
能源互聯網可實現能量與信息的高效傳遞，但能源行業的價值鏈并沒有打通，源、網、荷、儲等多個環節還未能深度融合，各個環節之間的交易存在廣泛的摩擦。隨著能源互聯網中的分布式電源、儲能、電動汽車、電轉氣等設備的快速發展，能源消費者可能同時成為生產者，參與者的身份逐漸多元化。能源互聯網因參與主體多，系統復雜性強，以及身份的模糊性、資源的多樣性及分布性等特性，導致能量流、信息流、資金流的流向復雜，在能量流動和價值流動過程中交易管理等成本大大增加。以電力市場環境下的電力調度為例，調度中心一直被人詬病采用的調度方式不公平、不透明; 事實上，即使調度是公平的，外界也不會相信，這種信任問題是中心化調度方式所導致的。如何適當監督調度機構并要求其披露相關信息給市場參與者，以便讓參與者信任調度中心，是一個相當困難的問題。能源互聯網可以實現能量與信息的高效傳遞，但參與主體之間存在的信任問題會給交易帶來很高的附加成本。
區塊鏈基于密碼學原理解決交易過程的所有權確認問題，保證交易系統對價值交換活動的記錄、傳輸、存儲結果都是可信的。區塊鏈記錄的信息一旦生成將永久記錄，且無法篡改。區塊鏈被認為是繼大型計算機、個人電腦、互聯網、移動/社交網絡之后計算范式的第 5 次顛覆式創新，是人類信用進化史上繼血親信用、貴金屬信用、央行貨幣信用之后的第 4 個里程碑。
區塊鏈目前主要應用于金融業，不過國內外已開始研究“區塊鏈 + 能源”并取得了初步成果，尚處于概念證明階段或前期研究，沒有商業化應用報道。Grid Singularity 公司開發了能源支付捐贈平臺，捐助者可將錢直接發送到比特幣驅動的預付費電表，無須通過中介組織，保證捐贈款不會被挪用。能源公司 LO3 和 區 塊 鏈 公 司 ConsenSys 一 起 開 展 了
TransActive Grid 項目，驗證了基于區塊鏈技術的分布式 P2P 能源交易可成功將居民家中太陽能板產生的過剩電能賣給鄰居。目前，西門子公司的 next47部門也加入了 TransActive Grid 項目。德國 ＲWE 與區塊鏈公司 Slock． it 合作研發出基于區塊鏈技術的電動汽車支付系統 Block Charge，用戶直接與機器，而非與人或公司簽訂合同。美國的 Filament 公司計劃在澳洲利用區塊鏈技術和物聯網技術，通過在電線桿上裝設的傳感設備，將其數據通過區塊鏈傳輸出去，以及時報告停電隱患。在物聯網中，Filament 采用無線傳感器組件，使
各個智能設備進行獨立溝通和交互。同時，這些智能設備還能進行價值交換，包括比特幣、數據和網絡接口在內的多種內容都能進行交換。另外，設備間的交易是由智能合約直接管理的，因此是自動執行的。美國的 IDEO CoLab 采用區塊鏈技術和物聯網設計了基于區塊鏈技術的太陽能電池板設備，利用 Filament的接口直接與納斯達克平臺聯系，在追蹤記錄發電量的同時自動形成可再生能源證書/補貼( ＲECs) 。這可以激勵可再生能源市場的發展，并保證 ＲECs 市場的透明性。國網浙江省電力公司電力科學研究院承擔了國家電網公司第一個區塊鏈科技項目，是國內最早將區塊鏈應用于能源互聯網的科研機構。萬向區塊鏈實驗室將投資 2 000 億元在杭州建設新聚能城，在云端使用區塊鏈技術，來重構“數字化城市”，建設集物聯網、互聯網、車聯網于一體，以研發、孵化、轉化、生產、運營為生命全周期，以智能生活、智能交通、智能服務為內容的萬物互聯互通的智能城市。
能源區塊鏈實驗室將建成能源區塊鏈主鏈，發行以 核 證 碳 減 排 量 ( Chinese certified emission reduction，CCEＲ) 為基礎資產的數字資產即碳票，并以碳票為應用結算單位。介紹了碳排放權認證、信息物理系統安全、虛擬發電資源交易以及多能源系統協同等應用場景。
區塊鏈技術在金融等行業已有較多應用，且有些已經商業化。本節對區塊鏈技術在能源領域的應用進行展望
當市場收益隨著經濟向好逐漸增加時股市就會上漲同時人們會根據現有的趨勢抱有對未來更好的預期繼續增加投資熱情，隨著經濟周期的高漲過程投資熱情同樣高漲，任何東西，只要需求增加價格就會上漲表現出來的往往是股票價價格在經濟復蘇和上行過程中高于市場收益所得到的理性價格。
P2P 電力交易
TransActive Grid 項目考慮鄰近電力公司之間的電力交易，把電力當作普通商品來處理，未考慮網絡安全約束。在 P2P 電力交易中考慮安全約束，并進行阻塞管理; 不過，該文認為在缺乏中心化機構管理的情形下，電力市場交易主體之間存在信任問題。事實上，區塊鏈的主要特征就是提供了信任機制，如果講在區塊鏈上進行交易存在信任問題，那只能說明區塊鏈設計得不夠合理。另外，該文提出的弱中心化機構和傳統的中心化機構的主要區別在于
能夠更好地保護用戶隱私，不過該文所述的弱中心化交易機構需要設置進入門檻，從而就需要一個身份認證中心，這樣的身份認證中心仍然面對隱私泄露風險。因此，從隱私和安全校核的角度來看，采用區塊鏈技術開發電力交易平臺未必合適。P2P 電力交易的思路擯棄了交易中心模式，筆者認為在 P2P 交易框架下如要考慮安全校核，交易就必須程序化且軟件代碼公開，這樣才符合區塊鏈的思想。P2P 電力交易的理想應用場景為含有分布式電源和/或儲能等有供用雙方且可以形成自治的微網環境。考慮到電力系統的安全性要求，主網的電力交易不適于采用 P2P 交易模式。
電動汽車充電樁
電動汽車充電樁的運營商數量眾多，通常每個運營商都建立了自己的支付平臺; 各充電設施建設機構出于運營考慮，發行不同的充電卡，并可能采用不同的收費標準，這給電動汽車用戶帶來很大不便。由于區塊鏈是去中心的、可信任的，采用區塊鏈技術建立統一的充電樁底層支付平臺更容易為公眾所接受。在電動汽車與電力系統的交互領域，尚存在私人充電樁難以實現共享、電動汽車 V2G 尚缺乏激勵機制、動力電池梯級利用無法保證電芯質量等眾多問題。采用區塊鏈技術有望解決這些問題。例如，可采用基于智能合約和分布式總賬的充電樁按時租賃、基于虛擬貨幣激勵機制的電動汽車 V2G 自動響應、基于區塊鏈的電池電芯生命周期數據的儲存和認證等。
物理信息安全
電力信息系統一般是孤立系統，通常認為其受網絡攻擊的可能性不大。在 2010 年，人們發現了有史以來第一個專門針對工業控制系統的計算機病毒Stuxnet，其通常首先通過受感染的 USB 等設備滲透計算機網絡，這樣與外部網絡相互隔離的企業內部網絡也可能受到 Stuxnet 的攻擊。2015 年底，由于電力信息系統遭黑客攻擊，導致烏克蘭發生了大規模停
電。可見，能源系統防御惡意網絡攻擊的能力有待加強。如果無法保證足夠的信息安全，就需要限制未來的信息網絡從專用網向互聯網的跨越，“互聯網 + 能源網”的融合模式也就難以形成。電網公司目前采用的最主要的信息安全防護方式是內外網隔離，但在有些情況下必須進行內外網數據交互，雖然有防火墻進行隔離，但防火墻難免存在漏洞，不能保證萬無
一失。智能電表等信息采集設備的數量非常龐大，傳統的通過構建專網進行數據采集的方式成本過高，而利用互聯網等公用信息網絡則存在網絡攻擊、數據篡改等安全威脅。主要原因在于目前采用的數據庫是中心化的，一旦中心數據庫遭到入侵，則數據可被讀取和篡改，信息安全就無法得到保障。區塊鏈的高冗余存儲、去中心化、高安全性和隱私保護等特點使其特別適合存儲和保護重要隱私數據，以避免因中心化機構遭受攻擊或權限管理不當而造成的大規模數據丟失或泄露。因此，基于區塊鏈的數據安全技術可提升能源互聯網的信息安全。
能源互聯網的商業模式
區塊鏈技術的發展能夠給能源互聯網引入新的商業模式，可通過大力推動光伏電站眾籌、資產證券化等模式實施。目前，用戶配電設施主要由用戶自己投資建設，資金一次性投入較大。采用眾籌方式進行投資建設，可以降低客戶負擔，而投資者也可獲得收益。該模式需要解決的主要問題在于怎樣確定眾籌標的物和現實情況是對應的，如果無法確認標的物的真實性，就存在很大的投資風險，從而影響投資積極性。另外，配電資產的投資收益和用電量有關，只有提供精確可信的計量數據，才能保障投資者利益。區塊鏈技術能解決這兩個難題，基于區塊鏈的眾籌配售電有望成為一種新型商業模式。區塊鏈技術正在高速發展之中，在能源領域具有很大的應用前景。在能源區塊鏈領域，目前尚未形成規范的技術標準。在相關國際標準形成之前，工業界和學術界需要投入大量人力物力開展相關的研發工作，以搶占這一領域的理論和技術研究高地。區塊鏈技術與其他技術領域如大數據技術的融合也是值得關注的重要課題。
能源系統中各個市場主體間如果缺乏信任就容易導致交易摩擦，而在參與者眾多的情形下這一般難以避免。區塊鏈技術具有去中心化、公開透明、安全可信的特點，為解決能源系統中的交易摩擦提供了重要途徑。雖然區塊鏈技術在能源等行業有不同程度的應用研究，但總體上處于初期階段，仍存在著效率較低、資源浪費等技術難題，導致區塊鏈技術尚未得到廣泛應用。
能源這篇論文已經結束，我們今天來看看關于《區塊鏈：從數字貨幣到信用社會》這本書我和大家好好分享一下。
我們先來看看序言一——區塊鏈：建設互聯網的價值高速公路
區塊鏈因比特幣而生。一般我們都將比特幣簡單地視為一種貨幣，但從根本上來說，區塊鏈更是價值傳輸協議。相較于通常意義上的數字貨幣，區塊鏈與互聯網TCP/IP（傳輸控制協議/網絡互聯協議）協議更為相似。只不過，TCP/IP協議為信息互聯網而設計，區塊鏈則為價值互聯網提供了理論基礎。但在互聯網上進行價值交換，需解決三個問題：一是確保價值交換的唯一性；二是如何確立價值交換雙方的信任關系；三是如何確保雙方的承諾能夠完成依靠網絡的自治機制（智能合約）而自動執行，而無需可信第三方的介入。2009年基于區塊鏈技術的數字貨幣比特幣的誕生，給上述三個問題找到了解決方案。區塊鏈是一種新型的去中心化協議，鏈上數據不可隨意更改或偽造，因而提供了無需信任積累的信用建立范 式。區塊鏈可理解為一個賬本（ledger），人們只需加入一個公開透明的數據庫，通過點對點的記賬、數據傳輸、 認證或智能合約來達成信用共識，而不再借助任何中間方。這個公開透明的數據庫包括了過去所有的交易記錄、 歷史數據及其他相關信息。這些信息安全地分布式存儲在一串使用密碼學方法產生的數據塊中，即為一個區塊， 從創始區塊連接到當前區塊，就形成了區塊鏈。由于每個區塊都包含了上一個區塊的索引，即區塊的哈希 （hash），使得每一個區塊按照時間順序產生，若要逆轉某個區塊上的交易，需要重新計算該區塊之后的所有區 塊，這在計算難度上幾乎是不可能的。于是，區塊鏈逐步成為一種可靠的審計工具，也讓系統內參與者之間的信 任建立得以實現。
區塊鏈本身具有分布式（Distributed）、去中介（Disintermediation）、去信任（Trustless）、不可篡改 （Immutable）、可編程（Programmable）等特征。這些特征使區塊鏈能彌補傳統金融機構的不足，提高運作效 率，降低運營成本，靈活更新市場規則，防止信息篡改和偽造，同時也大大提高了穩定性，減少了宕機風險。因 而區塊鏈可應用的場景非常廣泛，眾多金融機構正在研究區塊鏈技術在金融市場的應用。區塊鏈可直接用于銀行相關業務。例如，對賬戶的反洗錢檢查、交易后的銀行結算等涉及人工審核的業務。區塊鏈的分布式網絡結構使賬戶資產、信用等信息可在各銀行間共通，這大大簡化了重復性手續，節省大量人力 物力。
由于任何人都能創造自己的區塊鏈系統：啟動條件十分簡易，且不難實現。現有區塊鏈林林總總，有公有鏈、聯盟鏈與私有鏈之分。知名項目除 了R3CEV，還有Linux基金會推進的超級賬本（Hyperledger），以智能合約平臺而著稱的以太坊，以及基于比特幣 區塊鏈系統的閃電網絡與側鏈技術……正如區塊鏈數據的合法性是以算法來競爭最長鏈，這些區塊鏈協議與技術 也呈現出非常激烈的競爭局面，它們最終哪一種會勝出，聯盟鏈與公有鏈哪一個笑到最后，并成為互聯網通用價值傳輸協議，目前還是個謎。 或許，互聯網的早期發展能帶給我們以啟示。互聯網鼻祖是美國國防部的軍用網，叫做“阿帕 網”（ARPAnet）。在20世紀70年代，ARPAnet已經形成好幾十個計算機網絡，但是每個網絡只能在網絡內部的計 算機之間互聯通信，不同計算機網絡是一個個信息孤島，它們之間不能通訊。直到1974年，研究人員設計了連接 分組網絡的協議，其中就包括著名的TCP/IP——網際互聯協議IP和傳輸控制協議TCP，這才將這些孤島連通起 來，構成現在的因特網（Internet）。因而，聯盟鏈與公有鏈之間，比特幣與以太坊之間，以及其他區塊鏈網絡之 間，也許并不是一個你死我活、贏家通吃的局面，而是會通過構建不同區塊鏈之間的價值傳輸協議，而形成一個
統一的區塊鏈：互聯鏈（Interchain）。同樣，互聯鏈也會像互聯網的物理層、網絡層、傳輸層、應用層的層級設 計一樣，根據功能定位的不同、應用場景的不同、共享賬簿的開放權限的不同，而演化為不同層級的協議。如果說TCP/IP協議讓我們進入了信息自由傳遞的時代，區塊鏈則將把我們帶入價值高速公路時代。區塊鏈協 議的完善，將構成共享金融的基礎設施。當今互聯網正進入分布式時代，逐漸從傳遞信息的互聯網演變為交換價 值的互聯鏈。出于價值交換的需要，人類進入數據可計算時代。數據結構也進化成為附帶計算機程序的代碼，數 據可以自我計算，自我運行，從而成為智能數據，為整個人類社會進入智慧社會打開了大門。