随着“加密货币狂热”席卷交易市场，2017年末，人们开始关注早期区块链算法中的一个令人担忧的事实：比特币和以太坊等平台采用的这些算法耗电量惊人。
据估算，为比特币的日常交易提供动力——比特币是按市值计算最大的加密货币——所消耗的能源相当于一个国家的用能量，最近已超过一个国家的能源消耗水平，丹麦和爱尔兰。尽管具体数据仍存在争议，但显而易见的是，在区块链上验证交易的挖矿过程会带来显著的能源负担。
但如果区块链非但不会加剧能源紧缺，反而能成为解决方案，帮助我们更快地转向清洁、有韧性、价格可负担且分布式的能源系统呢？
我们相信，区块链的独特特性若通过避免挖矿的替代交易验证方式加以运用，就能推动能源互联网的发展，以更可持续的方式满足我们的需求。
实现安全、低成本与自动化
加密货币是区块链技术用于存储和转移价值的一种简单应用。区块链在此处的用途颇具吸引力，因为其可追溯账本和先进的密码学技术能够有力防范黑客攻击。此外，区块链的点对点功能从设计上避免了银行等第三方中介，从而降低交易成本。这种安全且低成本地将信任转化为商品的能力，是区块链技术的一项重要优势。
区块链还支持更复杂的功能，称为智能合约，它可以在验证预设业务逻辑后实现价值转移。可以把这一功能看作基于市场的资产自动化。在能源领域，智能合约可与发电和用电设备（如风力涡轮机、屋顶太阳能电池板、电动汽车电池、智能恒温器和热水器）相连，根据传感器传递的能源价格信号和电网的实际状态来控制这些设备的运行。
区块链的三大特性——网络安全、低成本交易和自动化——相结合，就能让我们以最低成本将集中式发电厂与分布式可再生能源、电池和灵活负荷整合进电网，同时不牺牲可靠性。
基于区块链的平台让我们能够简单、安全地同时从电网两端实现供需平衡，大幅提高资产利用率；这类资本密集型网络经常仅以50%的容量运行。
要集齐构建完全交易化电网所需的所有要素，或许还需要一些时间，但近期值得期待的是能源区块链更直接的应用。其中一项早期应用将让你能够选择电力来源。
选择电子的颜色
随着人们日益关注化石能源发电带来的负面影响，越来越多的客户——包括许多大型企业——正在寻求购买太阳能和风能等“绿色”可再生能源的方法。然而，即使在客户可以作出这种选择的市场，及时核实购买情况也很困难。
如今，太阳能和风力发电厂的电表将信息记录在电子表格中，再分享给监管机构；监管机构通常会将信息录入另一个数据库。可再生能源“证书”由人工生成。随后，市场中介机构撮合买卖双方，并收取费用以担保证书信息的完整性。这个复杂流程成本相对较高，而且存在时间延迟，完成一笔交易往往需要数月。
此外，这个涉及多方参与者、多种流程和数据格式的系统存在多种漏洞，包括无意的会计错误、证书重复计算（包括蓄意滥用），以及网络盗窃或数据篡改。因此，这一市场存在缺陷且效率极低，即使是最坚定的买家，也很难以较低成本进入。
下图展示了当前购买可再生能源证书（REC）的流程。
区块链技术大幅简化了这一系统，为市场带来透明度和信任。电表直接连接到区块链，由区块链充当共享的公共账本，建立一套共享数据。认证和验证功能被整合进交易协议，市场中介机构因而不再需要。加密技术确保数据完整性。
分布式处理和存储可保护数据免受攻击和篡改。在线交易即时结算，几乎无需营运资金或交易对手信用。报告自动生成、可验证且即时完成。客户和产品可根据明示偏好及目标市场无缝汇总或拆分。成本下降、准入更便利，促进了市场参与。
如下图所示，所有这些功能都可以整合到一个精简的系统中。
重塑会计系统，使电力市场“去商品化”，有力展现了区块链的能力。领先能源企业正积极合作，打造这一应用的开源版本，供全球使用，并纳入能源网络基金会。该非营利基金会致力于推动区块链技术在能源领域的发展。
与此同时，早期区块链应用正在电动汽车充电、微电网管理和交易型能源领域涌现。自动需求响应、批发市场交易，以及最终实现的全分布式资源市场自动化也将随之而来。区块链的发展速度跟得上软件开发，而非基础设施部署。
释放能源区块链的潜力
区块链技术所蕴含的多种特性令人振奋，已推高了银行、医疗保健、可持续农业等多个行业的期待；最积极的倡导者甚至承诺，区块链将彻底消除整个行业对中介机构的依赖。
这股热潮推动相关项目通过首次代币发行筹集了超过40亿美元（2017年）。首次代币发行是为区块链项目融资、且监管大多不完善的方式。然而，要让区块链不负期待并在能源领域充分发挥潜力，还需应对若干挑战：
⦁ 速度
如今，比特币和以太坊等公有区块链每秒只能处理7至30笔交易。要将所有发电和用电设备数字化并纳入交易型电网，就必须具备每秒处理数百万笔交易的能力。
⦁ 安全互联
要让电网运营实现全面数字化和自主化，就需要一种可扩展的方法，对接入区块链的设备进行身份验证、注册和监控。这意味着要开放目前专有的协议，并改造各种设备以实现互联。
⦁ 监管改革
推广标准化的区块链市场政策和框架，需要监管机构就交易清算方式达成一致（在区块链领域，这称为共识机制）。
从环境恶徒到能源英雄
认识到这一机遇的潜在规模，并了解其中的技术挑战后，行业领军者正通过组建联盟、汇集资源，来试制区块链技术并推动其标准化。
能源网络基金会正与全球电力市场参与者合作，构建一种可扩展的开源区块链，专为能源市场需求量身打造，并以能源高效为设计目标。
与此同时，包括Enerchain在内的其他联盟正与公用事业公司合作，开发区块链应用以简化能源批发交易。第三个联盟通过Hyperledger 项目与 Linux 基金会合作，正在构建一个通用区块链平台。该平台并非专为能源领域设计，但可用于能源应用。
随着部署资源和开展活动的规模不断扩大，我们预计很快就能明确这项新技术的可能性和局限性。尽管近期对能源消耗的担忧确有根据，但未来几代区块链技术必将找到消除高能耗挖矿的方法。届时，我们相信区块链将迅速摆脱环境恶徒的形象，重新成为清洁能源领域的英雄。
