“區(qū)塊鏈不是為了應(yīng)用而應(yīng)用，區(qū)塊鏈只是工具，是去中心化的手段，解放生產(chǎn)力才是目的。”面對(duì)近幾年被炒得如火如荼的區(qū)塊鏈，清華大學(xué)電機(jī)系副教授張寧4月18日在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)說。

在當(dāng)天舉行的聚焦物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的北京地區(qū)廣受關(guān)注學(xué)術(shù)成果會(huì)上，張寧解釋說，區(qū)塊鏈也具有“適用范圍”，它并不能解決線下物理系統(tǒng)的真實(shí)和信任問題，而只能解決鏈上的去中心化和信任問題。以能源互聯(lián)網(wǎng)為例，他介紹了區(qū)塊鏈技術(shù)在這一領(lǐng)域的典型應(yīng)用，并就未來發(fā)展提出建議。

2019年10月24日，中共中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。由此，“區(qū)塊鏈”開始走入大眾視野，成為社會(huì)關(guān)注焦點(diǎn)。

近兩年來，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的研究日漸深入。數(shù)據(jù)表明，中國(guó)區(qū)塊鏈專利申請(qǐng)數(shù)量目前已位居全球第一。許多國(guó)企以及民企希望借此發(fā)力，尋找發(fā)展契機(jī)。能源領(lǐng)域尤其重視區(qū)塊鏈技術(shù)。如國(guó)家電網(wǎng)公司提出泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的整體解決方案，并成立了國(guó)網(wǎng)區(qū)塊鏈科技有限公司。同時(shí)，煤炭及其他各種能源行業(yè)都提出了區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)研發(fā)計(jì)劃。

那么，能源互聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈存在怎樣的聯(lián)系？在張寧看來，其關(guān)鍵之處在于，區(qū)塊鏈和能源互聯(lián)網(wǎng)具有“思想一致性”。

張寧介紹，區(qū)塊鏈的技術(shù)發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段。區(qū)塊鏈1.0主要用于以比特幣為代表的一系列數(shù)字化編程的貨幣（區(qū)塊鏈技術(shù)不等同于比特幣，而是支撐比特幣的底層技術(shù)），主要是以去中心化的手段解決支付過程中的信任問題。區(qū)塊鏈2.0超越了貨幣概念，以數(shù)字貨幣與智能合約相結(jié)合，主要用于各種金融市場(chǎng)的去中心化。區(qū)塊鏈3.0除金融領(lǐng)域之外，還會(huì)涉及到各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，又被稱為可編程社會(huì)，目前這一領(lǐng)域尚處于非常初級(jí)的階段。

“大家在辦很多事情的時(shí)候，都需要證明自己的學(xué)歷、經(jīng)歷，如何減少這一繁瑣工作量呢？依托密碼學(xué)技術(shù)、樹狀存儲(chǔ)技術(shù)、共識(shí)算法以及智能合約，區(qū)塊鏈就可以發(fā)揮重要的作用，解決信任的問題�！睆垖幷f。其核心思想是在沒有中心機(jī)構(gòu)或無法確定中心機(jī)構(gòu)，抑或中心機(jī)構(gòu)可能不可信、運(yùn)行環(huán)節(jié)繁瑣的情況下，建立各方信任，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享可信和合作。這界定了區(qū)塊鏈技術(shù)的適用范圍。

能源互聯(lián)網(wǎng)，這一能源系統(tǒng)，特別是電力系統(tǒng)正在經(jīng)歷轉(zhuǎn)型，正在改變著整體能源系統(tǒng)的形態(tài)。發(fā)電側(cè)不僅是傳統(tǒng)的大型發(fā)電站，風(fēng)電、光伏，特別是分布式光伏等并網(wǎng)，使能源系統(tǒng)由原來的統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷的方式運(yùn)營(yíng)，無法采用常規(guī)的調(diào)控手段去消納現(xiàn)有能源，如何管理這些成千上萬可發(fā)電的資源或發(fā)電主體就成為一個(gè)棘手問題。

“這使得區(qū)塊鏈與能源互聯(lián)網(wǎng)的在思想上具有“吻合之處”——都體現(xiàn)了去中心化的思想，需要進(jìn)行廣域情況下不同主體的自主協(xié)同�！睆垖幷f。在2016年發(fā)表于《電機(jī)工程學(xué)報(bào)》的一篇題為《能源互聯(lián)網(wǎng)中的區(qū)塊鏈技術(shù)》的研究中。張寧與合作者還指出，區(qū)塊鏈和能源互聯(lián)網(wǎng)還具有其他相似之處，如都能促進(jìn)建立市場(chǎng)化和金融化平臺(tái)，都具有智能化和合約化的特征。

那么，區(qū)塊鏈在能源互聯(lián)網(wǎng)中有哪些潛在用處呢？張寧表示，目前已經(jīng)有很多區(qū)塊鏈平臺(tái)都在用于解決不同的問題，現(xiàn)實(shí)作用已經(jīng)凸顯。主要包括能源市場(chǎng)交易、多能源系統(tǒng)的交易、能源的計(jì)量和認(rèn)證以及電力的金融產(chǎn)品等應(yīng)用方向。例如：

能源市場(chǎng)（包括發(fā)電側(cè)和供電側(cè)市場(chǎng)）的交易。以發(fā)電測(cè)為例，除了集中化的由電力調(diào)度中心組織的市場(chǎng)之外，還有分布式能源P2P交易等非中心化的市場(chǎng)，這些交易不能集中管理，可以采用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效的分布式協(xié)同。

多能源系統(tǒng)的交易，電力系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)等是不同系統(tǒng)之間的交易，區(qū)塊鏈技術(shù)可協(xié)同不同能源系統(tǒng)之間的優(yōu)化。

能源的計(jì)量和認(rèn)證。能源系統(tǒng)是最大的碳排放主體，在能源系統(tǒng)中進(jìn)行碳減排，初始化的問題是碳排放如何認(rèn)證，如每度電排放了多少碳，這將需要進(jìn)行追蹤并產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。面向未來的碳達(dá)峰，碳中和，區(qū)塊鏈技術(shù)能夠被用于碳排放權(quán)的認(rèn)證，從側(cè)面增強(qiáng)能源系統(tǒng)對(duì)于可再生能源消納的責(zé)任。

目前，我國(guó)風(fēng)電和光伏發(fā)電量均位于世界第一，且遙遙領(lǐng)先領(lǐng)先第二名，但我國(guó)風(fēng)電和光伏占整體用電量目前僅為10%的水平�！拔磥硪獙�(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，光伏和風(fēng)電的比例還要上升，最終將要達(dá)到50%-70%，這對(duì)于電力系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)非常大。”張寧說。

風(fēng)電和光伏除了存在很大的不確定性，其通過電力電子裝置并網(wǎng)也容易引起電網(wǎng)的安全穩(wěn)定問題。對(duì)此，目前張寧正在研究高比例可再生能源并網(wǎng)下的電力系統(tǒng)規(guī)劃。該規(guī)劃包含兩個(gè)層面，一是戰(zhàn)略層面的規(guī)劃，回答以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)問題；二面是戰(zhàn)術(shù)層面的研究，面對(duì)大規(guī)模的可再生能源并網(wǎng)，電力系統(tǒng)如何進(jìn)行規(guī)劃。

“我們的電力系統(tǒng)目前已經(jīng)站在了一個(gè)十字路口，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，全世界沒有任何一個(gè)獨(dú)立的電力系統(tǒng)目前是完全由風(fēng)電和光伏等新能源所供應(yīng)的，沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒�！睆垖幷f，“未來電力系統(tǒng)它的結(jié)構(gòu)形態(tài)應(yīng)該怎樣發(fā)展？怎樣才能規(guī)避不穩(wěn)定的運(yùn)行方式，避免電力系統(tǒng)陷于不安全的狀態(tài)？回答這些問題都需要?jiǎng)?chuàng)新性的研究�！�