新领域：区块链能源解决方案

已发表: 2022-03-11

全球能源市场从根本上使现代经济得以运转。很快，使能源商品从源头流向客户的过程可能会被区块链能源应用程序改变。最近领先的跨国石油、天然气和公用事业公司与区块链创新者之间的合作伙伴关系预示了能源的新前沿。

在接下来的文章中，我们将探讨区块链在能源领域的现实商业挑战中的两个引人入胜的应用。通过这些示例，我们重新审视了第一篇区块链应用文章中的主题，包括：

大型企业的区块链创新战略
通过各种试点项目进行快速试验
区块链在高度复杂的交易中提高效率

全球能源：巨大的经济机遇

就美元总量和经济影响而言，很少有行业超过全球能源市场的规模。石油、天然气和电力的全球价值每年达到 5 万亿美元，远远超过其他原材料商品。

能源大致可分为两类：化石燃料相关产品和电力。在化石燃料类别中，勘探和生产、炼油厂、运输和零售公司制造各种石油衍生产品，并将其从地面运输到最终用户。在电力类别中，发电和输电公司为最终用户创造和输送电力。

区块链背景和与能源的相关性

与银行业等其他高度监管的交易密集型行业一样，支撑能源行业的结构要素非常适合区块链应用。

在我们的第一篇文章中，我们介绍了两个用例：贸易融资和供应链可追溯性。在每种情况下，多方协调复杂的交易和信息流。为了简化交易，他们开发了区块链应用程序，减少了周期时间和错误，提供了更高的透明度，并最终降低了成本。

能源领域的早期区块链应用结合了这两个用例的各个方面，因为它们的目标是供应链效率和多方金融交易。与大多数企业区块链应用程序类似，本文介绍的应用程序依赖于许可分类账，这与流行的公共区块链（例如比特币）根本不同，因为它们并非所有人都可以访问。相反，指定的管理员规定用户访问和信息权限。

我们在第一篇文章中也介绍了一种类似于联盟的方法，区块链创新者正在组织具有共同利益的行业参与者团体，并协调努力构建新产品，以取代表现不佳的遗留系统。

能源交易与风险管理 (ETRM)

在石油和天然气市场中，庞大的供应链相互连接，以发现、提取、提炼和分销产品给最终客户。为了协调整个交易对手网络的能源交易活动，公司采用能源交易和风险管理 (ETRM)。 ETRM 泛指支撑商品交易的工作流程，特别是支持信息流动的软件。

ETRM 为区块链提供了一个理想的用例

ETRM 支持广泛的商品市场的能源交易，包括原油、精炼产品、天然气和电力。在每个细分市场中，众多参与者——包括生产、提炼、分销和零售的公司——交易与定价、头寸管理、物流和风险报告相关的信息。

虽然 ETRM 软件的全球市场产生了相对适中的 10 亿美元年收入，但其影响却是巨大的，每年影响数万亿美元的能源资源。仅凭全球石油和天然气出口——对受影响的总名义价值的保守估计——ETRM 在 2016 年指导了 8550 亿美元的商品流动。

当前的 ETRM 孤立且效率低下

为了说明 ETRM 的运作环境、当前的局限性以及区块链的机会，简要介绍一下典型的商品交易是有帮助的。在高层次上，贸易最终以两方之间的三种结算形式：

数字 - 双方的 IT 系统协调贸易信息
实物 - 卖方将商品交付给买方
财务 - 买方向卖方付款

正如清洁技术集团最近的一篇文章所强调的那样，在简化的能源交易中，买方和卖方发起了交易。双方通过咨询相关价格交易所确认商品价格，例如西德克萨斯中质原油的 CME。

然后，买方通过在线交易所或经纪人发起购买。交易结算后，买卖双方将交易详情输入他们的 ETRM 系统，然后将相同的信息发送给他们的经纪人和彼此，确认交易并确保信息匹配。数据核对步骤通常依赖于电子邮件电子表格或其他一些手动交叉检查，这增加了交易时间和人为错误的脆弱性。

区块链帮助石油和天然气公司改进 ETRM

考虑到上述情况，行业参与者已经开始将区块链作为改进和提高 ETRM 系统协调交易活动效率的一种方式。因此，一些有前途的试点正在进行中，以探索区块链应用程序如何彻底改革这些系统。

在一个领先的例子中，区块链技术集团 (BTL) 认识到银行业存在一种熟悉的交易效率低下模式。因此，他们采用了最初在 2016 年与 Visa 和几家欧洲银行一起试点的技术。在该试点中，BTL 的 Interbit 区块链系统帮助银行更有效地跨境转移资金，为 Swift 等现有系统提供了潜在的替代方案。在金融试点成功的基础上，BTL 将 Interbit 定位为满足石油和天然气客户独有的两个需求：隐私和速度。

为了优化这些需求，BTL 构建了一个专有的区块链。尽管在结构上与比特币和以太坊等流行版本相似，但 Interbit 是一种独特的许可分类账。相比之下，像以太坊这样的区块链会将所有客户数据放在一个地方，而 Interbit 则为每个双边客户关系创建一个独特的区块链。反过来，这些区块链中的每一个都连接到主区块链。因此，Interbit 结构创建了一个更灵活的许可系统，其中 BTL 仅将信息访问权限授予交易对手方。

BTL 还优化了 Interbit 的速度，认识到其客户独特的可扩展性需求。与比特币或以太坊分别只能处理 7 和 15 笔交易不同，Interbit 每秒可以处理 100,000+ 笔交易。

BTL 首先针对天然气交易，其中遗留流程依赖于繁琐的文件交易。按照惯例，买方向上游卖方提出提名——以指定价格交付到指定点的实物数量的请求。提名通常以附件 PDF 的形式通过电子邮件发送给参与交易的所有运营商。一旦这些方收到提名，他们就会将数据输入到他们的 ETRM 软件中。然而，提名经常更新，要求所有参与者随后搜索更新的 PDF 以查找新信息并重复手动数据输入过程。

虽然名义上很简单，但手动对账过程实际上是复杂且昂贵的，需要数天或数月才能完成。此外，当交易方不是同一公司内的子公司时，交易时间会增加。较长的结算时间转化为更高的成本，因为交易对手必须以承诺资本的形式分配贸易抵押品，只有在交易结算后才能释放。

进入区块链。它不仅改进了和解过程，而且完全消除了它。根据 BTL：

“对账是在将数据添加到链中的过程中进行的。消除了数据输入错误，因为与交易对手持有的信息不一致的条目将不会被验证并添加到记录中……透明且同步的分布式分类帐提供即时结算和气体估算的权威记录，何时提供，以及谁签署在他们。”

Interbit 通过简化贸易对账和结算来简化 ETRM 流程，从而降低三个不同类别的能源交易成本：

IT投资
向第三方经纪人收取的费用
抵押品要求

在评论区块链技术对能源的更广泛影响时，曾担任多家石油和天然气企业首席财务官的 Toptal Finance 专家 Scott Bernstein 指出：

“如果区块链能够加快能源交易繁琐的工作流程，对行业的影响将是深远的。此外，通过潜在地标准化新兴市场交易对手的身份验证，它可以显着降低跨境商品交易的风险。”

分阶段试点战略建立信誉和动力

虽然区块链在改进 ETRM 系统方面具有巨大潜力，但过渡到这项新技术是复杂的，应该谨慎进行。继续以 BTL 为例，该公司在过去 2 年中采用了一种谨慎的方法，与不同的全球能源公司启动了一系列试点项目。

BTL 在每次成功试点的基础上，不断扩大创新合作伙伴的范围和数量。在我们第一篇文章中提到的区块链联盟的战略中，BTL 努力协调了具有共同利益的多方的战略目标——在这种情况下，更高效的能源交易。

2018 年 1 月，BTL 宣布了其扩展的企业产品 OneOffice，这是一种旨在在整个贸易生命周期中节省成本的解决方案。认识到他们迄今为止成功的合作记录，测试阶段合作伙伴 Eni 指出：

“根据我们在欧洲能源试点期间的经验，我们期待扩大范围，在整个结算过程中实现直接处理，并让行业更广泛地参与。”

以早期成功为基础，特别是通过吸引更多行业合作伙伴，这一主题与区块链在其他行业（如食品供应链）的发展轨迹相呼应。在每个垂直领域，随着更多合作伙伴贡献资源和产品反馈，正在开发的解决方案无疑会得到加强。

分布式能源和点对点电力销售

除石油和天然气外，电力市场在区块链应用方面具有巨大潜力。尤其是可再生能源，它引入了非常适合分布式账本的市场动态。作为一种不断增长的电力来源，可再生能源应该越来越多地影响公用事业和客户采用基于区块链的解决方案来提高市场效率。

尽管可再生能源仅占全球发电量的 10% 左右，但它们正在迅速取代化石燃料发电。 2017年，可再生能源新增投资占新增装机容量的50%以上。

一些驱动因素正在将可再生能源推向最前沿。根据国际可再生能源署的数据，自 2009 年以来，安装成本已大幅下降，风力涡轮机下降了 30%，太阳能电池板下降了 80%。越来越低的安装成本使可再生能源开发商能够与化石燃料发电竞争，通常无需政府补贴。

随着发电组合变得越来越分散，特别是住宅和小型商业太阳能装置的形式，满足电力供需的新机会出现了。随着分布式发电网络和网络计量能力的不断发展，消费者现在能够更直接地监控和控制他们的电力消耗和生产。

与石油和天然气一样，电力交易为区块链提供了一个引人注目的用例。同样，电力交易发生在各种交易对手之间，这些交易对手将从共享的交易活动分类账中受益。蓬勃发展的点对点能源市场已经在部署区块链来改善买卖双方的交易经济性。

澳大利亚电力市场的区块链应用

屋顶太阳能等分布式可再生能源的成本竞争力越来越强，尤其是在澳大利亚等阳光充足的地区，那里的零售能源成本在全球排名最高。

在澳大利亚电力市场中，一家名为 Power Ledger 的区块链初创公司发现了一个未满足的机会，它介于高电价、分布式太阳能增加以及消费者出售剩余能源的选择不具吸引力的交叉点。为了满足未满足的需求，他们开发了一种同名技术，一种基于区块链的点对点能源交易平台，使消费者能够在没有中间人的情况下向邻居出售多余的太阳能。

Power Ledger 能够更有效地共享分布式能源——尤其是屋顶太阳能。该平台建立在其白皮书中描述的专有 EcoChain 区块链系统之上，允许能源生产商（Power Ledger 称之为“产消者”）向附近的消费者出售能源，通过削减中间人为买卖双方提供更好的经济性。

总结消费者激励措施，最终推动 P2P 能源交易的 Power Ledger 论文，联合创始人 Jemma Green 博士指出：

“消费者不喜欢将他们的电力卖回给零售商，然后以更高的价格买回来。 ......目前，如果你有多余的太阳能电力，你可以以低上网电价将其卖回，然后以高价（从电网）回购。”

为支持 Power Ledger 方法，澳大利亚政府和澳大利亚最大的公用事业公司之一 Origin Energy 签署了赞助多个试点项目的协议。前者授予 Power Ledger 800 万美元的赠款，用于部署 Interbit 以监测弗里曼特尔市的能源和用水情况，为学术、基础设施和技术合作伙伴联盟提供“交易层”。在 Origin Energy 试点中，Power Ledger 连接了想要出售或购买多余电力的客户。

在这两种情况下，Power Ledger 区块链都将电力数字化，允许消费者以称为 Sparkz 的代币形式进行交易。 sparkz 代表特定数量的能源，与当地货币 1:1 挂钩，可从赞助公用事业公司或相关机构赎回。

例如，电力客户可以用 1 千瓦时的太阳能换取 15 Sparkz，这可以从 Origin 兑换为 0.15 澳元。收到 Sparkz 的卖给邻居的能源的卖家可以用 Sparkz 从 Origin 兑换货币。

在解释 Sparkz 交易时，Green 指出：

“当有人购买或消耗电力时，[交易] 记录在区块链上，这两条信息形成了 Sparkz 被转移的交易......电力的实际记录是 Sparkz 从买方钱包到卖方钱包的移动钱包。”

尽管 PowerLedger 处于早期阶段，但合作伙伴情绪和消费者影响令人鼓舞。 Origin 执行官托尼·卢卡斯（Tony Lucas）回应了同行可能分享的好奇心，指出：

“虽然这项技术还处于早期阶段，但我们热衷于探索点对点能源交易可以为我们的客户带来的潜在好处。 Power Ledger 是我们目前正在探索的众多新兴技术之一，我们相信这可以帮助我们满足客户不断变化的需求。”

根据从早期试点收集的储蓄数据，Power Ledger 将对澳大利亚消费者产生巨大影响。 2016 年试点的结果表明，使用 Power Ledger，家庭每年可以节省 600 美元——几乎是 2017 年平均账单的 40%。

监管支持与成功的试点同样重要

全球领先的商品交易商和 BTL 合作伙伴摩科瑞的联合创始人 Marco Dunand 抓住了区块链采用中固有的机遇和挑战，将当前的交易流程（区块链将取代）描述为“过时”。当然，来自其他交易密集型垂直行业的高管也见证了同样过时的流程。

虽然区块链应该缓解拜占庭式的文件流动，但杜南德承认另一个迫在眉睫的挑战：让管理当局承认区块链的法律障碍。因此，随着越来越多的行业领导者效仿并将资源投入试点，他们应该将研发投资与教育监管机构的类似努力相匹配，帮助他们理解 - 并最终认可 - 他们探索性努力的发现。