新領域：區塊鏈能源解決方案

已發表: 2022-03-11

全球能源市場從根本上使現代經濟得以運轉。很快，使能源商品從源頭流向客戶的過程可能會被區塊鏈能源應用程序改變。最近領先的跨國石油、天然氣和公用事業公司與區塊鏈創新者之間的合作夥伴關係預示了能源的新前沿。

在接下來的文章中，我們將探討區塊鏈在能源領域的現實商業挑戰中的兩個引人入勝的應用。通過這些示例，我們重新審視了第一篇區塊鏈應用文章中的主題，包括：

大型企業的區塊鏈創新戰略
通過各種試點項目進行快速試驗
區塊鏈在高度複雜的交易中提高效率

全球能源：巨大的經濟機遇

就美元總量和經濟影響而言，很少有行業超過全球能源市場的規模。石油、天然氣和電力的全球價值每年達到 5 萬億美元，遠遠超過其他原材料商品。

能源大致可分為兩類：化石燃料相關產品和電力。在化石燃料類別中，勘探和生產、煉油廠、運輸和零售公司製造各種石油衍生產品，並將其從地面運輸到最終用戶。在電力類別中，發電和輸電公司為最終用戶創造和輸送電力。

區塊鏈背景和與能源的相關性

與銀行業等其他高度監管的交易密集型行業一樣，支撐能源行業的結構要素非常適合區塊鏈應用。

在我們的第一篇文章中，我們介紹了兩個用例：貿易融資和供應鏈可追溯性。在每種情況下，多方協調複雜的交易和信息流。為了簡化交易，他們開發了區塊鏈應用程序，減少了周期時間和錯誤，提供了更高的透明度，並最終降低了成本。

能源領域的早期區塊鏈應用結合了這兩個用例的各個方面，因為它們的目標是供應鏈效率和多方金融交易。與大多數企業區塊鏈應用程序類似，本文介紹的應用程序依賴於許可分類賬，這與流行的公共區塊鏈（例如比特幣）根本不同，因為它們並非所有人都可以訪問。相反，指定的管理員規定用戶訪問和信息權限。

我們在第一篇文章中也介紹了一種類似於聯盟的方法，區塊鏈創新者正在組織具有共同利益的行業參與者團體，並協調努力構建新產品，以取代表現不佳的遺留系統。

能源交易與風險管理 (ETRM)

在石油和天然氣市場中，龐大的供應鏈相互連接，以發現、提取、提煉和分銷產品給最終客戶。為了協調整個交易對手網絡的能源交易活動，公司採用能源交易和風險管理 (ETRM)。 ETRM 泛指支撐商品交易的工作流程，特別是支持信息流動的軟件。

ETRM 為區塊鏈提供了一個理想的用例

ETRM 支持廣泛的商品市場的能源交易，包括原油、精煉產品、天然氣和電力。在每個細分市場中，眾多參與者——包括生產、提煉、分銷和零售的公司——交易與定價、頭寸管理、物流和風險報告相關的信息。

雖然 ETRM 軟件的全球市場產生了相對適中的 10 億美元年收入，但其影響卻是巨大的，每年影響數万億美元的能源資源。僅憑全球石油和天然氣出口——對受影響的總名義價值的保守估計——ETRM 在 2016 年指導了 8550 億美元的商品流動。

當前的 ETRM 孤立且效率低下

為了說明 ETRM 的運作環境、當前的局限性以及區塊鏈的機會，簡要介紹一下典型的商品交易是有幫助的。在高層次上，貿易最終以兩方之間的三種結算形式：

數字 - 雙方的 IT 系統協調貿易信息
實物 - 賣方將商品交付給買方
財務 - 買方向賣方付款

正如清潔技術集團最近的一篇文章所強調的那樣，在簡化的能源交易中，買方和賣方發起了交易。雙方通過諮詢相關價格交易所確認商品價格，例如西德克薩斯中質原油的 CME。

然後，買方通過在線交易所或經紀人發起購買。交易結算後，買賣雙方將交易詳情輸入他們的 ETRM 系統，然後將相同的信息發送給他們的經紀人和彼此，確認交易並確保信息匹配。數據核對步驟通常依賴於電子郵件電子表格或其他一些手動交叉檢查，這增加了交易時間和人為錯誤的脆弱性。

區塊鏈幫助石油和天然氣公司改進 ETRM

考慮到上述情況，行業參與者已經開始將區塊鏈作為改進和提高 ETRM 系統協調交易活動效率的一種方式。因此，一些有前途的試點正在進行中，以探索區塊鏈應用程序如何徹底改革這些系統。

在一個領先的例子中，區塊鏈技術集團 (BTL) 認識到銀行業存在一種熟悉的交易效率低下模式。因此，他們採用了最初在 2016 年與 Visa 和幾家歐洲銀行進行試點的技術。在該試點中，BTL 的 Interbit 區塊鏈系統幫助銀行更有效地跨境轉移資金，為 Swift 等現有系統提供了潛在的替代方案。在金融試點成功的基礎上，BTL 將 Interbit 定位為滿足石油和天然氣客戶獨有的兩個需求：隱私和速度。

為了優化這些需求，BTL 構建了一個專有的區塊鏈。儘管在結構上與比特幣和以太坊等流行版本相似，但 Interbit 是一種獨特的許可分類賬。相比之下，像以太坊這樣的區塊鏈會將所有客戶數據放在一個地方，而 Interbit 則為每個雙邊客戶關係創建一個獨特的區塊鏈。反過來，這些區塊鏈中的每一個都連接到主區塊鏈。因此，Interbit 結構創建了一個更靈活的許可系統，其中 BTL 僅將信息訪問權限授予交易對手方。

BTL 還優化了 Interbit 的速度，認識到其客戶獨特的可擴展性需求。與比特幣或以太坊分別只能處理 7 和 15 筆交易不同，Interbit 每秒可以處理 100,000+ 筆交易。

BTL 首先針對天然氣交易，其中遺留流程依賴於繁瑣的文件交易。按照慣例，買方向上游賣方提出提名——以指定價格交付到指定點的實物數量的請求。提名通常以附件 PDF 的形式通過電子郵件發送給參與交易的所有運營商。一旦這些方收到提名，他們就會將數據輸入到他們的 ETRM 軟件中。然而，提名經常更新，要求所有參與者隨後搜索更新的 PDF 以查找新信息並重複手動數據輸入過程。

雖然名義上很簡單，但手動對賬過程實際上是複雜且昂貴的，需要數天或數月才能完成。此外，當交易方不是同一公司內的子公司時，交易時間會增加。較長的結算時間轉化為更高的成本，因為交易對手必須以承諾資本的形式分配貿易抵押品，只有在交易結算後才能釋放。

進入區塊鏈。它不僅改進了和解過程，而且完全消除了它。根據 BTL：

“對賬是在將數據添加到鏈中的過程中進行的。消除了數據輸入錯誤，因為與交易對手持有的信息不一致的條目將不會被驗證並添加到記錄中……透明且同步的分佈式分類帳提供即時結算和氣體估算的權威記錄，何時提供，以及誰簽署在他們。”

Interbit 通過簡化貿易對賬和結算來簡化 ETRM 流程，從而降低三個不同類別的能源交易成本：

IT投資
向第三方經紀人收取的費用
抵押品要求

在評論區塊鏈技術對能源的更廣泛影響時，曾擔任多家石油和天然氣企業首席財務官的 Toptal Finance 專家 Scott Bernstein 指出：

“如果區塊鏈能夠加快能源交易繁瑣的工作流程，對行業的影響將是深遠的。此外，通過潛在地標準化新興市場交易對手的身份驗證，它可以顯著降低跨境商品交易的風險。”

分階段試點戰略建立信譽和動力

雖然區塊鏈在改進 ETRM 系統方面具有巨大潛力，但過渡到這項新技術是複雜的，應該謹慎進行。繼續以 BTL 為例，該公司在過去 2 年中採用了一種謹慎的方法，與不同的全球能源公司啟動了一系列試點項目。

BTL 在每次成功試點的基礎上，不斷擴大創新合作夥伴的範圍和數量。在我們第一篇文章中提到的區塊鏈聯盟的戰略中，BTL 努力協調了具有共同利益的多方的戰略目標——在這種情況下，更高效的能源交易。

2018 年 1 月，BTL 宣布了其擴展的企業產品 OneOffice，這是一種旨在在整個貿易生命週期中節省成本的解決方案。認識到他們迄今為止成功的合作記錄，測試階段合作夥伴 Eni 指出：

“根據我們在歐洲能源試點期間的經驗，我們期待擴大範圍，在整個結算過程中實現直接處理，並讓行業更廣泛地參與。”

以早期成功為基礎，特別是通過吸引更多行業合作夥伴，這一主題與區塊鏈在其他行業（如食品供應鏈）的發展軌跡相呼應。在每個垂直領域，隨著更多合作夥伴貢獻資源和產品反饋，正在開發的解決方案無疑會得到加強。

分佈式能源和點對點電力銷售

除石油和天然氣外，電力市場在區塊鏈應用方面具有巨大潛力。尤其是可再生能源，它引入了非常適合分佈式賬本的市場動態。作為一種不斷增長的電力來源，可再生能源應該越來越多地影響公用事業和客戶採用基於區塊鏈的解決方案來提高市場效率。

儘管可再生能源僅佔全球發電量的 10% 左右，但它們正在迅速取代化石燃料發電。 2017年，可再生能源新增投資佔新增裝機容量的50%以上。

一些驅動因素正在將可再生能源推向最前沿。根據國際可再生能源署的數據，自 2009 年以來，安裝成本已大幅下降，風力渦輪機下降了 30%，太陽能電池板下降了 80%。越來越低的安裝成本使可再生能源開發商能夠與化石燃料發電競爭，通常無需政府補貼。

隨著發電組合變得越來越分散，特別是住宅和小型商業太陽能裝置的形式，滿足電力供需的新機會出現了。隨著分佈式發電網絡和網絡計量能力的增長，消費者現在能夠更直接地監控和控制他們的電力消耗和生產。

與石油和天然氣一樣，電力交易為區塊鏈提供了一個引人注目的用例。同樣，電力交易發生在各種交易對手之間，這些交易對手將從共享的交易活動分類賬中受益。蓬勃發展的點對點能源市場已經在部署區塊鏈來改善買賣雙方的交易經濟性。

澳大利亞電力市場的區塊鏈應用

屋頂太陽能等分佈式可再生能源的成本競爭力越來越強，尤其是在澳大利亞等陽光充足的地區，那裡的零售能源成本在全球排名最高。

在澳大利亞電力市場中，一家名為 Power Ledger 的區塊鏈初創公司發現了一個未滿足的機會，它介於高電價、分佈式太陽能增加以及消費者出售剩餘能源的選擇不具吸引力的交叉點。為了滿足未滿足的需求，他們開發了一種同名技術，一種基於區塊鏈的點對點能源交易平台，使消費者能夠在沒有中間人的情況下向鄰居出售多餘的太陽能。

Power Ledger 能夠更有效地共享分佈式能源——尤其是屋頂太陽能。該平台建立在其白皮書中描述的專有 EcoChain 區塊鏈系統之上，允許能源生產商（Power Ledger 稱之為“產消者”）向附近的消費者出售能源，通過消除中間人為買賣雙方提供更好的經濟性。

總結消費者激勵措施，最終推動 P2P 能源交易的 Power Ledger 論文，聯合創始人 Jemma Green 博士指出：

“消費者不喜歡將他們的電力賣回給零售商，然後以更高的價格買回來。 ......目前，如果你有多餘的太陽能電力，你可以以低上網電價將其賣回，然後以高價（從電網）回購。”

為支持 Power Ledger 方法，澳大利亞政府和澳大利亞最大的公用事業公司之一 Origin Energy 簽署了贊助多個試點項目的協議。前者授予 Power Ledger 800 萬美元的贈款，用於部署 Interbit 以監測弗里曼特爾市的能源和用水情況，為學術、基礎設施和技術合作夥伴聯盟提供“交易層”。在 Origin Energy 試點中，Power Ledger 連接了想要出售或購買多餘電力的客戶。

在這兩種情況下，Power Ledger 區塊鏈都將電力數字化，允許消費者以稱為 Sparkz 的代幣形式進行交易。 sparkz 代表特定數量的能源，與當地貨幣 1:1 掛鉤，可從贊助公用事業公司或相關機構贖回。

例如，電力客戶可以用 1 千瓦時的太陽能換取 15 Sparkz，這可以從 Origin 兌換為 0.15 澳元。收到 Sparkz 的賣給鄰居的能源的賣家可以用 Sparkz 從 Origin 兌換貨幣。

在解釋 Sparkz 交易時，Green 指出：

“當有人購買或消耗電力時，[交易] 記錄在區塊鏈上，這兩條信息形成了 Sparkz 被轉移的交易......電力的實際記錄是 Sparkz 從買方錢包到賣方錢包的移動錢包。”

儘管 PowerLedger 處於早期階段，但合作夥伴情緒和消費者影響令人鼓舞。 Origin 執行官托尼·盧卡斯（Tony Lucas）回應了同行可能分享的好奇心，指出：

“雖然這項技術還處於早期階段，但我們熱衷於探索點對點能源交易可以為我們的客戶帶來的潛在好處。 Power Ledger 是我們目前正在探索的眾多新興技術之一，我們相信這可以幫助我們滿足客戶不斷變化的需求。”

根據從早期試點收集的儲蓄數據，Power Ledger 將對澳大利亞消費者產生巨大影響。 2016 年試點的結果表明，使用 Power Ledger，家庭每年可以節省 600 美元——幾乎是 2017 年平均賬單的 40%。

監管支持與成功的試點同樣重要

全球領先的商品交易商和 BTL 合作夥伴摩科瑞的聯合創始人 Marco Dunand 抓住了採用區塊鏈所固有的機遇和挑戰，將當前的交易流程（區塊鏈將取代）描述為“過時的”。當然，來自其他交易密集型垂直行業的高管也見證了同樣過時的流程。

雖然區塊鏈應該緩解拜占庭式的文件流動，但杜南德承認另一個迫在眉睫的挑戰：讓管理當局承認區塊鏈的法律障礙。因此，隨著越來越多的行業領導者效仿並將資源投入試點，他們應該將研發投資與教育監管機構的類似努力相匹配，幫助他們理解 - 並最終認可 - 他們探索性努力的發現。