如果问，最近一年来，全球最火的IT技术是什么？区块链技术无疑是其中之一，笔者作为创始合伙人的能源区块链实验室作为全球目前唯一的专注于区块链能源应用的实验室，以及HyperledgerProject和LinuxFoundation目前唯一的能源行业成员，今年年初分别派员前往硅谷、纽约、伦敦调研最新Cleantech(清洁技术)和Fintech（金融技术）趋势，发现这三地的企业和人才不约而同都对区块链技术心驰神往。区块链本质上是一种数据库技术，一个数据库在多个节点保存数据库副本，与交易相关，划分为区块，每个区块包含交易详细信息，如卖方、买方、价格、合约条款以及其它相关详细信息，通过将共有交易详情及双方或多方独有签名合并加密获得全网验证。如果所有节点对应的加密记录一致，则交易有效。并加入历史交易链（在区块通过验证的前提下）。如果区块无效，节点的“一致意见”将更改违规节点的信息。
一、区块链为什么火
区块链在应对一系列独特挑战方面最为有效。数据库过去被用作数据存储中心以支持交易处理及计算，但出于各种技术和安全考虑，数据库信息很少在组织间分享。区块链是各方间交易的共享分布式数据库，旨在提升透明度、安全性和效率。区块链潜力的核心在于分布式数据库的独有属性及其将在多大程度上改善透明度、安全性和效率。从历史来看，组织机构将数据库作为数据存储中心以支持交易处理及计算，数据库由负责管理入口及更新的所有者控制，因而限制了透明度、扩展性及外部用户保证记录真实准确的能力。在过去，分布式数据库因技术所限从实际操作来看并不可行。但目前，软件、通讯和加密技术的进步使分布式数据库应用于组织机构成为可能。区块链在最单纯的形式下，在比特币中用于创建及追踪加密货币，是一个共享的数字化交易账本，由全网参与者在公开可见的防篡改数据链上记录及验证。区块链的私有链版本增加了决定谁可加入数据链的选择权，预计大多数商业应用将采用某种形式的私有链版本。根据高盛的区块链研究，区块链主要有以下三大优势。
1、安全
区块链通过加密验证交易各方身份来确认交易，从而确保在未获得相关方许可的情况下，“虚假”交易不能加入区块链。在每一笔交易加入区块链时，都将运行基于交易数据、交易各方身份以及历史交易结果的复杂的“hash”算法。区块链当前状态基于历史交易可确保恶意攻击者无法更改历史交易记录。原因是如果交易记录作出更改，那么将影响hash当前值，且与账本其它副本不匹配。
2、透明
从本质来看，区块链是通过多个节点——比如多个频繁交易的对手方——保存及同步的分布式数据库。此外，各方交易数据须保持一致以便纳入区块链。这意味着在数据库设计上允许多方读取相同数据（部分情况下为组织内部本地读取）——因此，与依赖于防火墙内不向组织外部开放、由多个“密封式”数据库组成的常规系统相比，透明度显著提升。
3、高效
从概念上看，保存多个数据库副本的区块链似乎不会比单一集中式数据库效率更高。但在大多数现实应用中，存在多个当事方保存包含同一交易信息的重复数据库的情况。在许多时候，同一交易的相关数据可能不一致——因此各组织之间需进行费时费力的账目核对。而采用区块链这样的分布式数据库可显著减少人工对账，从而节约大量成本。此外，部分情况下，区块链可帮助组织建立起共同或互通的业务功能，从而免去多个组织间重复相同任务的麻烦。
二、区块链如何拯救能源互联网
虽然区块链火遍全球，但是，目前对区块链潜在应用的讨论大多停留在抽象层面，关注焦点在于这一分布式账本在市场去中心化及削弱现有中介控制方面所发挥的作用。但区块链带来的影响比这一简单陈述更加细致入微、涉及广泛。区块链的作用不仅仅是去中介化。区块链可能颠覆市场及现有价值链，区块链还可能通过释放此前尚未开发的供应创造出新的市场。正处于历史大变局的能源产业，很可能是未来区块链技术诞生奇迹的地方。能源产业目前正经历自下而上的生产力革命，能源产业的生产力和生产关系正在发生根本性的变化，能源产业的商业模式也将随之改变。未来的能源产业的发展方向必然是能源清洁化，生产分布化，产销融合化，交通电气化，能源金融化，能源产业的价值链不同环节都将发生显著变化，在电源侧，随着大量可再生能源装机，电源的随机性波动将对系统造成重大挑战，在负荷侧，由于电力消费结构的变化，以及电动汽车的快速发展，负荷侧的随机性和刚性将不断加剧。在电网侧，随着电源和负荷的变化，以及电力体制改革的加速，电网在拓扑结构和产权主体两方面，都将日益复杂。面对众多挑战，能源行业提出了能源互联网作为应对挑战的系统解决方案，能源互联网以电力系统为核心和纽带，构建的多类型能源互联网络，利用互联网思维和技术改造能源产业，实现横向多源互补，纵向源-网-荷-储协调、能源与信息高度融合的新型能源利用体系，其目的就是为了应对未来高比例可再生能源装机带来的能源生产随机性，和电力消费结构变化导致的能源消费刚性，以及两者之前因为不能匹配而导致的系统问题。
目前，国内能源学术界展望和总结的经典的能源互联网系统特征主要有如下五点：
精确计量：能源信息化的基础，实现能源系统运行状态的广泛数字化感知。
泛在交互：能源信息无阻流动，传感器/设备与决策主体交互，主体间交互，人机交互。
自律控制：本地动态响应，提高系统运行效率和可靠性，面向分布式能源技术，利用本地信息实现快速控制。
优化决策：更精细的能源生产、传输和消费决策，各个参与主体在给定的边界条件下最优化自身的行为。
广域协调：全能源系统的参与者行为相互协调，有效的机制/合理的信号，激励系统参与者协调行为。
不过，理想很美好，现实却并不丰满，能源作为基础性产业，能源互联网作为能源产业的新形态，技术特征仅仅是能源互联网的一个重要侧面，更应该考虑能源互联网是否可以在实际商业环境中落地，尤其是在中国这样的法制并不健全的转型经济体中落地。目前看来，很难。就以以上五个能源互联网系统特征来说，在能源互联网落地时将会一一出现问题。
精确计量：精确计量可以做到，但如何保证不同参与主体对于计量数据的共识信任？
泛在交互：在信任薄弱的前提下，如何实现不同法人主体的设备和系统之间的数据调用？以及互操作？
自律控制：在自动化系统中，谁对外部数据和指令签发信任？如果采信外部数据，执行指令之后发生事故，造成损失，谁来承担责任？显然，设备不可能坐牢，承担民事和刑事责任的永远只能是碳基的人。
优化决策：谁是决策主体？如果还是以目前中心化的信息采集-分析判断-指令传达的流程进行决策，那如何杜绝中心主体从自身利益出发，滥用决策权限，损害其他主体利益？毕竟这样的事情一直在发生。如果采用分布式决策，大量能源互联网设备之间直接点对点交互，需要多次复杂迭代，取得共识的效率极低，甚至还可能会导致死循环无共识。
广域协调：协调的前提是取得相关主体之间的共识，在信任脆弱、主体间关系错综复杂的条件下，如何低成本高效率的取得共识？更何况是在不同价值域之间取得共识，协调利益。
由此可见，能源互联网在中国落地真正瓶颈并不是在于技术的落后，事实上，中国能源系统的信息化水平和产业技术实力接近甚至超过部分发达国家，相对于传统能源系统，能源互联网的特点就是决策分布性，参与社会性，生产消费融合性，系统开放性和市场性，这些特征决定了能源互联网在中国落地真正的瓶颈在于信任体系的不成熟，分布式决策体系的缺位。
信任体系不成熟：
目前的能源互联网设计中，设计者和架构者习惯性的将能源生产者和消费者定义为理性人，生产和消费之间的互动，以及生产者之间的竞争也是基于理性交互和博弈原则。但是，事实上，我们在现实能源产业商业环境中可以发现，完全理性的主体几乎不存在，更何况，价值链参与主体的企业利益也不一定和决策者或者执行者的个人利益完全一致，也许是互相冲突的，理性人的决策很可能不是为了公司利益服务，而是为了个人利益。而且，虽然已经有较大进步，但目前中国的法制水平仍然较低，信任的构建过程和传递链条缺少外部体制保障，而市场化的成熟征信体系又没有建立，在这样的大背景之下，能源价值链环节上的参与主体间博弈的理性选择必然是倾向于自我保护，倾向于互相不信任。以售电为例，购电付费本来是天经地义的事，但即使在电改前，企业电费的催缴仍然是件麻烦事，如果不是电力公司对于欠费用户有着断电强制手段，恐怕电费滞纳或者拒缴将是普遍性现象，电改之后，大量非电网主体的售电公司必将面临电费催缴的巨大挑战，由此可见目前在电力生产、电力消费、电力服务、电力投资、地方政府、土地所有者之间的信任链条有多么脆弱。
分布式决策体系的缺位：
除了信任以外，能源互联网落地还将面临的另一个瓶颈则更为系统性，那就是能源产业范式革命带来的决策分布化挑战。目前的能源产业的典型特征就是集中式生产，被动式消费，能源行业的决策力量集中于供给端的少数企业，包括电网企业、大型发电企业在内。而消费者只能根据物价部门制定的目录电价被动的从电网所有的供电公司那里购买电力，没有任何的选择权，更不用说影响力了，仅有的少数分布式电源企业也仅仅只是能源系统的微不足道的补充，在系统内的决策影响力甚至比消费者还低。但是，事情正在发生变化，在能源互联网和电力体制改革的双重大背景下，以及电力行业供给过剩的市场环境下，消费者的影响力将从三个方面得到体现，首先，能源产能供过于求，从卖方市场自然变成买方市场；其次，未来在能源互联网中，分布式发电、储能、电动汽车、需求侧响应的普及将促使能源价值链末端的产销融合，大量消费者将进化为兼具生产者和消费者身份的Prosumer，可以在消费侧形成闭环的能源生产消费小循环生态圈；最后，在深化电力体制改革的大背景下，消费者不仅可以用脚投票选择售电企业，甚至还可以主动参与电力金融市场，买卖各类电力金融基础合约及其衍生品，为电力市场提供流动性，通过价格发现机制促进甚至主导各类生产要素在供给侧和需求侧的有效分配。在这三大影响力因素的驱动下，能源行业价值链的决策中枢将从供给侧向需求侧迅速移动，从而导致决策力在需求侧的分布化，而造成的结果就是，在能源互联网时代，能源网络内各参与主体对事件取得共识并采取动作的过程将变得非常复杂，需要多次迭代，并且容易因为某些恶意节点的不配合，甚至直接攻击，而导致永远无法取得共识，甚至发生误动作，造成严重后果。
鉴于以上所介绍的信任体系的不成熟，分布式决策体系的缺位，这两大挑战注定了能源互联网作为全新的能源形态，不可能建立在既有生产关系之上，就好像工业革命无法在封建制度下落地，必须构建适应生产力发展程度的新的生产关系，而这种生产关系应该具体包括信任体系的构建、交易机制的安排、共识及决策机制的建设等制度创新安排。
有人说过，上帝提出问题的同时也给出了答案，只是需要慧眼发现。区块链，作为一种从比特币中抽象出来的技术集，同能源行业隔着十万八千里，但恰恰就是构建适应未来能源互联网形态的生产关系的重要工具。针对性的来看，区块链同其他信息技术的结合，并采用合理的制度安排，可以将能源互联网概念在设计时所提出的五大系统特征升华到更高层次。
从精确计量升华到保护隐私，可信计量：数据布置在区块链上，确保不可篡改，公私钥结合的非对称加密保护隐私。
从泛在交互升华到强制信任，泛在交互：以可信计量为基础，通过区块链构建能源互联网交互主体之间的低成本的信任传递链条，实现基于信任的能源互联网主体间互操作性。
从自律控制升华到虚实一体，智能自律控制：通过链上代码，实现以智能合约为表现形式的逻辑功能，并结合区块链技术+大数据技术+人工智能技术，设计可信任的预言机机制对外部数据签发信任，然后输入智能合约，执行逻辑过程，产生可信任的本地指令，在本地完成应对随机外部环境变化的控制过程。（预言机机制又称为oracle机制，是指通过可信任的实体签署关于外部世界状态的信息，以及对外部输入的指令进行信任背书，预言机允许确定的智能程序对随机的外部世界变化作出反应。）
从优化决策升华到间接民主，分布决策：基于区块链部署的能源互联网设备间点对点交互，形成分区局部共识，再实现分区间共识，避免大量分布式设备之间为了产生直接共识而导致的复杂迭代和死循环无共识，从而可以在实现分布式决策的同时又可以兼顾效率。
从广域协调升华到集群智能，广域融合：以区块链为工具，以低成本信任传递为手段，实现在能源互联网中不同能源主体，以及不同能源系统之间的能量流、信息流、资金流的强耦合，进而将不同主体和不同系统化零为整，融合为一个能源互联网超级主体，在广域内形成集群智能。
笔者的能源区块链实验室在自主研发能源区块链应用的同时，也一直在跟踪海外能源区块链应用的现状，实事求是地说，目前区块链的产业应用的主要阵地并非在能源，而是金融领域，相对于金融行业铺天盖地的区块链实验和为数不少的区块链金融应用，目前全球仅有寥寥数家能源企业正在研究区块链技术在能源互联网价值链上的小规模应用，最著名的就是美国的能源公司LO3Energy与区块链技术企业ConsensusSystems合作设计运行的纽约微电网区块链售电项目，这两家公司在纽约布鲁克林的一个小街区为十户住户建立了一个基于区块链系统的可交互分布式光伏售电平台TransActiveGrid。平台上的光伏发电生产者和电力消费者可以基于区块链，不依赖于任何电力公司，直接交易光伏电力。此外，德国的RWE公司也在实验用区块链作为支付工具处理电动汽车充电桩的小额支付。不过，这些海外能源区块链项目都处于概念验证阶段，不仅效率不高，连盈利模式都没有想清楚，还远未进入商业应用阶段，不过，这并不影响这些项目的伟大意义，其试验结果值得国内能源界积极关注。
区块链作为一种信息技术，目前技术上并不成熟，还存在很多问题，在能源领域应用的技术、法律、商业挑战数不胜数，比如，交易吞吐量低下，无法承担高频率的交易功能；物联网技术尚不发达，能源区块链的物联网底层存在空白；预言机机制的缺乏，导致外部数据和指令的真伪及目的难以确定；区块链的异步共识网络从本质上存在拜占庭容错挑战，会导致电力系统的信息安全隐患；伦理和法律研究和实施没有跟上，智能合约缺乏责任主体；计算技术的快速发展，无法保证目前区块链的加密算法未来的绝对安全性等等，但随着区块链技术的快速发展，以及更多能源人才和企业的加入，这些挑战正在被一一回应和解决，我们可以乐观预期，两三年后，区块链技术就可以成为能源互联网某些应用的重要底层技术，得到大规模商业应用，六七年后，区块链将成为颠覆性底层技术，同广泛能源行业结合，将能源互联网从目前的1.0推进到2.0，真正实现能源革命的四大目标。
