“區(qū)塊鏈不是為了應用而應用，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。”面對近幾年被炒得如火如荼的區(qū)塊鏈，清華大學電機系副教授張寧4月18日在接受《中國科學報》采訪時說。

在當天舉行的聚焦物聯(lián)網(wǎng)領域的北京地區(qū)廣受關(guān)注學術(shù)成果會上，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)在這一領域的典型應用，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習時強調(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，成為社會關(guān)注焦點。

近兩年來，國內(nèi)市場對區(qū)塊鏈技術(shù)的研究日漸深入。數(shù)據(jù)表明，中國區(qū)塊鏈專利申請數(shù)量目前已位居全球第一。許多國企以及民企希望借此發(fā)力，尋找發(fā)展契機。能源領域尤其重視區(qū)塊鏈技術(shù)。如國家電網(wǎng)公司提出泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設的整體解決方案，并成立了國網(wǎng)區(qū)塊鏈科技有限公司。同時，煤炭及其他各種能源行業(yè)都提出了區(qū)塊鏈標準以及技術(shù)研發(fā)計劃。

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的去中心化。區(qū)塊鏈3.0除金融領域之外，還會涉及到各個生產(chǎn)領域，又被稱為可編程社會，目前這一領域尚處于非常初級的階段。

“大家在辦很多事情的時候，都需要證明自己的學歷、經(jīng)歷，如何減少這一繁瑣工作量呢？依托密碼學技術(shù)、樹狀存儲技術(shù)、共識算法以及智能合約，區(qū)塊鏈就可以發(fā)揮重要的作用，解決信任的問題。”張寧說。其核心思想是在沒有中心機構(gòu)或無法確定中心機構(gòu)，抑或中心機構(gòu)可能不可信、運行環(huán)節(jié)繁瑣的情況下，建立各方信任，實現(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)購統(tǒng)銷的方式運營，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，需要進行廣域情況下不同主體的自主協(xié)同。”張寧說。在2016年發(fā)表于《電機工程學報》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，如都能促進建立市場化和金融化平臺，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)塊鏈平臺都在用于解決不同的問題，現(xiàn)實作用已經(jīng)凸顯。主要包括能源市場交易、多能源系統(tǒng)的交易、能源的計量和認證以及電力的金融產(chǎn)品等應用方向。例如：

能源市場（包括發(fā)電側(cè)和供電側(cè)市場）的交易。以發(fā)電測為例，除了集中化的由電力調(diào)度中心組織的市場之外，還有分布式能源P2P交易等非中心化的市場，這些交易不能集中管理，可以采用區(qū)塊鏈技術(shù)實現(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)、燃氣系統(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。

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

目前，我國風電和光伏發(fā)電量均位于世界第一，且遙遙領先領先第二名，但我國風電和光伏占整體用電量目前僅為10%的水平。“未來要實現(xiàn)碳達峰、碳中和，光伏和風電的比例還要上升，最終將要達到50%-70%，這對于電力系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)非常大。”張寧說。

風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，面對大規(guī)模的可再生能源并網(wǎng)，電力系統(tǒng)如何進行規(guī)劃。

“我們的電力系統(tǒng)目前已經(jīng)站在了一個十字路口，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獨立的電力系統(tǒng)目前是完全由風電和光伏等新能源所供應的，沒有任何經(jīng)驗可以借鑒。”張寧說，“未來電力系統(tǒng)它的結(jié)構(gòu)形態(tài)應該怎樣發(fā)展？怎樣才能規(guī)避不穩(wěn)定的運行方式，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創(chuàng)新性的研究。”