摘要

本报告总结了联合研究中心就能源系统区块链解决方案进行的几项实验研究的主要成果。它为欧洲政策制定者提出了关于跨能源价值链部署区块链的考虑和建议

本报告的成果来自一个多年项目,该项目由欧洲议会向欧盟委员会提出明确要求资助,并在联合研究中心智能电网和网络安全实验室进行了实验。

执行总结

欧洲的未来将受到实现数字化和绿色双重转型的强烈影响。 Covid-19 大流行危机清楚地放大了数字和能源技术对人、企业和经济的作用。我们看到了我们对数字和能源解决方案的依赖程度,使我们能够远程办公、为家庭供暖、管理医院和经营业务。监测数字技术的发展以识别最有前途的技术对于支持和加速欧盟朝着更绿色和更可持续的未来迈进至关重要

支持数字化和绿色双重转型的新兴技术

在众多正在使用和开发的数字技术中,区块链技术正在证明它们在支持和简化气候和可持续能源领域的循证决策方面可以提供很多帮助。区块链可以想象成一个分布在无数计算机和节点上的电子登记簿,每个节点都可以更新和存储登记簿的副本。

区块链在气候和能源领域具有吸引力的一些原因是:

  • 去中介化:目前世界上大多数金融、能源和其他业务都是由银行和市场运营商等中介机构实现的。区块链消除了此类受信任的第三方监督和验证信息/价值交换的需要。

  • 透明度和可验证性:记录在区块链上的交易能够被独立检查。非法交易被检测到并被排除在区块链之外,使相关各方无法执行恶意操作。

  • 不变性和安全性:几乎不可能修改或篡改记录在区块链上的信息(即使许多节点同时受到攻击)。

能源行业区块链应用现状

2018 年,欧洲议会要求委员会调查区块链对能源行业的影响。因此,联合研究中心(欧盟委员会的科学和知识服务机构)对区块链如何启用并可能彻底改变能源市场和系统运营进行了桌面和实验项目分析。

研究发现:

  • 能源和数字行业对挖掘区块链的潜力有着明显的兴趣。试点和用例已经在欧洲各地蓬勃发展。对技术性能和可扩展性的内部测试证实了这些行业使用区块链的潜力。然而,消费者尚未充分参与数字能源项目,独立开发商仍面临参与电力市场的进入壁垒。

  • 区块链的可持续性和能源足迹是一个备受争议但并不总是经过充分分析的问题。

  • 用于更高级别能源系统功能的区块链应用程序(即在不处理物理电网操作的层上运行的应用程序)数量更多且成熟。

  • 与能源系统运营(即直接影响物理电网运营,如电力调度)相关的区块链应用开发较少,这主要是由于在安全、认证和标准化方面缺乏足够的保证。

  • 区块链显示出作为能源社区分布式驱动大脑的巨大潜力。区块链似乎适合支持能源交易的财务结算、本地或更广泛市场的能源交易、能源管理和灵活性服务供应以及多个认证和计费流程。

  • 充足且可互操作的智能计量基础设施对于为能源社区和点对点能源交易激活区块链服务是必不可少的。

建议

在研究过程中,很明显,仍然必须澄清几个方面,以成功管理基于区块链的电力输送选项和服务的引入。为此,根据所进行的桌面和实验研究,确定了以下针对新出现的趋势和问题的建议组:

1、安全、隐私和身份

  • 应定义确保区块链应用程序保持足够的网络安全和电力供应安全级别的要求。

  • 应进一步发展保障数据安全和完整性的机制。

  • 数据应该受到“设计”的保护,并且只在需要激活同意的区块链服务时共享。

  • 数据保护和网络安全计划之间需要有效的整合策略。

  • 应从网络安全的角度评估现代电信网络和互联网的弹性和安全性,以评估能源数字化的影响。

  • 网络安全认证计划应越来越多地涵盖区块链核心基础设施领域以及最终用户应用程序和设备领域(例如物联网)。

  • 强大的身份验证方案应该嵌入到区块链解决方案的设计中。

图:对能源转型的区块链部署的建议

2、数据访问、责任和市场

  • 应设计具有商定的数据访问和使用规则的强大能源数据中心/平台。

  • 应调整市场规则以考虑新的“自动代理”参与者的出现。

  • 电力供应和交付的分散责任应明确界定和分配。

3、公平和接受

  • 公平应该是设计更加分散的能源市场的指导原则,不歧视任何参与者,无论是个人还是企业。

  • 消费者应进一步参与并激励他们投资区块链项目。

  • 应在消费者授权和保护之间找到平衡。

4、可扩展性和可持续性

  • 欧盟和国家立法者应继续为数字应用开发一个全面的支持创新的法律框架。

  • 应进一步采用监管试验。

  • 对正在测试/部署的区块链解决方案的能源足迹的分析应始终伴随对可扩展性和性能要求的研究。

5、互操作性和标准

  • 欧盟和成员国利益相关者应继续参与国际标准组织的工作。

  • 应促进支持区块链的设备(包括仪​​表、传感器和电器)的适当标准和互操作性。

欧盟关于区块链用于能源行业的下一步工作

鼓励欧盟和国家立法者继续为数字应用制定全面的创新法律框架,同时更好地规范区块链数字资产和智能合约。

欧盟委员会能源数字化行动计划代表了一个强大的工具箱,可用于实施行动以在能源领域更广泛地部署包括区块链在内的数字技术

虽然数字化转型是实现绿色协议目标的关键推动力,但同样需要在监管多个跨领域部门(能源、运输、金融等)方面采取一致的方法。

区块链可以在多大程度上支持或颠覆转型电力系统和市场中的商业模式还有待观察。事实上,区块链只是电力系统创新的使能技术之一,可以与人工智能、大数据和物联网等其他数字技术相结合,以实现气候中和和可持续发展的目标。

联合研究中心智能电网和网络安全实验室随时准备扩大其研究活动,以支持政策决策并确定部署区块链和其他新兴数字和能源技术的关键问题。

图:区块链在智能能源应用案例

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