美國國家可再生能源實驗室(NREL)的韋恩·漢克斯(Wayne Hicks)展示了一項研究，該研究可以創(chuàng)建一個虛擬的區(qū)塊鏈“產(chǎn)消者”會計系統(tǒng)，從而復(fù)制一個大型電站級電網(wǎng)。無數(shù)獨立的家庭擁有各自的電力儲存設(shè)備和發(fā)電設(shè)備，而這款實際應(yīng)用的目的就是使他們之間能夠進(jìn)行電力買賣;這無疑開辟了一條革命性的道路。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€分布式的、需由多方同意和執(zhí)行的數(shù)字交易記錄。隨著電氣化程度不斷提高，人們對傳統(tǒng)電網(wǎng)擴張的需求增加，而該項目成功實施后，家庭間的相互供電可以減少這一需求。此外，它還為過剩產(chǎn)能創(chuàng)造了一個市場，這將是一個重要的效率增益。
我們對未來國家能源電網(wǎng)的共同愿景是，房主將屋頂太陽能電池板生產(chǎn)的未使用電能出售給社區(qū)其他人，并共同努力確保人人使用電網(wǎng)具有可靠性、彈性和安全性。但電網(wǎng)如何管理如此復(fù)雜的大規(guī)模能源交易呢?
一些新興的解決方案依賴于區(qū)塊鏈技術(shù)。美國國家可再生能源實驗室(NREL)的研究人員正在利用實驗室能源系統(tǒng)集成設(shè)施(ESIF)的硬件，評估區(qū)塊鏈用于交互能源的使用，它可能會重塑電力系統(tǒng)的運行世界。
1.配電網(wǎng)運行決策
“配電網(wǎng)運行決策是革命性的，”NREL住宅建筑研究小組的機械工程師、區(qū)塊鏈試點項目的首席研究員戴恩·克里斯坦森(Dane Christensen)說到。“這就像20世紀(jì)80年代的人在闡述互聯(lián)網(wǎng)帶來的經(jīng)濟機遇，每個人都會嘲笑你的。這就是區(qū)塊鏈應(yīng)用正在發(fā)生的事情——另一場技術(shù)革命的基礎(chǔ)工具正在出現(xiàn)，而配電網(wǎng)可能是其中之一。”
2.能源區(qū)塊鏈:美國國會正在關(guān)注
在能源行業(yè)使用區(qū)塊鏈的潛在機會有很多。去年，美國國會研究服務(wù)處注意到分布式能源(如屋頂太陽能)的生產(chǎn)者越來越偏好向鄰居出售電力。如今，公用事業(yè)公司通過使用一個被稱為能源管理系統(tǒng)(EMS)和高級配電管理系統(tǒng)(ADMS)的復(fù)雜軟件平臺來管理電網(wǎng)上的電力需求、供應(yīng)和可靠交付。通過擴大EMS和ADMS的規(guī)模來實現(xiàn)數(shù)千個家庭間的貿(mào)易交互，這就已經(jīng)很難了，更不用說操作這些家庭中數(shù)百萬臺互相連接的設(shè)備了。
“關(guān)于區(qū)塊鏈的討論和爭議很多，但相關(guān)文件卻很少，”該項目的首席調(diào)查員迪倫·卡特勒(Dylan Cutler)說到。“這個項目是區(qū)塊鏈領(lǐng)域不可或缺的第一步，無論是我還是整個實驗室，大家都對此項技術(shù)十分滿意。”
3.電力公司將扮演什么角色?
值得注意的是，卡特勒指出，區(qū)塊鏈在能源市場的使用需要對電網(wǎng)可靠性、彈性和網(wǎng)絡(luò)安全問題進(jìn)行檢查。卡特勒最初的研究沒有考慮到電力公司在點對點能源交易中扮演的角色，他表示未來的研究一定會考慮到這一點。
卡特勒說:“我認(rèn)為我們必須認(rèn)識到，電力公司擁有我們的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，它們有責(zé)任提供和維持合理的電力質(zhì)量。如果你要賣電給你的鄰居，這就使用了公用事業(yè)的資產(chǎn)。公用事業(yè)公司需要意識到這一點，并得到一些補償。”
4.業(yè)主和電力公司獲得的好處
NREL項目的聯(lián)合首席研究員克里斯坦森(Christensen)和Sivasathya Pradha Balamurugan表示，使用區(qū)塊鏈能夠加強公用事業(yè)和客戶之間的協(xié)調(diào)，以實現(xiàn)互惠互利。對于用戶使用不完的太陽能、風(fēng)能等可再生資源產(chǎn)生的電力，可以將其轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)上，但這種操作受到了一些限制：饋電線是用來把電壓從變電站傳送到變壓器的，但實際上并不是為電力的雙向流動設(shè)計的。
5.虛擬試點模擬活躍電網(wǎng)
NREL和Exelon表示，利用區(qū)塊鏈的新研究結(jié)果，公用事業(yè)公司可以開展試點項目。“NREL的虛擬試點項目要盡可能地安裝于一個活躍的電網(wǎng)上。該項目將確定客戶利益、公用事業(yè)成本/利益，并在部署前幫助降低區(qū)塊鏈?zhǔn)袌鼋鉀Q方案的風(fēng)險。”
6.區(qū)塊鏈電網(wǎng):還需5-10年
NREL能源系統(tǒng)集成實驗室副主任胡安·托雷斯(Juan Torres)預(yù)測，區(qū)塊鏈技術(shù)還需要5-10年時間才能鞏固其在能源領(lǐng)域的地位。目前還未實行鄰居間相互購買電力的機制。
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