作者：彭昭（智次方創(chuàng)始人、云和資本聯(lián)合創(chuàng)始合伙人）物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù) 原創(chuàng)
這是我的第338篇專(zhuān)欄文章。
隨著全球氣候變化和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，各國(guó)政府和企業(yè)都在積極尋求應(yīng)對(duì)之策。
近日，我國(guó)發(fā)布了關(guān)于加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見(jiàn)，提出到2030年，要在重點(diǎn)領(lǐng)域取得綠色轉(zhuǎn)型的積極進(jìn)展，形成綠色生產(chǎn)方式和生活方式，增強(qiáng)減污降碳的協(xié)同能力，進(jìn)一步提升主要資源利用效率，完善支持綠色發(fā)展的政策和標(biāo)準(zhǔn)體系，取得經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的顯著成效。這一意見(jiàn)的發(fā)布，彰顯了中國(guó)推動(dòng)綠色發(fā)展、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)定決心。
與此同時(shí)，在全球范圍內(nèi)，一種名為DeGEN (Decentralized Generative Energy Network，去中心化生成能源網(wǎng)絡(luò))的創(chuàng)新解決方案正在興起。
DeGEN利用區(qū)塊鏈技術(shù)，將分布式能源資源(如太陽(yáng)能電池板、家用電池等)連接起來(lái)，形成一個(gè)去中心化的能源生成和交易網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)激勵(lì)用戶(hù)參與綠色能源的生產(chǎn)和存儲(chǔ)，DeGEN不僅可以提高能源利用效率，減少碳排放，還能為用戶(hù)創(chuàng)造新的收益來(lái)源。
就在最近，LPWAN領(lǐng)域的知名獨(dú)角獸項(xiàng)目Helium也提出了一項(xiàng)新的提案HIP 128。該提案旨在創(chuàng)建Helium生態(tài)系統(tǒng)的新子網(wǎng)絡(luò)ENERGY，以獎(jiǎng)勵(lì)用戶(hù)通過(guò)太陽(yáng)能生產(chǎn)和電池存儲(chǔ)參與能源市場(chǎng)。ENERGY子網(wǎng)絡(luò)將支持分布式能源資源(DERs)的整合和獎(jiǎng)勵(lì)，使房主能夠?yàn)殡娋W(wǎng)穩(wěn)定做出貢獻(xiàn)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得獎(jiǎng)勵(lì)。
值得一提的是，現(xiàn)有的Helium設(shè)備可以同時(shí)獲得IOT和ENERGY雙重獎(jiǎng)勵(lì)。此外，ENERGY子網(wǎng)絡(luò)還將推動(dòng)大量數(shù)據(jù)信用(Data Credit)的消耗，從而減少碳足跡，促進(jìn)綠色能源實(shí)踐。
DeGEN的出現(xiàn)，代表了能源領(lǐng)域一種新的趨勢(shì)——利用區(qū)塊鏈技術(shù)和去中心化網(wǎng)絡(luò)，激勵(lì)用戶(hù)參與綠色能源的生產(chǎn)和使用，從而推動(dòng)能源系統(tǒng)的革新。
這種創(chuàng)新模式不僅為解決能源問(wèn)題提供了新的思路，也為普通用戶(hù)參與能源市場(chǎng)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。它有望成為推動(dòng)全社會(huì)綠色轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要力量。
在本文中，我們將深入探討DeGEN的經(jīng)濟(jì)模型和發(fā)展前景，并展望去中心化能源網(wǎng)絡(luò)在未來(lái)能源體系中可能扮演的角色。
DeGEN：分布式能源資源的協(xié)同與共生
在傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)中，電力的生產(chǎn)和分配通常由集中式的電力公司或電網(wǎng)控制。然而，隨著可再生能源技術(shù)的進(jìn)步和人們環(huán)保意識(shí)的提高，一種新型的能源生態(tài)系統(tǒng)正在崛起——去中心化生成能源網(wǎng)絡(luò)(Decentralized Generative Energy Network；DeGEN)。
DeGEN的核心理念是將能源的生產(chǎn)和消費(fèi)去中心化，通過(guò)分布式能源資源(Distributed Energy Resources，DERs)的互聯(lián)互通，形成一個(gè)彈性、高效、環(huán)保的能源網(wǎng)絡(luò)。
在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)不僅是能源的消費(fèi)者，也是生產(chǎn)者(prosumer)。這些節(jié)點(diǎn)可以是個(gè)人家庭、社區(qū)或小型企業(yè)，他們通過(guò)安裝光伏面板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等設(shè)備，生產(chǎn)綠色能源，并與其他節(jié)點(diǎn)共享。
這種去中心化的能源網(wǎng)絡(luò)有多重優(yōu)勢(shì)。
首先，它提高了能源系統(tǒng)的彈性和安全性。傳統(tǒng)的集中式電網(wǎng)容易受到自然災(zāi)害、網(wǎng)絡(luò)攻擊等因素的影響，導(dǎo)致大面積停電。而在DeGEN中，即使部分節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，其他節(jié)點(diǎn)仍然可以維持運(yùn)作，保證能源供應(yīng)的穩(wěn)定性。
其次，DeGEN可以顯著提高可再生能源的利用效率。傳統(tǒng)電網(wǎng)中，可再生能源發(fā)電往往面臨著“棄風(fēng)棄光”的問(wèn)題，因?yàn)殡娋W(wǎng)無(wú)法完全吸納間歇性的可再生能源電力。但在DeGEN中，分布式的儲(chǔ)能設(shè)備(如電池、電動(dòng)汽車(chē))可以存儲(chǔ)剩余電力，在用電高峰時(shí)釋放，實(shí)現(xiàn)能源的平衡調(diào)節(jié)。
此外，DeGEN還有助于減少能源傳輸損耗。在集中式電網(wǎng)中，電力需要長(zhǎng)距離傳輸，導(dǎo)致較高的線損。而在DeGEN中，能源生產(chǎn)和消費(fèi)在地理上更加接近，減少了傳輸距離，提高了能源利用效率。
最重要的是，DeGEN為普通用戶(hù)提供了參與能源市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。通過(guò)安裝DERs，用戶(hù)不僅可以滿(mǎn)足自身的能源需求，還可以將多余的電力出售給其他用戶(hù)或電網(wǎng)，獲得經(jīng)濟(jì)收益。
這種參與式的能源革命，不僅讓用戶(hù)從單純的消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)者，也增強(qiáng)了用戶(hù)的環(huán)保意識(shí)和責(zé)任感。
DeGEN的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)一系列關(guān)鍵技術(shù)的支持。分布式發(fā)電技術(shù)(如光伏、風(fēng)電)是DERs的基礎(chǔ)；區(qū)塊鏈技術(shù)為去中心化的能源交易和管理提供了可信的底層架構(gòu)；智能電網(wǎng)技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了能源網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)優(yōu)化和調(diào)度。這些技術(shù)的融合，正在重塑我們的能源生態(tài)系統(tǒng)。
DERs的崛起：重塑能源生態(tài)系統(tǒng)的游戲規(guī)則
為什么電網(wǎng)需要通過(guò)分布式發(fā)電來(lái)實(shí)現(xiàn)去中心化？
這是一個(gè)關(guān)乎我們能源未來(lái)的重要問(wèn)題。隨著人工智能、電氣化等新技術(shù)的發(fā)展，全球電力需求正在飛速增長(zhǎng)。
預(yù)計(jì)到2040年，電力需求將增加近一倍。然而，我們現(xiàn)有的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)營(yíng)模式卻難以跟上這一步伐。集中式電網(wǎng)雖然在過(guò)去的工業(yè)擴(kuò)張中發(fā)揮了重要作用，但在21世紀(jì)面臨著諸多挑戰(zhàn)。
首先，集中式電網(wǎng)依賴(lài)于大型發(fā)電廠和長(zhǎng)距離輸電線路，存在單點(diǎn)故障的風(fēng)險(xiǎn)。自然災(zāi)害、網(wǎng)絡(luò)攻擊等因素都可能導(dǎo)致大面積停電，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行。2014年，《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道稱(chēng)，僅僅切斷9個(gè)特定的變電站，就可能造成全美范圍的大停電。2019年，美國(guó)太平洋燃?xì)夂碗娏?PG&E)的輸電線路引發(fā)了加州森林大火，而這些高壓線路在過(guò)去6年中平均每天都會(huì)引發(fā)一場(chǎng)火災(zāi)。
其次，集中式電網(wǎng)難以有效應(yīng)對(duì)分散式和間歇性能源的接入。隨著太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的快速發(fā)展，越來(lái)越多的分布式能源連接到電網(wǎng)。然而，集中式電網(wǎng)在管理這些分散式資源方面存在天然的弊端，導(dǎo)致“棄風(fēng)棄光”等資源浪費(fèi)現(xiàn)象。同時(shí)，可再生能源的間歇性和波動(dòng)性也給電網(wǎng)調(diào)度帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。
此外，集中式電網(wǎng)的建設(shè)和維護(hù)成本高昂，難以滿(mǎn)足未來(lái)負(fù)荷大幅增長(zhǎng)的需求。為了應(yīng)對(duì)電力需求的增長(zhǎng)，我們需要大規(guī)模建設(shè)新的發(fā)電廠和輸電線路。但這種“重資產(chǎn)”的投資模式不僅成本高昂，而且建設(shè)周期長(zhǎng)，難以及時(shí)滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。更重要的是，集中式電網(wǎng)往往依賴(lài)化石燃料發(fā)電，加劇了環(huán)境污染和氣候變化問(wèn)題。
面對(duì)這些挑戰(zhàn)，電網(wǎng)去中心化成為必然趨勢(shì)。而分布式能源資源(Distributed Energy Resources；DERs)的崛起，為電網(wǎng)去中心化提供了新的可能。
DERs包括太陽(yáng)能、電池、先進(jìn)核反應(yīng)堆等技術(shù)，可以直接安裝在用電現(xiàn)場(chǎng)，繞過(guò)昂貴的長(zhǎng)距離輸電線路。這些“本地化”的能源解決方案，不僅可以提高輸電效率，減少線損，還可以增強(qiáng)電網(wǎng)的彈性和安全性。
例如，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，分布式能源可以提供應(yīng)急電源，保障重要用戶(hù)的供電可靠性。在極端天氣條件下，分布式能源還可以實(shí)現(xiàn)“孤島運(yùn)行”，維持局部電網(wǎng)的穩(wěn)定。這種“微電網(wǎng)”的理念，正在受到越來(lái)越多的關(guān)注。
DERs的另一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)在于，它們可以更好地匹配本地的能源需求和資源稟賦。傳統(tǒng)的集中式電網(wǎng)往往需要在偏遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)大型電廠，然后通過(guò)長(zhǎng)距離輸電將電力送到負(fù)荷中心。這不僅造成了巨大的輸電損耗，也忽視了本地的可再生能源潛力。而分布式能源可以因地制宜，充分利用當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等資源，實(shí)現(xiàn)就地發(fā)電、就地消納。
當(dāng)然，電網(wǎng)去中心化并非一蹴而就。我們需要建設(shè)一個(gè)“智能電網(wǎng)”，在電表、電網(wǎng)軟件等方面進(jìn)行重大創(chuàng)新。凈計(jì)量(net metering)和需求響應(yīng)(demand response)等機(jī)制，雖然在一定程度上起到了補(bǔ)貼和激勵(lì)的作用，但也暴露出集中式電網(wǎng)在應(yīng)對(duì)分布式能源時(shí)的局限性。未來(lái)，我們需要探索更加市場(chǎng)化、更加靈活的電力交易和調(diào)度模式，讓分布式能源真正融入電網(wǎng)運(yùn)行。
總的來(lái)說(shuō)，DERs的關(guān)鍵好處在于提高輸電效率、增強(qiáng)消費(fèi)者福利和保障能源安全。通過(guò)分散式發(fā)電和儲(chǔ)能，我們可以減少輸電損耗，降低電費(fèi)，并為用戶(hù)提供可靠的備用電源。這種分布式的能源生態(tài)系統(tǒng)，將重塑我們的電力市場(chǎng)和商業(yè)模式，為能源革命注入新的活力。
DePIN：重構(gòu)電網(wǎng)，重塑能源未來(lái)
當(dāng)前，各國(guó)的能源電網(wǎng)普遍面臨著數(shù)據(jù)可用性不足的問(wèn)題。各個(gè)公用事業(yè)公司之間缺乏數(shù)據(jù)共享和協(xié)作，導(dǎo)致難以全面評(píng)估和優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行狀況。而區(qū)塊鏈技術(shù)為解決這一難題提供了完美方案。分布式賬本可以跨公用事業(yè)公司統(tǒng)一能源數(shù)據(jù)，創(chuàng)建能源電網(wǎng)的基礎(chǔ)健康圖譜。
這將允許公用事業(yè)公司安全地存儲(chǔ)自己的數(shù)據(jù)，并在不泄露私人信息的情況下與其他公用事業(yè)公司和政府共享數(shù)據(jù)。然而，依靠這些僵化的公用事業(yè)公司自身推動(dòng)這一改進(jìn)的可能性不大。
值得慶幸的是，硬件方面正在發(fā)生大規(guī)模變革。分布式能源資源(DERs)，如太陽(yáng)能電池板和充電站，正在快速增長(zhǎng)，這為重建能源電網(wǎng)并整合強(qiáng)大的新技術(shù)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。伴隨著DERs的發(fā)展，新的互聯(lián)能源資源網(wǎng)絡(luò)正在興起。這些網(wǎng)絡(luò)利用區(qū)塊鏈和加密技術(shù)提高數(shù)據(jù)可用性和協(xié)調(diào)性。
隨著智能家居應(yīng)用與區(qū)塊鏈管理的數(shù)據(jù)層一起蓬勃發(fā)展，創(chuàng)建大規(guī)模需求響應(yīng)計(jì)劃的所有條件都已具備。這些去中心化的生成能源網(wǎng)絡(luò)(DeGEN)創(chuàng)建了一個(gè)可編程、可映射的電網(wǎng)，受益于廣泛的數(shù)據(jù)可用性和自動(dòng)響應(yīng)。它實(shí)時(shí)顯示電網(wǎng)問(wèn)題，并通過(guò)委托軟件瞬時(shí)解決，這將大大減少停電事件，優(yōu)化區(qū)域能源定價(jià)。
由于電網(wǎng)的財(cái)務(wù)成本由社會(huì)分擔(dān)，但利潤(rùn)通常由少數(shù)公司和交易員獲得，因此公用事業(yè)和能源歷來(lái)受到過(guò)度監(jiān)管。如果沒(méi)有數(shù)據(jù)來(lái)理解和解決經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，能源市場(chǎng)的套利機(jī)會(huì)將持續(xù)存在，導(dǎo)致能源成本上升，利潤(rùn)流入少數(shù)有動(dòng)機(jī)的人手中。
相比之下，DeGENs通過(guò)協(xié)作創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并將這些價(jià)值回饋給參與者，有可能開(kāi)創(chuàng)一個(gè)協(xié)作式經(jīng)濟(jì)模型的時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代，包容而非對(duì)供應(yīng)商的剝削推動(dòng)了巨額利潤(rùn)。
以Daylight項(xiàng)目為例，從業(yè)務(wù)角度看，它體現(xiàn)了DePIN和分散式電網(wǎng)的概念。傳統(tǒng)的電力模式是建造大型發(fā)電廠，通過(guò)廣泛的輸電和配電網(wǎng)絡(luò)輸送能源，并將其供應(yīng)給最終用戶(hù)。但隨著人工智能和電氣化帶來(lái)的電力需求激增，加上間歇性可再生能源的增長(zhǎng)，電力供應(yīng)變得更加不穩(wěn)定。結(jié)果是脆弱、不可靠的電網(wǎng)以及未來(lái)能源需求的不明確路徑。
而分布式能源設(shè)備可以被網(wǎng)絡(luò)連接在一起，模擬更大的發(fā)電廠以提高電網(wǎng)可靠性。Daylight就是從個(gè)人家庭出發(fā)，從底層構(gòu)建新能源市場(chǎng)解決方案。
另一個(gè)項(xiàng)目Arkreen Network則專(zhuān)注于光伏發(fā)電節(jié)點(diǎn)。Arkreen Network還正在構(gòu)建一個(gè)直接使用網(wǎng)絡(luò)的用例，即基于區(qū)塊鏈的可再生能源證書(shū)(REC)市場(chǎng)。
Arkreen社區(qū)在太陽(yáng)能逆變器上安裝智能加密狗，以生成可再生能源信用。簡(jiǎn)單地說(shuō)，消費(fèi)者和企業(yè)將更快地大規(guī)模采用“區(qū)塊鏈驗(yàn)證的能源信用”，而不是政府機(jī)構(gòu)和公用事業(yè)公司采用“區(qū)塊鏈驗(yàn)證的能源數(shù)據(jù)”用于VPP（DER 管理系統(tǒng)）結(jié)算。
寫(xiě)在最后
總的來(lái)說(shuō)，DePIN和DeGEN正在重塑我們的能源生態(tài)系統(tǒng)。
通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)打破數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)的廣泛共享和協(xié)作；通過(guò)分布式能源資源的互聯(lián)互通，構(gòu)建更加彈性、高效、清潔的電網(wǎng)；通過(guò)智能合約和代幣經(jīng)濟(jì)，激勵(lì)各方參與，創(chuàng)造共享價(jià)值。這種去中心化的能源網(wǎng)絡(luò)，代表著一種嶄新的協(xié)作式范式，它將推動(dòng)能源革命走向更加開(kāi)放、包容、可持續(xù)的未來(lái)。
在未來(lái)，DeGEN有望成為能源系統(tǒng)的重要組成部分。它不僅可以提高能源的可靠性、效率和環(huán)保性，也可以促進(jìn)能源民主，讓每個(gè)人都有機(jī)會(huì)參與到能源的生產(chǎn)和消費(fèi)中來(lái)。
