能源区块链，让曙光照进全球能源互联网

行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1 计算机 证券 研究报告 2018 年 05 月 07 日 投资 评级 行业 评级 强于大市 维持 评级 上次评级 强于大市 作者 沈海兵 分析师 SAC 执业证书编号 S1110517030001 shenhaibingtfzq.com 资料 来源 贝格数据 相关报告 1 计算机 -行业研究周报 持续看好云 计算，欢迎参加北京 TMT 策略会暨云 计算与自主服务专题 2018-05-06 2 计算机 -行业投资策略 年报一季报 确认基本面拐点，继续看板块反转 2018-05-02 3 计算机 -行业研究周报 总书记强调 自主创新推进网络强国建设，关注三大 板块投资机会 2018-04-22 行业走势图 能源区块链让曙光照进全球能源互联网 能源行业大力迈入新格局，我国供给结构亟待优化 。 近年来， 全球能源需求增长缓慢，能源转型推动新能源快速发展，能源消费 结构清洁化趋势明显 。 在新政策情景下，我国的能源需求增长速度每年下降 1左右， 从 2004 年高达 16.84的增速一路下降至 2015 年的低点 0.96， 不 到自 2000 年以来的年平均水平的六分之一。截至 2016 年，我国能源消费 构成中，煤炭和石油占比已经从 2000 年的 90.5下降至 80.3，而能源供给 构成中， 天然气、水电、核电和风电等能源供给也一直在稳步增加 。然而我 国能源供给结构依然存在大量痛点，包括供给垄断、结构转变缓慢、清洁化 不足、价格非理性和供给动力不足等问题。 自 09 年以来，国家开始大力推 进能源行业的供给侧改革，卓有成效但阻力依旧。 区块链技术带来能源供给结构改革的新曙光 。 全球能源互联网 是 基于互联网技术应用发展背景下的清洁、高效的能源利用 方式， 在缓解环境污染问题的同时，得以 提高资源利用效率以及资源整合重 组 进程，有助于有效地进行能源供给侧改革。而区块链天然的去中心化和可 分散的特点可以构建一个去中心化的能源系统 ，具有以下三个 优势 （ 1） 搭 建分布式能源交易和供应体系 ，（ 2） 制定能源管理部门的区块链智能合约 ， （ 3） 安全储存能源交易数据 。 能源区块链相关项目纷纷落地 。 目前能 源区块链项目主要集中在发达国家， 主要在以下 多个场景中发挥作 用 （ 1） 区块链能源的点对点交易， （ 2） 分布式传统能源的构建， （ 3） 能 源市场交易代币化， （ 4） 批发能源交易市场， （ 5） 电动汽车的区块链能源。 现阶段已经有多家项目公司在这些场景达成应用，包括 LO3 Energy 的微电 网、 Electron 的分布式天然气和电力计量系统、 Power Ledger 的代币化区块 链能源交易市场、 Enerchain 的集成化能源批发交易系统和 Innogy 的区块链 电动汽车充电系统，这些项目都 收获了多家巨头的注资。 能源区块链的未来更多商业模式步入实体化进程 。 2018 年能源区块链的发展态势主要在四个方面 （ 1） 正对区块链进行的能 源设施投资将呈现增长态势， （ 2） 美国的能源设施将进入试点阶段， （ 3） 能源批发贸易将逐渐实现商业化部署， （ 4） 其他商业模式也将实体化。而在 我国，区块链能源领域近年来出现不少探索者，首个能源区块链实验室在北 京成立，国家电网申请区块链电力交易的专利，中化集团利用区块链技术进 行能源出口贸易。 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 ， 而以电力市场和能源供给侧改革为时代背景，区块链 技术 未 来 可能 对我国能源领域等诸多方面产生广泛而深远的影响。 风险 提示 区块链能源项目落地仍处于初期，技术难题尚未解决。 -16 -9 -2 5 12 19 26 2017-05 2017-09 2018-01 计算机 沪深 300 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 内容目录 1. 能源行业大力迈入新格局，我国供给结构亟待优化 . 4 1.1. 世界能源需求增长放缓，能源消费结构清洁化趋势明显 4 1.2. 我国能源随消费低速增长，积极布局新能源 . 4 1.3. 能源结构存在痛处，供给优化进行时 . 6 1.4. 政策风向全力支持，供给侧改革大力推进 7 2. 区块链 技术带来能源供给结构改革的新曙光 7 2.1. 全球能源互联网我国能源供给侧改革的新契机 7 2.2. 分布式能源能源互联网的天然区块链 8 2.3. 区块链技术优势去中心化的能源系统 9 3. 能源区 块链相关项目纷纷落地 . 10 3.1. 区块链能源的点对点交易 10 3.1.1. LO3 Energy搭建居民 P2P 电力交易微网 11 3.1.2. Conjoule打造高效能源交易社区 . 12 3.1.3. The Sun Exchange连接世界的能源区块链 . 13 3.2. 区块链构建分布式传统能源 . 13 3.2.1. Electron打造能源界的 eBay . 13 3.2.2. 碳链碳资产区块链平台 14 3.3. 能源市场平台代币化 . 15 3.3.1. Power Ledger代币的能源交易 15 3.3.2. WePower基于区块链的绿色能源交易平台 15 3.4. 批发能源交易 . 16 3.4.1. BTL Group解决核对问题 . 17 3.4.2. Ponton Enerchain搭建集成化交易系统 . 17 3.5. 电动汽车的区块链能源 . 18 3.5.1. Innogy区块链电动汽车充电系统 . 18 4. 能源区块链的未来更多商业模式步入实体化进程 . 18 4.1. 能源区块链加速进入新阶段 . 18 4.2. 我国能源区块链蓝海潜力无穷 . 19 图表目录 图 1全球人均能耗量 . 4 图 2全球能耗占比 4 图 3我国能源消费总量 . 5 图 4 2000 年我国能源消费构成 . 5 图 5 2016 年我国能源消费构成 . 5 图 6 2000 年我国能源生产构成 . 5 图 7 2016 年我国能源生产构成 . 5 图 8全球能源互联网发展框架 . 7 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3 图 9区块链对能源互联网实现 . 9 图 10能源区块链项目的地理分布 10 图 11能源的点对点交易 11 图 12 Exergy P2P 能源交易模式 . 11 图 13 Conjoule 能源交易生态 . 12 图 14 The Sun Exchange 平台构想 . 13 图 15 Electron 分布式能源平台 14 图 16碳链管理模式 14 图 17 Power Ledger 层次结构 15 图 18 WePower 代币模式 . 16 图 19批发能源交易流程 16 图 20去中介化的场外能源交易 17 图 21 Enerchain 交易界面 17 图 22家庭充电站应 用场景 18 表 1能源结构优化 6 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 4 1. 能源行业大力迈入新格局， 我国 供给结构亟待优化 1.1. 世界能源需求增长放缓，能源消费结构清洁化趋势明显 全球能源需求增长缓慢，能源转型推动新能源快速发展，能源消费结构清洁化趋势明显。 近年来，全球经济增速进一步放缓，主要经济体走势分化，发达国家经济缓慢复苏，新兴 经济体国家经济发展有所改善。 人均能耗量在 2014 年达到了 1919.43 千克油当量，较 2000 年的 1636.60 千克油当量上升了 17.28。但是从 2004 年以来，除了 2010 年人均能耗量出 现增加外，人均能耗呈现增速放缓的状态 ,。自 2010 年以来，全球人均能耗量增速从 4.36 明显下降至 1.43并保持稳定。 图 1 全球人均能耗量 资料来源 世界银行， 天风证券研究所 在能源消耗结构来看， 化石燃料能耗占比 在 2000 年前不断增加，而从 2011 年的 81.26 开始下降，至 2014 年减少到了 80.81；相对而言 ，替代能源和核能的占比 则在这四年间 也从 8.44一路 稳步增加 至 8.90。 虽然增减幅度还较小，但从中可见清洁化趋势在逐渐加 强。 图 2 全球能耗占比 资料来源 世界银行， 天风证券研究所 1.2. 我国能源随消费低速增长，积极布局新能源 打造新经济结构，我国能源消费步入低增长。 步入 2000 年后，我国能源消费总量随着经 济增长而逐步增加。随着近年来我国经济增速的放缓，能源消费总量的增速也迈入一个低 增长的阶段。 2004 年我国能源消费总量的增速高达 16.84，而 在新政策情景下，我国的能 源需求增长速度 平均 每年下降 1左右， 2015 年达到最低的 0.96， 不到自 2000 年以来的 年平均水平的六分之一。这是经济结构转变、强劲能源效率政策实施和人口变化所带来的 综合效应。 0 . 8 3 - 0 . 0 5 0 . 7 8 2 . 3 8 3 . 0 4 1 . 5 3 1 . 6 7 1 . 5 3 0 . 3 1 - 1 . 8 3 4 . 3 6 0 . 3 7 0 . 5 8 0 . 1 4 1 . 4 3 - 3 .0 0 - 2 . 0 0 - 1 . 0 0 0 .0 0 1 .0 0 2 . 0 0 3 . 0 0 4 .0 0 5 .0 0 1 ,4 5 0 .0 0 1 ,5 0 0 . 0 0 1 ,5 5 0 .0 0 1 ,6 0 0 .0 0 1 ,6 5 0 . 0 0 1 ,7 0 0 .0 0 1 ,7 5 0 . 0 0 1 ,8 0 0 .0 0 1 ,8 5 0 .0 0 1 ,9 0 0 . 0 0 1 ,9 5 0 .0 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 单 位 千 克 油 当 量 全球 人均能耗量 全球 人均能耗量变化 7 9 . 8 6 8 0 . 0 0 8 0 . 0 4 8 0 . 5 5 8 0 . 6 6 8 0 . 7 4 8 0 . 8 9 8 1 . 2 1 8 1 . 0 6 8 0 . 7 6 8 0 . 9 2 8 1 . 2 6 8 1 . 2 2 8 1 . 0 6 8 0 . 8 1 9 . 8 5 9 . 8 7 9 . 7 3 9 . 3 6 9 . 3 9 9 . 3 2 9 . 2 4 8 . 9 2 8 . 9 9 9 . 1 0 8 . 9 8 8 . 6 3 8 . 4 4 8 . 6 2 8 . 9 0 7 . 5 0 8 . 0 0 8 . 5 0 9 . 0 0 9 . 5 0 1 0 . 0 0 7 9 . 0 0 7 9 . 5 0 8 0 . 0 0 8 0 . 5 0 8 1 . 0 0 8 1 . 5 0 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 2 0 1 0 2 0 1 1 2 0 1 2 2 0 1 3 2 0 1 4 全球 化石燃料的能耗 占能耗总量比重 全球 替代能源和核能 占能耗总量比重 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 图 3 我国能源消费总量 资料来源 中经网， 天风证券研究所 传统能源 消费比重 下降， 清洁能源 需求 稳步 增加 。 我国能源的消费需求正更多依赖可再生 能源、天然气和电力，煤炭和石油需求则有所回落。截至 2016 年，我国能源消费构成中， 煤炭和石油占比已经从 2000 年的 90.5下降至 80.3。根据国际能源署的预计，到 2040 年， 我国煤炭在总发电量中所占的比重将从 2016 年的三分之二下降到 40以下，电力将在中国 终端能源消费中占主导地位。 图 4 2000 年我国能源消费构成 图 5 2016 年我国能源消费构成 资料来源 中经网， 天风证券研究所 资料来源 中经网， 天风证券研究所 可再生能源成本降低，能源供给清洁化趋势明显。 同时，我国能源结构也正逐步转换到清 洁发电，强大的部署和有力的政策降低了可再生能源的成本。从 2000 年至 2016 年，天然 气、水电、核电和风电等能源供给也在稳步增加，在我国能源生产总量的占比逐渐扩大 ， 从 2000 年的 10.3增长至 22.2。 图 6 2000 年我国能源生产构成 图 7 2016 年我国能源生产构成 资料来源 中经网， 天风证券研究所 资料来源 中经网， 天风证券研究所 5 . 8 4 9 . 0 2 1 6 . 2 2 1 6 . 8 4 1 3 . 5 0 9 . 6 0 8 . 7 2 2 . 9 4 4 . 8 4 7 . 3 0 7 . 3 2 3 . 9 0 3 . 6 7 2 . 1 3 0 . 9 6 1 . 4 2 2 . 9 8 0 . 0 0 2 . 0 0 4 .0 0 6 .0 0 8 .0 0 1 0 . 0 0 1 2 . 0 0 1 4 . 0 0 1 6 .0 0 1 8 .0 0 0 10 20 30 40 50 单 位 亿 吨 标 煤 能源消费总量 等价值 能源消费总量变化 6 8 . 5 0 2 2 . 0 0 2 . 2 0 7 . 3 0 能源消费总量构成 _ 煤炭 能源消费总量构成 _ 石油 能源消费总量构成 _ 天然气 能源消费总量构成 _ 一次电力及其他能源 6 2 . 0 0 1 8 . 3 0 6 . 4 0 1 3 . 3 0 能源消费总量构成 _ 煤炭 能源消费总量构成 _ 石油 能源消费总量构成 _ 天然气 能源消费总量构成 _ 一次电力及其他能源 7 2 . 9 0 1 6 . 8 0 2 . 6 0 7 . 7 0 能源生产总量构成 _ 煤炭 能源生产总量构成 _ 石油 能源生产总量构成 _ 天然气 能源生产总量构成 _ 水电、核电、风电 6 9 . 6 0 8 . 2 0 5 . 3 0 1 6 . 9 0 能源生产总量构成 _ 煤炭 能源生产总量构成 _ 石油 能源生产总量构成 _ 天然气 能源生产总量构成 _ 水电、核电、风电 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 6 2018 年 4 月 11 日，电力规划设计总院发布的中国能源发展报告 2017预计， 2018 年 我国能源消费总量呈低速增长，生产供应总体稳中有升。报告认为，根据经济发展状 况、各行业发展前景和用能需求， 2018 年我国能源消费将延续消费结构清洁化、高效化趋 势，消费总量呈低速增长，预计约 45.7 亿吨标准煤。其中，非化石能源和天然气仍是拉动 能源消费增长的主导力量，占一次能源消费的比重继续提高，天然气消费量约 2640 亿立 方米；煤炭消费量将略有减少，约在 38.5 亿吨，占一次能源消费比重继续下降；石油消费 量约 6 亿吨，占一次能源消费比重保持稳定。从生产端来看，预计 2018 年一次能源生产 总量约 36.7 亿吨标准煤，其中煤炭 36.6 亿吨，石油 1.91 亿吨，天然气 1560 亿立方米， 一次电力 2.1 万亿千瓦时。 报告显示， 2017 年我国能源生产总量达到 35.9 亿吨标准煤。 1.3. 能源结构存在痛处，供给优化进行时 能源供给 结构指能源供给侧各个方面的构成及其相互之间的关系，包括能源供给主体结构、 能源产业结构、能源产品结构、能源价格结构、能源供给动力结构、能源供给区域结构等。 能源供给结构优化是指为了实现满足能源需求、提高能源供给能力与效率、减少能源生产 和消费污染、控制碳排放、保障能源供应安全等目标，改善能源供给侧各种不合理或次优 的结构。能源结构优化主要包括 以下 六个方面。 表 1 能源结构优化 六个能源结构优化 具体内容 能源供给主体结构优化 能源生产与供应由低技术、低效率、高污染型能源企业转向高技术、高效率、低污染型能源企业。 能源 产业结构 优化 由传统能源产业转向新兴能源产业。 能源产品结构优化 由高污染、高排放能源产品转向低污染、低排放能源产品。 能源价格结构优化 由计划价格转向市场价格。 能源供给动力结构 由要素投入驱动转向全要素生产率增长驱动。 能源供给区域结构优化 由不均衡转向均衡。 资料来源国研网，天风证券研究所  能源供给主体垄断严重。 我国的石油、天然气、电力生产与供应业国企垄断严重，民 营企业发展受抑制。石油、天然气的上中下游产业链均被中国石油天然气集团公司与 中国石油化工集团公司两家国企巨头高度垄断 2015 年，这两家油气巨头企业国 内的原油、天然气产量占全国的 71.2、 91.5，原油加工量占全国的 72.2，油气管 网占全国的 90以上，成品油和天然气销量也占国内大部分市场份额。我国电力生产 大部分被五大国有控股电力集团垄断，电力输配送基本上被国家电网公司与南方电网 公司垄断。而煤炭产业存在不少地方垄断企业。中国煤炭产业并不是一个全国统一 开 放、有序竞争的市场，存在相当严重的地方保护主义和地方垄断，一些势力雄厚、技 术和管理水平高的煤炭企业难以通过市场公平竞争方式扩张发展。尽管近几年煤炭行 业产能过剩、需求不旺、价格大幅下降，很多低技术、低效率、低安全的中小煤炭企 业仍未被市场淘汰。  能源产业结构转变缓慢。 过去十几年里，中国化石能源产量保持 6.1的较快发展速度， 非化石能源产量尽管增长速度更快（ 11.2），但依然相对不足，中国能源产业结构还 有很大优化空间。。从国内一次性能源产量结构来看，化石能源产量占据绝对地位， 其比重下降非常缓慢。同时，化石能源 中煤炭产业占比过高，油气能源产业发展不足 。  能源产品清洁化不足。 2013 年，瑞典、拉脱维亚、芬兰和奥地利使用的可再生能源 在总能源中比例超过了三分之一（欧洲环境保护署， 2015），而中国生产的各类能源 产品中，不可再生的化石能源产品占比一直在 85以上，生物质能、水电、风能、太 阳能、地热能、海洋能等可再生能源发展相对不足。当前，由于高品质的天然气、无 烟煤、成品油等清洁化石能源产品占比相当低，中国的化石能源产品消费成为绝大部 分碳排放来源与主要环境污染源。为了实现工业污染防控与碳排放减控目标，必须不 断提高化石能源中 洁净能源产品的比重。  能源价格结构非理性。 一是不同能源产品的市场定价程度差异大。中国多种能源价格 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 7 管制程度较高，不利于价格机制发挥优化配置资源和激励竞争的功能，导致资源浪费 和效率损失。电、成品油等能源价格受到很强管制，天然气等能源价格受到较强管制， 煤炭价格也受产业政策的间接影响 如 2016 年以来煤炭产业“去产能”导致中国 煤炭价格大涨。近年来，中央着手推动电力、天然气、成品油等能源产品价格市场化 改革，取得了一定成效，但市场化还有很长的路要走。二是能源产品价格构成未充分 考虑资源与环境成本。能源产品的生产、输送与 消费存在很大的外部性，资源消耗与 环境损失成本在各种能源价格中没有得到合理体现，导致清洁能源的价值优势在价格 中体现不充分，不利于清洁能源获得竞争优势。  能源供给动力不足。 我国能源工业发展主要依赖劳动、资本、资源等要素投入，较少 地依靠制度革新、要素升级与结构优化这三大“供给侧发动机”，导致能源工业整体 生产效率增长与能源产品质量提升缓慢。尤其是煤炭采选产业的扩张过于依靠资本投 入，重复建设较多，导致中国能源工业的边际报酬递减较快，生产效率增长缓慢，产 能过剩、资源浪费与环境损害严重，拖累了整个能源工业的优化升级与可持 续发展。 自身供给动力的不足导致我国能源对外的整体依存度偏高，近十年来我国石油、原油 和天然气等进口量增长迅猛。 1.4. 政策风向全力支持， 供给侧改革大力推进 为了破除能源供给结构优化的各种障碍，需要大力推进能源供给侧结构性改革，形成良好 的能源供给文化（非正式制度）、能源供给制度（正式制度）、能源供给管理和组织制度（制 度的实施机制）；以科技创新为核心，推动能源创新发展。李克强总理在 2009 年提出要推 进能源结构调整和产业升级，近几年中国加快推进能源价格市场化和能源供给清洁化改革， 实施煤炭行业“去产能”，取得了明显成效。 2015 年，国家发改委把推动能源结构优化作 为审批项目的重点。 2016 年 2 月，国家能源局局长努尔白克力表示，破解新常态下能源 发展面临的传统能源产能过剩、可再生能源发展瓶颈制约、能源系统整体运行效率不高等 突出问题，必须创新能源体制机制，大力推进能源供给侧结构性改革。能源供给侧改革突 破点在于化解防范产能过剩、实施重大战略工程、着力补齐供给短板、创新生产消费模式， 这四个方面在 2016 年均取得了实质性突破，但仍需大力推进。 2. 区块链技术 带来能源供给结构改革的新曙光 2.1. 全球能源互联网我国能源供给侧改革的新契机 全球能源 互联网是指 以国家电网为代表，侧重全球电力互联，利用电力网络在空间上的扩 大，将不同区域电网互联，实现不同区域不同类型新能源跨区消纳的能源互联网 。全球能 源互联网是以特高压电网为骨干网架 通道 、以输送清洁能源为主导、全球互联泛在的坚 强智能电网，符合两个替代 清洁替代和电能替代 的需求。全球能源互联网由跨洲、跨国 骨干网架和各国各电压等级电网构成，连接“一极一道” 北极、赤道 等大型能源基地以 及各种分布式电源，能够将水能、风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户， 是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低 碳的全球能源配置平台，具有网架坚 强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征。 图 8 全球能源互联网发展框架 资料来源 国家电网， 天风证券研究所 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 8 全球能源互联网的发展框架可以概括为 一个总体布局、两个基本原则、三个发展阶段、四 个重要特征、五个主要功能 。 全球能源互联网将形成由跨州电网、跨国电网、国家泛在智 能电网组成，各层级电网协调发展的总体布局，坚持清洁发展和全球配置两个基本原则， 经过洲内互联、跨洲互联、全球互联三个阶段，具备网架坚强、广泛互联、高度智能、开 放互动四个重要特征，实现能源传输、资源配置、市场交易、产业带动和公共服务五个主 要功能。 能源互联网是由数量众多的分布式能源应用单元相互联结而成。由大量分布式能源构成的 能源互联网在拓扑结构上完全不同于现在的集中式供能系统。在分布式为主的能源互联网 系统中，能源供应具有更大的柔性和开放性，能源网络具有更强的自 愈能力。能源互联网 最大的特点是大量接入可再生能源。能源互联网通过储能设施、能量管理系统等先进技术， 克服风、光等可再生能源受天气和时间影响带来的随机性和波动性问题。能源互联网利用 可再生能源的方式主要是发电和热能利用。主要的一次可再生能源包括太阳能、风能、水 力、地热、海洋能及生物质等。适合于能源互联网应用的可再生能源有太阳能、风能、地 热和生物质。 全球能源互联网基于互联网技术应用发展背景下的清洁、高效的能源利用方式，对于提高 资源利用效率以及资源整合重组具有重要意义，是能源供给侧改革要着重解决能源供给结 构不合理、大量的煤炭消耗造成环境污染等问题的有效解决路径。  缓解污染问题，增强资源利用效率。 全球能源互联网依托特高压和智能电网，加快推 进我国西南水电开发，大规模发展风电和太阳能发电，大力推进以电代煤、以电带油， 力争提高清洁能源装机及发电量，提高清洁能源占一次能源比重。构建全球能源互联 网，有利于推动能源清洁绿色发展，将具有时区差、季节差的各大洲电网联接起来 ， 增强资源利用效率，减少资源浪费和产能过剩，使得要素有效投入，进而加强供给管 理。  化解产能过剩，推进资源整合重组。 电能是最清洁高效的能源，全球能源互联网的构 建便以电能为核心，未来的能源开发、转换、配置、使用的基本平台是电网，清洁主 导、电为中心是能源发展的必然趋势。这一理念有效促进了我国对煤炭等传统行业进 行资源整合、企业重组，着力对其去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板，全力 推动供给侧结构性改革。  优化能源系统，拓宽改革思路。 全球能源互联网的用户思维就是指将“用户至上”渗 透到能源供给的各个环节，增强产品、服 务以及用户体验。全球能源互联网的构建将 现有的由生产者控制的集中式能源系统转变成为与消费者互动的集中式与分布式能 源结合的网络，重视用户需求，解决用户用能难题，提供系统的能源解决方案。在大 数据处理方面，利用先进的技术对能源种类、能源消费以及用户习惯等进行数据采集、 分析，为能源的多方交易提供数据互动，提升能源的生产和使用效率。 2.2. 分布式能源能源互联网 的天然区块链 分布式能源通常是布置在用户所在地，耦合连接到区域电力系统的发电设施，包含可再生 能源系统、热电联产系统、工业能量回收利用系统，并具有需求侧管理功能。 分布式 能源 已成功实现商业化利用，并且是综合效率最高的一种利用方式，能效可达 80以上，且输 配电损耗显著降低，能有效降低电网崩溃的概率，提高供电可靠性。分布式能源技术主要 包括往微型燃气轮机、工业燃气轮机、热电联产系统、光伏、风力涡轮系统、燃料电池等。 其中燃料电池的发电效率将可能达到 80，是未来最具有发展价值的技术。这些技术将和 智能控制与优化技术、综合系统优化技术等集成起来，一起成为能源互联网的核心技术。 目前，分布式能源在天然气和光伏发电领域已经取得快速发展。 2015 年天然气分布式能源 在我国开始加速发展，共建成 127 个项目，装机 1405.5 兆瓦。预计到 2020 年，我国规模 以上城市均使用分布式能源系统，装机容量达到 4000 万～ 5000 万千瓦。我国天然气分布 式能源发展有进一步加速的趋势。到 2020 年，我国燃气轮机将实现自主研制及应用，系 统集成能力也得到大幅度提升。由于天然气分布式调峰能力强、运行稳定，与太阳能光伏、 太阳能光热、地源热泵等互补的分布式能源系统将得到大力发展。中国从 2010 年开始加 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 9 大对可再生能源的投资和补贴力度，大力的政策支持使中国成为太阳能发电增长最快的国 家。 2015 年我国已为装机容量世界第一的国家。在最 新的“十三五”能源规划中，分布式 光伏成为国家未来几年扶持的重点。结合天然气分布式能源的发展，两者优势的互相结合 将形成我国分布式能源的新特征。 分布式发电是用清洁能源、生物质、新能源、可再生能源等为一次能源，将规模不一的发 电、供热等设备加以集成，以分散的方式布置在用户附近的能源系统，相当于一个可独立 输出热、电等能源的多功能小电站。开展分布式发电市场交易需要遵循信息对等、共享、 透明，交易分散等基本原则。而区块链技术本身是一个特殊的数据库结构，因为具备去中 心化、可以分散等特点，在分布式发电市场交易上将非常有效。 2.3. 区块链技术优势去中心化的能源系统 能源行业应用区块链技术的目标是提供一种完全去中心化的能源系统，能源供应合同可以 直接在生产者和消费者之间传达。区块链技术有助于加强个人消费者和生产者的市场影响 力，这也使消费者直接拥有购买和销售能源的高度自主权。区块链技术能源领域显示出强 大的应用潜力，除了可以执行能源供应交易外，区块链技术还可以提供计量，计费和结算 流程的基础。 区块链技术同能源互联网概念有较强的内在一致性 ，智能合约得以实现无人化智能能源互 联网 。 从本质上来看，能源互联网同区块链技术都必须构建于普遍的 智能设备物联 网 之上 ， 设备的普遍智能化和互联化将和能源互联网的发展互为表里。而区块链技术同样强调价值 网络参与主体的物联化和智能化，基于区块链的智能合约，其作用并不是仅仅如其字面所 显示的，只能实现实体或者数字资产交换功能，其实智能合约的真正作用在于基于区块链 的不可篡改和集体共识特征，预先写入的代码可以在无人干预或者少人干预的情况，直接 调用区块链上数据，执行所有可以计算的逻辑功能并输出和执行结果，因此，智能合约的 真正意义其实是为区块链上各主体间的互动提供了智能化的规则，并且可以在无人参与的 情况下，实现各种复杂逻辑功能，这种特 征称之为图灵完备。从这个角度上来看，能源互 联网的智能设备网络如果要实现完全的无人化智能，恐怕不可能离开区块链技术的帮助， 尤其是布置在区块链上的智能合约技术。 图 9 区块链对能源互联网实现 资料来源 能源区块链实验室， 天风证券研究所 在能源互联网的应用上，区块链主要具有以下技术优势  分布式能源交易和供应体系。 金融领域的获得的区块链技术应用经验可以应用于能源 领域。区块链技术能够支持去中心化的能源供应系统。这将有助于简化多层系统，其 中电力生产商、配电系统运营商、传输系统运营商和供应商，通过区块链网络直接将 生产者与消费者联系在各个层次上进行交易。  能源管理部门的区块链智能合约。 在区块链技术和智能合约的帮助下，可以有效地控 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 10 制能源网络。智能合约将向系统发出信号，制定如何启动交易的规则。此类流程将基 于智能合约的预定义规则，可以确保所有的能量和存储流都是自动控制的。这有助于 平衡供给和需求。例如，当产生比需求更多的能量时，智能合约可以确保这些多余的 能量被自动地传送到存储器中。  能源流的安全储存。 将所有能源交易数据分散的存储在一个区块链上将有可能保持所 有能量流和业务活动的分布式和安全记录。由智能合约控制的能量和交易流可以以防 篡改的方式记录在区块链上。因此，分布式能源市场的逐步数字化，为区块链技术提 供了创新开发和新商业模式的难得的机遇。 3. 能源 区块链 相关 项目纷纷落地 能源区块链项目主要聚集在欧美国家，美国依然具备着能源区块链创业的最佳土壤，美国 的加州硅谷以及纽约都聚集着大批能源区块链创业者。除了美国，欧洲尤其是德国也有不 少能源区块链项目，德国对区块链技术整体持较为支持的态度，加上德国较为发达的分布 式可再生能源，使得区块链在能源领域的应用十分有前景。柏林的较好的创业环境和氛围 也聚拢了大量欧洲极客在此。 图 10 能源区块链项目的地理分布 资料来源 中国新能源网， 天风证券研究所 3.1. 区块链能源的点对点交易 在传统电力交易市场上，电力交易掌握在少数寡头手中，而事实上过去也只有少数寡头能 够承担如此高昂的基础设施建设费用。然而随着光伏电板技术的提升，越来越多的家庭部 署了家用光伏发电设备，光伏发电设备安装成本较大，但这其中会产生的多余电力却未被 充分利用，无论是对于家庭还是社区都是一种隐形损失。越来越多的家庭想要将自家的余 电上网出售给其他用户，清洁电力来源也希望降低价格吸引更多用户。 受地域、经济等的限制，电力需求和电力供给之间的不匹配是一个长期以来存在的问题。 智能电网能使得 这一问题得到有效解决，而区块链技术则是搭建智能电网的最优选择。通 过电网的数字化、智能化，自主运行、自我优化，电力生产与消费都将更加精准化和精细 化，资源利用将更加集约、高效，决策判断将更加具有前瞻性。 目前，大部分区块链能源项目都集中在 P2P 能源市场平台。区块链能源点对点交易是目前 区块链在能源行业的主要应用场景，区块链的去中心化和分布式特点，让电力生产者、售 电部门和消费者可以实现“直连”，可以大幅度降低电力的交易成本，提升交易效率。 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 11 图 11 能源的点对点交易 资料来源 北极星电力新闻网， 天风证券研究所 3.1.1. LO3 Energy 搭建居民 P2P 电力交易微网 2016 年 4 月美国的能源公司 LO3 公司与西门子数字电网（ Siemens Digital Grid）以及比特 币开发公司 Consensus Systems 合作，建立了布鲁克林微电网（ Brooklyn Microgrid）。该 项目是全球第一个基于区块链技术的能源市场。这个微网项目实现了社区间居民的点对点 电力交易，允许用户通过智能电表实时获得发、用电量等相关数据，并通过区块链向他人 购买或销售电力能源。这意味着，用户可以不需要通过公共的电力公司或中央电网就能完 成电力能源交易。此外，拥有如太阳能电池板等能源生产资源的公司，也可以通过微网将 未使用的能源出售给社区。 LO3 Energy 的 Exergy 平台 的搭建 主要为以下几方面  加密分布式账本技术 ，以防篡改的方式安全保存 所有数据。  可扩展智能合约 ，自动化处理所有交易流程 。  链上 微网 控制系统 ，高效管理微网电流和交易流。 图 12 Exergy P2P 能源交易模式 资料来源 Exergy 白皮书 , 天风证券研究所 区块链 和微网 的结合使得建筑物屋顶光伏系统供应商在布鲁克林能够将过剩电力回馈到 现有的本地电网，并直接从购买者那里收到付款。区块链技术允许在多个参与系统和各种 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 12 利益相关者之间进行透明、高效的交易，同时也把网格特定的要求考虑在内。 在纽约州，公共事业费用很高比如财产和营业税、电线和变电站维护费用等。这些费用 基本上都是来自于用户在市场上的能耗支付所得。传统电网通常是以净耗电量来计算电费， 而且消费者也没有任何选择权。相比于从中央电网购买电力， P2P 能源销售的优势在于价 格更加便宜。而有些消费者 比如那些在自己屋顶上安装太阳能电池板的人，可以在区 块链技术的帮助下出售自己没有使用过的多余能源。布鲁克林作为该项目的一个试点，将 能够让社区电力的生产者和消费者之间进行基于区块链的本地能源交易，并平衡当地的生 产和消费。 英国跨国公共事业公司 Centrica， Braemar Energy Ventures，以及德国工业制造公司西门 子都投资了 LO3 Energy。另一方面，西门子旗下能源管理部门也将利用 LO3 Energy 公司 的区块链技术，打算实施更多的基于区块链的微电网和智能城市项目，以测试其在其他业 务模式下的运行情况，并获得该方案在世界其他地区是否具有可复制性的意见。 3.1.2. Conjoule打造高效能源交易社区 Conjoule于 2017年由 innogy Innovation Hub成立，正在为可再生能源的生产者和消费者， 以及电池拥有者和其他灵活 性能源开发一个