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)安全問題進行檢查?？ㄌ乩兆畛醯难芯繘]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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