作者：彭昭（智次方創(chuang)始(shi)人(ren)、云和資本聯合創(chuang)始(shi)合伙人(ren)）物聯網智庫 原創
這是我的第(di)338篇專欄(lan)文章。
隨著全球氣候(hou)變化和環(huan)境問題日益嚴(yan)峻，各國政府和企業都在積極尋(xun)求應對之策。
近日，我國發(fa)(fa)布了關于加(jia)快(kuai)經濟社會(hui)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)全(quan)面綠(lv)色(se)轉(zhuan)型的(de)意(yi)見，提出到2030年，要(yao)在重點領域取(qu)得綠(lv)色(se)轉(zhuan)型的(de)積極進展(zhan)(zhan)，形成綠(lv)色(se)生產方(fang)式和生活方(fang)式，增強減污(wu)降碳的(de)協同能力，進一步提升主(zhu)要(yao)資源利用效率，完善支持(chi)(chi)綠(lv)色(se)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)政策和標準體系，取(qu)得經濟社會(hui)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)全(quan)面綠(lv)色(se)轉(zhuan)型的(de)顯著成效。這(zhe)一意(yi)見的(de)發(fa)(fa)布，彰顯了中國推動綠(lv)色(se)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)、實現可持(chi)(chi)續發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)堅定(ding)決心。
與此同(tong)時，在全球范(fan)圍(wei)內，一種名為DeGEN (Decentralized Generative Energy Network，去中心化(hua)生成(cheng)能源網絡)的創新解決(jue)方案(an)正在興起。
DeGEN利用區(qu)塊鏈(lian)技(ji)術，將分布(bu)式能(neng)源(yuan)資源(yuan)(如太陽能(neng)電池板、家用電池等)連接起來(lai)，形成一個去中心化的(de)能(neng)源(yuan)生成和(he)交易網絡。通過激勵用戶(hu)參與綠色能(neng)源(yuan)的(de)生產和(he)存儲，DeGEN不僅(jin)可(ke)以提(ti)高能(neng)源(yuan)利用效率(lv)，減少(shao)碳(tan)排放，還能(neng)為用戶(hu)創造新(xin)的(de)收益來(lai)源(yuan)。
就在最近(jin)，LPWAN領域的知名獨角獸項目(mu)Helium也(ye)提出(chu)了一項新(xin)(xin)的提案(an)HIP 128。該(gai)提案(an)旨在創(chuang)建Helium生態系統(tong)的新(xin)(xin)子網(wang)絡ENERGY，以獎勵用(yong)戶通(tong)過(guo)太陽能生產和電池存(cun)儲(chu)參與能源市場。ENERGY子網(wang)絡將支持分布式(shi)能源資源(DERs)的整合和獎勵，使房主能夠(gou)為電網(wang)穩(wen)定做出(chu)貢獻，并通(tong)過(guo)網(wang)絡獲得獎勵。
值得一(yi)提的(de)是，現有(you)的(de)Helium設(she)備可以同時(shi)獲(huo)得IOT和ENERGY雙重獎勵。此外，ENERGY子網絡還(huan)將推(tui)動大量(liang)數據(ju)信(xin)用(Data Credit)的(de)消耗，從(cong)而減少碳足跡，促進綠色能源實踐。
DeGEN的出現，代表了能源領域一種新的趨勢(shi)——利用區塊鏈技術和(he)(he)去中心化網絡，激(ji)勵(li)用戶參與綠色能源的生(sheng)產和(he)(he)使用，從(cong)而(er)推動能源系統的革新。
這種(zhong)創新(xin)模式(shi)不僅為解決(jue)能源問題提供了(le)新(xin)的思路，也為普通用戶參與能源市場創造了(le)機會。它有(you)望成為推動全社會綠色轉(zhuan)型(xing)、實現可持(chi)續(xu)發展的重要力量(liang)。
在本文中，我們將(jiang)深入探(tan)討DeGEN的經濟模(mo)型和(he)發展前(qian)景，并(bing)展望去中心化(hua)能(neng)源網絡在未來能(neng)源體(ti)系中可(ke)能(neng)扮演的角色。
DeGEN：分布式能源資源的協同與共生
在(zai)傳統的(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)系統中，電(dian)(dian)力(li)的(de)(de)生產和分(fen)配通常由集中式(shi)的(de)(de)電(dian)(dian)力(li)公司或電(dian)(dian)網控制。然而，隨著可再生能(neng)源(yuan)(yuan)技術的(de)(de)進步(bu)和人們環(huan)保意識的(de)(de)提高(gao)，一種(zhong)新型的(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)生態系統正在(zai)崛起——去(qu)中心化生成能(neng)源(yuan)(yuan)網絡(Decentralized Generative Energy Network；DeGEN)。
DeGEN的(de)核(he)心(xin)理念是將能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)生產和(he)消費(fei)去(qu)中心(xin)化，通過分(fen)布式能(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)(Distributed Energy Resources，DERs)的(de)互聯(lian)互通，形(xing)成(cheng)一個彈(dan)性(xing)、高效、環保(bao)的(de)能(neng)源(yuan)(yuan)網絡。
在這個網絡中，每個節點不僅是(shi)能源(yuan)的消費者，也是(shi)生產者(prosumer)。這些節點可(ke)以(yi)是(shi)個人(ren)家庭、社區或小型企業，他(ta)(ta)們通過(guo)安(an)裝光伏面板、風力(li)發電(dian)機等設備，生產綠色(se)能源(yuan)，并(bing)與(yu)其他(ta)(ta)節點共享。
這種去中(zhong)心化(hua)的能源(yuan)網絡(luo)有多重(zhong)優(you)勢。
首先，它提高了能源系統的彈性和安全性。傳統的(de)集中(zhong)式電網容易受到(dao)自然災害、網絡攻擊等因(yin)素(su)的(de)影(ying)響，導致(zhi)大面積(ji)停電。而在DeGEN中(zhong)，即使部分節點(dian)(dian)出現故障，其(qi)他節點(dian)(dian)仍然可以維持運(yun)作，保證能(neng)源供(gong)應的(de)穩定性。
其次，DeGEN可以顯著提高可再生能源的利用效率。傳統電(dian)(dian)網中(zhong)，可(ke)再(zai)生能(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)(dian)往往面(mian)臨著“棄風棄光”的(de)(de)問題，因為電(dian)(dian)網無法(fa)完全吸(xi)納(na)間歇性的(de)(de)可(ke)再(zai)生能(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)(dian)力(li)。但在(zai)DeGEN中(zhong)，分布式的(de)(de)儲能(neng)設備(如電(dian)(dian)池、電(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che))可(ke)以存儲剩余(yu)電(dian)(dian)力(li)，在(zai)用電(dian)(dian)高(gao)峰時(shi)釋放，實現(xian)能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)平衡調節。
此外，DeGEN還有助于減少能源傳輸損耗。在集中(zhong)式電(dian)網中(zhong)，電(dian)力需要長(chang)距離(li)傳(chuan)輸(shu)，導致較高(gao)的線(xian)損。而在DeGEN中(zhong)，能源生(sheng)產和消(xiao)費(fei)在地理上更加接近，減少了(le)傳(chuan)輸(shu)距離(li)，提高(gao)了(le)能源利用效率。
最重要的是，DeGEN為普通用戶提供了參與能源市場的機會。通過安裝DERs，用(yong)戶(hu)不(bu)僅可(ke)以(yi)滿足自身的能(neng)源需(xu)求，還可(ke)以(yi)將(jiang)多余的電(dian)力出售給(gei)其他用(yong)戶(hu)或電(dian)網(wang)，獲(huo)得經濟收益。
這種參與(yu)式的(de)能(neng)源革命，不(bu)僅讓(rang)用戶從單(dan)純的(de)消費者(zhe)轉變為生產者(zhe)，也(ye)增(zeng)強了(le)用戶的(de)環保意識和責任(ren)感。
DeGEN的(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)現離不開一系(xi)列關鍵技術(shu)(shu)的(de)(de)(de)支持(chi)。分布式發電(dian)(dian)(dian)技術(shu)(shu)(如光(guang)伏、風(feng)電(dian)(dian)(dian))是(shi)DERs的(de)(de)(de)基礎；區塊鏈技術(shu)(shu)為(wei)去(qu)中(zhong)心化的(de)(de)(de)能源(yuan)交易和管理提(ti)供了(le)(le)可信的(de)(de)(de)底層架構；智能電(dian)(dian)(dian)網(wang)技術(shu)(shu)則實(shi)(shi)(shi)現了(le)(le)能源(yuan)網(wang)絡的(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)時優化和調度。這些技術(shu)(shu)的(de)(de)(de)融合，正在重塑(su)我們的(de)(de)(de)能源(yuan)生態系(xi)統。
DERs的崛起：重塑能源生態系統的游戲規則
為什么電網需要通過分布式發電來實現去中心化？
這是一個關乎我們能源未來的重要問題。隨著人工智能、電(dian)氣化等新技(ji)術(shu)的發(fa)展，全球電(dian)力需(xu)求正在飛速增長。
預計到2040年，電力(li)需求將(jiang)增加近一倍(bei)。然(ran)而(er)，我們現(xian)有的電網基礎設施(shi)和運營模式卻難以跟上這(zhe)一步伐(fa)。集(ji)中式電網雖然(ran)在過(guo)去(qu)的工業擴張中發(fa)揮了重要作(zuo)用，但在21世(shi)紀面臨著諸多挑戰。
首先，集中式電網依賴于大型發電廠和長距離輸電線路，存在單點故障的風險。自然(ran)災(zai)害、網絡攻擊(ji)等因素都可能(neng)導致大面(mian)積(ji)停電，嚴重(zhong)影響經濟(ji)社會運(yun)行。2014年(nian)，《華爾(er)街日報》報道稱，僅僅切斷9個(ge)特定(ding)的變電站，就可能(neng)造成全美范圍的大停電。2019年(nian)，美國太平洋燃氣和電力公司(si)(PG&E)的輸電線路(lu)引(yin)發了加州森林大火，而這些高壓線路(lu)在(zai)過(guo)去(qu)6年(nian)中(zhong)平均每天都會引(yin)發一場火災(zai)。
其次，集中式電網難以有效應對分散式和間歇性能源的接入。隨著太陽能(neng)、風(feng)(feng)能(neng)等可(ke)再生能(neng)源(yuan)的(de)快速發展，越來(lai)越多(duo)的(de)分布式(shi)能(neng)源(yuan)連接到電網。然而(er)，集中式(shi)電網在(zai)管理這些分散式(shi)資源(yuan)方面存在(zai)天然的(de)弊端，導致“棄風(feng)(feng)棄光”等資源(yuan)浪(lang)費現象。同時，可(ke)再生能(neng)源(yuan)的(de)間歇性和波(bo)動性也給電網調(diao)度(du)帶來(lai)了新的(de)挑戰(zhan)。
此外，集中式電網的建設和維護成本高昂，難以滿足未來負荷大幅增長的需求。為了應對電(dian)力需求的增長(chang)，我們(men)需要(yao)大規模建設新(xin)的發電(dian)廠和輸電(dian)線(xian)路。但這(zhe)種(zhong)“重資產”的投資模式(shi)不(bu)僅成本高昂，而且建設周(zhou)期長(chang)，難以及(ji)時滿足市(shi)場需求。更(geng)重要(yao)的是，集中式(shi)電(dian)網往往依賴(lai)化石燃料發電(dian)，加劇了環境污(wu)染和氣候變化問題。
面(mian)對(dui)這些(xie)挑(tiao)戰(zhan)，電(dian)網(wang)(wang)去中心化成為(wei)必然趨勢(shi)。而(er)分布式能源(yuan)資(zi)源(yuan)(Distributed Energy Resources；DERs)的崛起，為(wei)電(dian)網(wang)(wang)去中心化提供(gong)了(le)新的可能。
DERs包括(kuo)太陽能、電(dian)池、先(xian)進核反應堆(dui)等(deng)技(ji)術，可(ke)以(yi)直接(jie)安裝在用(yong)電(dian)現場，繞過昂貴的長距離輸(shu)電(dian)線路。這些“本地化”的能源(yuan)解決(jue)方案(an)，不僅可(ke)以(yi)提高輸(shu)電(dian)效(xiao)率，減(jian)少線損(sun)，還可(ke)以(yi)增(zeng)強電(dian)網的彈性和安全性。
例如，當電網出現(xian)故(gu)障時，分布(bu)式能源可以提(ti)供(gong)應急電源，保障重要用戶(hu)的(de)供(gong)電可靠(kao)性(xing)。在極端天氣條件(jian)下，分布(bu)式能源還可以實現(xian)“孤島(dao)運行”，維(wei)持(chi)局部電網的(de)穩(wen)定。這(zhe)種“微電網”的(de)理念(nian)，正在受到(dao)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多(duo)的(de)關注(zhu)。
DERs的(de)另一個重要(yao)優勢在(zai)(zai)于，它們可(ke)(ke)以更(geng)好地(di)匹配本(ben)地(di)的(de)能(neng)源(yuan)(yuan)需求和資(zi)源(yuan)(yuan)稟賦。傳統的(de)集中式電(dian)網往往需要(yao)在(zai)(zai)偏遠地(di)區建設大(da)型電(dian)廠(chang)，然后通過長距離輸(shu)電(dian)將(jiang)電(dian)力(li)送到負荷中心。這不僅造(zao)成了巨大(da)的(de)輸(shu)電(dian)損耗，也(ye)忽視了本(ben)地(di)的(de)可(ke)(ke)再生能(neng)源(yuan)(yuan)潛力(li)。而分(fen)布式能(neng)源(yuan)(yuan)可(ke)(ke)以因地(di)制宜，充分(fen)利用當地(di)的(de)太陽能(neng)、風能(neng)、生物質能(neng)等資(zi)源(yuan)(yuan)，實(shi)現就地(di)發電(dian)、就地(di)消納。
當然(ran)，電(dian)(dian)網去中心化(hua)并非一(yi)蹴(cu)而就。我們需(xu)要(yao)建(jian)設一(yi)個“智能電(dian)(dian)網”，在(zai)電(dian)(dian)表、電(dian)(dian)網軟件等方面進行重(zhong)大創新(xin)。凈計量(net metering)和(he)需(xu)求響應(ying)(demand response)等機制，雖然(ran)在(zai)一(yi)定程度上起(qi)到了(le)補貼和(he)激勵的(de)作(zuo)用，但也暴(bao)露出集(ji)中式(shi)電(dian)(dian)網在(zai)應(ying)對(dui)分布(bu)式(shi)能源時的(de)局限性。未來，我們需(xu)要(yao)探索更加市場(chang)化(hua)、更加靈活(huo)的(de)電(dian)(dian)力交易(yi)和(he)調度模式(shi)，讓(rang)分布(bu)式(shi)能源真(zhen)正融入電(dian)(dian)網運行。
總的來說，DERs的關鍵好處在(zai)于提高輸(shu)電(dian)(dian)(dian)效(xiao)率、增強(qiang)消費(fei)(fei)者(zhe)福(fu)利和(he)保障能源(yuan)(yuan)安全(quan)。通過分散式發電(dian)(dian)(dian)和(he)儲能，我們(men)可以減少輸(shu)電(dian)(dian)(dian)損耗(hao)，降低電(dian)(dian)(dian)費(fei)(fei)，并(bing)為用(yong)戶提供(gong)可靠的備用(yong)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)。這種分布(bu)式的能源(yuan)(yuan)生態系(xi)統，將重塑我們(men)的電(dian)(dian)(dian)力市場(chang)和(he)商業模式，為能源(yuan)(yuan)革命注(zhu)入新的活力。
DePIN：重構電網，重塑能源未來
當(dang)前，各(ge)(ge)國的能源(yuan)電網(wang)(wang)普遍面(mian)臨著數據可(ke)(ke)用性不(bu)足的問(wen)題(ti)。各(ge)(ge)個公(gong)用事(shi)業公(gong)司之間缺乏數據共(gong)享和(he)協作，導致(zhi)難(nan)以(yi)全面(mian)評(ping)估和(he)優化電網(wang)(wang)運(yun)行狀況。而區塊(kuai)鏈技術為解決(jue)這一難(nan)題(ti)提供了完美方案。分布式賬(zhang)本(ben)可(ke)(ke)以(yi)跨公(gong)用事(shi)業公(gong)司統一能源(yuan)數據，創建(jian)能源(yuan)電網(wang)(wang)的基礎(chu)健康圖譜。
這將允許公用(yong)事(shi)業(ye)公司安(an)全地存儲(chu)自(zi)己的數(shu)據(ju)，并在不(bu)泄露私人信息的情況下與其(qi)他公用(yong)事(shi)業(ye)公司和(he)政府共享數(shu)據(ju)。然(ran)而，依靠這些(xie)僵(jiang)化的公用(yong)事(shi)業(ye)公司自(zi)身推(tui)動這一改進(jin)的可能性不(bu)大。
值(zhi)得慶幸(xing)的是，硬件方面正(zheng)在發(fa)生大規模變革。分布式(shi)能(neng)源(yuan)資(zi)源(yuan)(DERs)，如(ru)太陽(yang)能(neng)電池板和(he)(he)充電站，正(zheng)在快速(su)增長，這為重(zhong)建能(neng)源(yuan)電網(wang)并整合強大的新技術創(chuang)造了(le)機(ji)會。伴隨著DERs的發(fa)展(zhan)，新的互聯(lian)能(neng)源(yuan)資(zi)源(yuan)網(wang)絡正(zheng)在興(xing)起。這些網(wang)絡利用(yong)區塊鏈(lian)和(he)(he)加密技術提(ti)高數據可用(yong)性(xing)和(he)(he)協調性(xing)。
隨著智能家居應(ying)用(yong)與區(qu)塊(kuai)鏈管理的數據層一(yi)(yi)起蓬(peng)勃發(fa)展，創建大(da)規模需求響(xiang)應(ying)計劃的所有條件都已具備。這(zhe)(zhe)些去中心化的生成能(neng)源網(wang)(wang)絡(luo)(DeGEN)創建了一(yi)(yi)個可編程、可映射的電(dian)(dian)網(wang)(wang)，受(shou)益于廣(guang)泛(fan)的數據可用(yong)性和自動(dong)響(xiang)應(ying)。它實時顯示電(dian)(dian)網(wang)(wang)問題，并通過(guo)委托軟件瞬時解決，這(zhe)(zhe)將大(da)大(da)減少停電(dian)(dian)事件，優化區(qu)域(yu)能(neng)源定價。
由于(yu)電網的財(cai)務成本(ben)由社會分(fen)擔，但利(li)潤通常(chang)由少數公(gong)司和(he)交(jiao)易員(yuan)獲得(de)，因此公(gong)用事(shi)業(ye)和(he)能源(yuan)歷來(lai)受到(dao)過度監(jian)管。如果沒有數據來(lai)理解和(he)解決經常(chang)出現的問題，能源(yuan)市場的套利(li)機(ji)會將持續存在，導(dao)致能源(yuan)成本(ben)上升，利(li)潤流入少數有動機(ji)的人手(shou)中。
相比之下，DeGENs通過協作創造(zao)經(jing)濟價(jia)值(zhi)，并將這些價(jia)值(zhi)回饋給參與者，有可能開創一個協作式經(jing)濟模型的時(shi)代(dai)，在這個時(shi)代(dai)，包容而非對供應商(shang)的剝削推動(dong)了(le)巨額利潤。
以(yi)Daylight項目(mu)為例，從業(ye)務(wu)角度看，它體現了DePIN和(he)分散(san)式(shi)電(dian)(dian)(dian)網(wang)的概念。傳統的電(dian)(dian)(dian)力模式(shi)是建造大(da)型發電(dian)(dian)(dian)廠，通過廣(guang)泛的輸(shu)電(dian)(dian)(dian)和(he)配(pei)電(dian)(dian)(dian)網(wang)絡輸(shu)送能源，并將(jiang)其(qi)供應給最終用(yong)戶(hu)。但隨(sui)著(zhu)人工智能和(he)電(dian)(dian)(dian)氣化帶來的電(dian)(dian)(dian)力需求激增，加(jia)(jia)上間歇(xie)性可再(zai)生能源的增長，電(dian)(dian)(dian)力供應變得更加(jia)(jia)不穩定。結(jie)果是脆弱(ruo)、不可靠的電(dian)(dian)(dian)網(wang)以(yi)及未來能源需求的不明確路(lu)徑(jing)。
而分布式(shi)能(neng)源(yuan)設備可以被網絡連接在一(yi)起，模擬更大的發電(dian)(dian)廠以提高(gao)電(dian)(dian)網可靠性(xing)。Daylight就(jiu)是從個人家庭(ting)出(chu)發，從底層構建新能(neng)源(yuan)市場解決方案。
另一(yi)(yi)個項目Arkreen Network則(ze)專注于(yu)光伏發電節點。Arkreen Network還正在構建一(yi)(yi)個直(zhi)接(jie)使用網絡的用例，即(ji)基于(yu)區塊鏈的可再(zai)生能源證書(REC)市場。
Arkreen社區在太陽能(neng)(neng)(neng)逆變器上安(an)裝智能(neng)(neng)(neng)加密(mi)狗，以(yi)生成(cheng)可再生能(neng)(neng)(neng)源信用。簡單(dan)地(di)說(shuo)，消費者和企業將更快地(di)大規模采用“區塊(kuai)鏈驗(yan)證(zheng)的(de)能(neng)(neng)(neng)源信用”，而(er)不是政(zheng)府(fu)機構和公(gong)(gong)用事業公(gong)(gong)司(si)采用“區塊(kuai)鏈驗(yan)證(zheng)的(de)能(neng)(neng)(neng)源數(shu)據”用于VPP（DER 管理系統）結算(suan)。
寫在最后
總的(de)來說，DePIN和DeGEN正在(zai)重塑我們的(de)能(neng)源生態系(xi)統(tong)。
通過區塊鏈技術打破數(shu)據壁(bi)壘，實現能(neng)源(yuan)數(shu)據的(de)(de)(de)廣泛(fan)共享和協作(zuo)；通過分(fen)布式(shi)能(neng)源(yuan)資源(yuan)的(de)(de)(de)互(hu)聯互(hu)通，構建更加(jia)(jia)彈性、高效、清潔的(de)(de)(de)電網；通過智能(neng)合約和代(dai)幣(bi)經(jing)濟(ji)，激勵各方參與，創造共享價值。這種去中心化的(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)網絡，代(dai)表著(zhu)一(yi)種嶄新的(de)(de)(de)協作(zuo)式(shi)范式(shi)，它將推動(dong)能(neng)源(yuan)革命走向(xiang)更加(jia)(jia)開(kai)放、包容、可持續(xu)的(de)(de)(de)未來。
在未(wei)來，DeGEN有望(wang)成(cheng)為能(neng)源系統的(de)重要組(zu)成(cheng)部(bu)分。它不僅可(ke)(ke)以提高(gao)能(neng)源的(de)可(ke)(ke)靠性(xing)、效率和環保性(xing)，也可(ke)(ke)以促進能(neng)源民主，讓每個人都有機(ji)會參與到能(neng)源的(de)生產和消費中來。
