作者：彭昭（智次方(fang)創始人、云和資本聯(lian)合創始合伙人）物聯網智庫(ku) 原創
這(zhe)是我的第338篇(pian)專欄文章。
隨著全球氣(qi)候變(bian)化和環境問題(ti)日益(yi)嚴峻，各(ge)國政府(fu)和企業都(dou)在積極(ji)尋求(qiu)應對之策。
近日，我(wo)國發布(bu)(bu)了關于加快(kuai)經(jing)濟(ji)社會發展(zhan)全面綠色(se)(se)(se)轉型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)意見，提出到2030年，要在重點領(ling)域(yu)取得綠色(se)(se)(se)轉型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)積極進(jin)(jin)展(zhan)，形成綠色(se)(se)(se)生產方(fang)式(shi)和(he)生活方(fang)式(shi)，增強減污降碳的(de)(de)(de)(de)協同能力，進(jin)(jin)一(yi)步提升(sheng)主要資源利用效率，完(wan)善支持(chi)(chi)綠色(se)(se)(se)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)政策和(he)標準體系，取得經(jing)濟(ji)社會發展(zhan)全面綠色(se)(se)(se)轉型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)顯著成效。這一(yi)意見的(de)(de)(de)(de)發布(bu)(bu)，彰顯了中國推動綠色(se)(se)(se)發展(zhan)、實現可持(chi)(chi)續發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)堅定(ding)決心。
與此同時，在(zai)全(quan)球(qiu)范圍內，一種名為DeGEN (Decentralized Generative Energy Network，去中心化生(sheng)成(cheng)能源網絡)的創(chuang)新(xin)解決方(fang)案正在(zai)興起。
DeGEN利(li)用(yong)區塊鏈技術，將分布式能(neng)源(yuan)資源(yuan)(如(ru)太陽能(neng)電池板、家用(yong)電池等)連接起來，形成(cheng)一個(ge)去中心化的(de)能(neng)源(yuan)生(sheng)成(cheng)和(he)交易網絡。通過(guo)激勵(li)用(yong)戶參與綠(lv)色能(neng)源(yuan)的(de)生(sheng)產(chan)和(he)存儲，DeGEN不僅可以提高能(neng)源(yuan)利(li)用(yong)效率，減少碳(tan)排放，還(huan)能(neng)為用(yong)戶創造新(xin)的(de)收益來源(yuan)。
就在(zai)最近，LPWAN領域(yu)的知名獨角獸項目Helium也(ye)提(ti)出了一(yi)項新的提(ti)案HIP 128。該提(ti)案旨(zhi)在(zai)創建Helium生態系(xi)統的新子網絡(luo)ENERGY，以獎勵用(yong)戶(hu)通過太(tai)陽能(neng)生產(chan)和電池存儲(chu)參與(yu)能(neng)源市場。ENERGY子網絡(luo)將支持(chi)分(fen)布式(shi)能(neng)源資源(DERs)的整(zheng)合和獎勵，使房主(zhu)能(neng)夠為電網穩定做(zuo)出貢(gong)獻，并通過網絡(luo)獲(huo)得獎勵。
值得一提的是(shi)，現有的Helium設備可以同時獲得IOT和ENERGY雙重獎勵。此外，ENERGY子網絡還將推(tui)動大量數(shu)據信(xin)用(Data Credit)的消(xiao)耗，從而減少碳足(zu)跡，促進綠色能源實踐。
DeGEN的出現，代表了能源(yuan)領(ling)域一種(zhong)新的趨勢(shi)——利用(yong)區塊(kuai)鏈(lian)技術(shu)和(he)去(qu)中心化網絡，激(ji)勵(li)用(yong)戶參與(yu)綠(lv)色(se)能源(yuan)的生(sheng)產和(he)使(shi)用(yong)，從而(er)推動能源(yuan)系(xi)統的革新。
這種創新(xin)模式不僅(jin)為解決能源(yuan)問題提(ti)供了(le)新(xin)的思路，也為普通用戶參與能源(yuan)市場創造了(le)機會。它有望成為推動全(quan)社會綠色轉型、實現(xian)可持續發展的重要力量。
在(zai)本文中，我們將(jiang)深入探討DeGEN的經濟模型和發展(zhan)前景，并展(zhan)望去中心化(hua)能源網(wang)絡在(zai)未來(lai)能源體系中可能扮演的角色。
DeGEN：分布式能源資源的協同與共生
在(zai)傳統(tong)的(de)能(neng)源系統(tong)中(zhong)，電(dian)力(li)(li)的(de)生產和分配(pei)通常由集中(zhong)式的(de)電(dian)力(li)(li)公司或(huo)電(dian)網(wang)控(kong)制。然(ran)而，隨著可再生能(neng)源技術的(de)進步和人(ren)們環保意識的(de)提(ti)高，一種(zhong)新型(xing)的(de)能(neng)源生態系統(tong)正在(zai)崛起——去(qu)中(zhong)心化生成能(neng)源網(wang)絡(Decentralized Generative Energy Network；DeGEN)。
DeGEN的(de)核心理念是將能(neng)源(yuan)的(de)生(sheng)產和消費去(qu)中心化，通(tong)過分布式能(neng)源(yuan)資源(yuan)(Distributed Energy Resources，DERs)的(de)互(hu)聯互(hu)通(tong)，形(xing)成一(yi)個彈性(xing)、高(gao)效、環保的(de)能(neng)源(yuan)網(wang)絡。
在(zai)這(zhe)個網絡中，每(mei)個節點(dian)不(bu)僅是(shi)能(neng)源的消費者(zhe)(zhe)，也是(shi)生(sheng)產者(zhe)(zhe)(prosumer)。這(zhe)些(xie)節點(dian)可以是(shi)個人家庭(ting)、社(she)區或小型企業，他們通過安(an)裝(zhuang)光伏面板、風力發電機(ji)等設備(bei)，生(sheng)產綠色能(neng)源，并與其他節點(dian)共享。
這種去中心化的能源(yuan)網絡有多(duo)重優勢。
首先，它提高了能源系統的彈性和安全性。傳統(tong)的集中式(shi)電網容易(yi)受到自(zi)然(ran)災害、網絡(luo)攻擊等因素的影響，導致(zhi)大面積停電。而在DeGEN中，即使部分(fen)節點出現故障，其他節點仍然(ran)可以維(wei)持運作，保證能源供(gong)應的穩定(ding)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，可再生(sheng)能源(yuan)發電(dian)(dian)往(wang)(wang)往(wang)(wang)面臨著“棄風(feng)棄光(guang)”的(de)問題(ti)，因為電(dian)(dian)網無法完全吸納間歇性的(de)可再生(sheng)能源(yuan)電(dian)(dian)力。但在(zai)DeGEN中，分布式的(de)儲能設備(如電(dian)(dian)池、電(dian)(dian)動汽車)可以存(cun)儲剩余電(dian)(dian)力，在(zai)用電(dian)(dian)高峰時釋放，實(shi)現能源(yuan)的(de)平衡調節(jie)。
此外，DeGEN還有助于減少能源傳輸損耗。在集中式電網中，電力(li)需要(yao)長(chang)距離傳(chuan)輸，導致(zhi)較高(gao)的線(xian)損。而在DeGEN中，能(neng)(neng)源生產和消費在地理上更加接近，減少了傳(chuan)輸距離，提高(gao)了能(neng)(neng)源利(li)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(an)裝DERs，用戶(hu)不(bu)僅可以滿足(zu)自身(shen)的能(neng)源需求，還可以將多余的電力出售(shou)給其他用戶(hu)或電網(wang)，獲(huo)得經濟收益。
這種參與式的能源革命，不僅讓用(yong)戶從單純的消費(fei)者(zhe)轉(zhuan)變為(wei)生產者(zhe)，也(ye)增強了用(yong)戶的環(huan)保意識(shi)和責(ze)任感(gan)。
DeGEN的實(shi)現離(li)不開一(yi)系(xi)列(lie)關鍵技(ji)術(shu)(shu)的支持(chi)。分布式發電技(ji)術(shu)(shu)(如光伏(fu)、風電)是DERs的基礎；區塊鏈技(ji)術(shu)(shu)為去中心(xin)化的能(neng)(neng)源交易和管(guan)理提供了(le)可信的底層架構；智能(neng)(neng)電網(wang)技(ji)術(shu)(shu)則實(shi)現了(le)能(neng)(neng)源網(wang)絡的實(shi)時優化和調(diao)度。這些技(ji)術(shu)(shu)的融合，正在重塑我(wo)們(men)的能(neng)(neng)源生(sheng)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)(dian)氣(qi)化等新技術的(de)發展，全球(qiu)電(dian)(dian)力需求(qiu)正在飛速增長。
預計到2040年，電力(li)需求(qiu)將(jiang)增加(jia)近一倍。然而(er)，我們現有的(de)電網(wang)(wang)基礎設施和運營模式卻難(nan)以跟上這一步(bu)伐。集(ji)中式電網(wang)(wang)雖(sui)然在過去的(de)工業擴張中發揮了(le)重要(yao)作用，但(dan)在21世紀(ji)面(mian)臨著諸多挑戰(zhan)。
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。自然災害(hai)、網(wang)絡攻擊(ji)等因素都(dou)可能導致大面(mian)積(ji)停(ting)電(dian)(dian)，嚴(yan)重影響(xiang)經濟社會運(yun)行。2014年，《華爾街日報(bao)》報(bao)道稱，僅僅切斷9個特(te)定的變電(dian)(dian)站，就可能造成全(quan)美范圍(wei)的大停(ting)電(dian)(dian)。2019年，美國太平(ping)洋(yang)燃(ran)氣和電(dian)(dian)力公(gong)司(PG&E)的輸電(dian)(dian)線路(lu)引發(fa)了加(jia)州森(sen)林大火，而(er)這些(xie)高壓線路(lu)在過去(qu)6年中平(ping)均每(mei)天(tian)都(dou)會引發(fa)一場火災。
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)(neng)、風能(neng)(neng)等可再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)源的快(kuai)速發展(zhan)，越來(lai)越多的分布式(shi)能(neng)(neng)源連(lian)接到(dao)電網。然而(er)，集中(zhong)式(shi)電網在管理這些分散式(shi)資源方面存在天然的弊(bi)端(duan)，導致“棄(qi)風棄(qi)光”等資源浪費現象(xiang)。同時，可再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)源的間歇性和波動性也給電網調度(du)帶來(lai)了新的挑戰。
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)(dian)力需求(qiu)的增長，我們需要大規(gui)模(mo)建(jian)設新(xin)的發(fa)電(dian)(dian)廠和輸(shu)電(dian)(dian)線路(lu)。但(dan)這種“重資(zi)產”的投資(zi)模(mo)式不僅成本高昂，而(er)且建(jian)設周期(qi)長，難以及(ji)時滿(man)足(zu)市場需求(qiu)。更重要的是，集中式電(dian)(dian)網往(wang)往(wang)依賴(lai)化(hua)石(shi)燃料(liao)發(fa)電(dian)(dian)，加劇了環(huan)境污染和氣候(hou)變化(hua)問(wen)題(ti)。
面對這些挑(tiao)戰，電網去中(zhong)心(xin)(xin)化成為必然趨勢。而分布(bu)式(shi)能(neng)源資源(Distributed Energy Resources；DERs)的崛起，為電網去中(zhong)心(xin)(xin)化提供(gong)了新(xin)的可能(neng)。
DERs包括太陽能、電(dian)池、先進核反應堆等技(ji)術，可(ke)以直接安裝(zhuang)在用(yong)電(dian)現場，繞(rao)過昂貴的(de)長距(ju)離輸電(dian)線路。這些“本地(di)化”的(de)能源解決方(fang)案(an)，不(bu)僅可(ke)以提高輸電(dian)效率，減少線損，還可(ke)以增強電(dian)網的(de)彈(dan)性和(he)安全性。
例如，當電(dian)網(wang)出現故障(zhang)時，分(fen)布式能源可以提供應急電(dian)源，保(bao)障(zhang)重要用(yong)戶(hu)的(de)供電(dian)可靠性。在(zai)極端天氣條件(jian)下，分(fen)布式能源還可以實現“孤島運行”，維持局部電(dian)網(wang)的(de)穩定。這種“微電(dian)網(wang)”的(de)理(li)念(nian)，正在(zai)受到越(yue)來越(yue)多的(de)關注。
DERs的(de)另(ling)一個重要優勢在于，它們可(ke)以更好地(di)(di)(di)匹配本地(di)(di)(di)的(de)能(neng)源需(xu)求和資(zi)源稟賦。傳統的(de)集中式(shi)電(dian)(dian)網往往需(xu)要在偏遠地(di)(di)(di)區(qu)建設大型電(dian)(dian)廠，然后通(tong)過(guo)長距離輸電(dian)(dian)將電(dian)(dian)力送到(dao)負(fu)荷中心。這不(bu)僅造成(cheng)了巨大的(de)輸電(dian)(dian)損耗(hao)，也忽視了本地(di)(di)(di)的(de)可(ke)再(zai)生能(neng)源潛力。而分布式(shi)能(neng)源可(ke)以因地(di)(di)(di)制宜，充(chong)分利用當地(di)(di)(di)的(de)太陽(yang)能(neng)、風能(neng)、生物質能(neng)等資(zi)源，實現就(jiu)地(di)(di)(di)發電(dian)(dian)、就(jiu)地(di)(di)(di)消(xiao)納(na)。
當然(ran)，電(dian)網去中心化并非一蹴而就。我(wo)們(men)需要(yao)建設一個“智(zhi)能(neng)電(dian)網”，在電(dian)表、電(dian)網軟件等方面進行(xing)重大創新。凈(jing)計量(net metering)和(he)(he)需求響應(ying)(demand response)等機制，雖然(ran)在一定程度上起到了補貼和(he)(he)激勵的作用，但也暴露(lu)出(chu)集中式(shi)電(dian)網在應(ying)對分布式(shi)能(neng)源時的局限性。未(wei)來(lai)，我(wo)們(men)需要(yao)探索更加(jia)市場(chang)化、更加(jia)靈活的電(dian)力交易(yi)和(he)(he)調度模式(shi)，讓分布式(shi)能(neng)源真正融入(ru)電(dian)網運行(xing)。
總的(de)(de)來(lai)說，DERs的(de)(de)關鍵好處在于(yu)提高(gao)輸(shu)電(dian)(dian)效(xiao)率、增(zeng)強(qiang)消費(fei)(fei)者福利和(he)(he)保(bao)障能(neng)源(yuan)安全。通過(guo)分散式(shi)發電(dian)(dian)和(he)(he)儲能(neng)，我們可以減少輸(shu)電(dian)(dian)損耗，降低(di)電(dian)(dian)費(fei)(fei)，并為用戶(hu)提供(gong)可靠的(de)(de)備用電(dian)(dian)源(yuan)。這種分布(bu)式(shi)的(de)(de)能(neng)源(yuan)生(sheng)態系統(tong)，將重塑我們的(de)(de)電(dian)(dian)力(li)市場和(he)(he)商業(ye)模式(shi)，為能(neng)源(yuan)革命注入新的(de)(de)活力(li)。
DePIN：重構電網，重塑能源未來
當(dang)前，各(ge)國(guo)的(de)能源電網(wang)普(pu)遍面(mian)臨著數(shu)(shu)據可(ke)用(yong)性(xing)不足的(de)問題。各(ge)個公(gong)(gong)用(yong)事業(ye)公(gong)(gong)司之間缺乏數(shu)(shu)據共享和協作，導致難以全面(mian)評估(gu)和優(you)化(hua)電網(wang)運行狀況。而區塊(kuai)鏈技(ji)術(shu)為解決這一難題提供(gong)了完美(mei)方案。分(fen)布式賬本可(ke)以跨公(gong)(gong)用(yong)事業(ye)公(gong)(gong)司統(tong)一能源數(shu)(shu)據，創建能源電網(wang)的(de)基礎健康圖譜。
這將(jiang)允(yun)許公用事業(ye)(ye)公司(si)安(an)全(quan)地存儲自(zi)己的(de)數據(ju)，并在不泄(xie)露私人信(xin)息的(de)情(qing)況(kuang)下與其他公用事業(ye)(ye)公司(si)和政(zheng)府共享數據(ju)。然而，依靠這些僵化的(de)公用事業(ye)(ye)公司(si)自(zi)身推動這一改進的(de)可能性不大。
值(zhi)得慶幸的(de)是，硬(ying)件方(fang)面(mian)正(zheng)在發(fa)(fa)生大規模變革。分(fen)布式(shi)能(neng)源資(zi)源(DERs)，如太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池板和充電(dian)站，正(zheng)在快速(su)增長，這(zhe)為(wei)重建能(neng)源電(dian)網(wang)并整(zheng)合強大的(de)新技術創造了機會。伴(ban)隨著DERs的(de)發(fa)(fa)展，新的(de)互聯能(neng)源資(zi)源網(wang)絡正(zheng)在興起。這(zhe)些(xie)網(wang)絡利用區塊(kuai)鏈和加密技術提高數據可用性(xing)和協(xie)調性(xing)。
隨著智能家居應(ying)用與區塊(kuai)鏈管(guan)理的(de)(de)數據(ju)層一起蓬勃發展，創(chuang)建大(da)規模需求響(xiang)應(ying)計劃的(de)(de)所有條件(jian)(jian)都已具(ju)備。這些去中心化(hua)的(de)(de)生成(cheng)能源網絡(DeGEN)創(chuang)建了一個(ge)可(ke)(ke)編程(cheng)、可(ke)(ke)映射(she)的(de)(de)電網，受益于(yu)廣泛的(de)(de)數據(ju)可(ke)(ke)用性和自(zi)動響(xiang)應(ying)。它實時(shi)顯示(shi)電網問(wen)題(ti)，并通過委托軟件(jian)(jian)瞬時(shi)解決，這將大(da)大(da)減少停電事件(jian)(jian)，優化(hua)區域(yu)能源定(ding)價。
由于電網的(de)(de)財(cai)務成本(ben)由社會(hui)分(fen)擔，但利潤通(tong)常由少(shao)(shao)數(shu)公司和交易員獲得，因此公用(yong)事業和能(neng)(neng)(neng)源歷來受(shou)到過度監(jian)管。如果沒有數(shu)據來理解和解決經(jing)常出(chu)現的(de)(de)問題，能(neng)(neng)(neng)源市(shi)場的(de)(de)套利機會(hui)將持續存在，導致能(neng)(neng)(neng)源成本(ben)上升，利潤流入少(shao)(shao)數(shu)有動機的(de)(de)人手中。
相(xiang)比(bi)之(zhi)下，DeGENs通過協(xie)作(zuo)創造經濟價(jia)(jia)值，并將這(zhe)些(xie)價(jia)(jia)值回饋給參與者(zhe)，有可能開(kai)創一個協(xie)作(zuo)式經濟模(mo)型的(de)時代，在這(zhe)個時代，包容(rong)而(er)非對供(gong)應商(shang)的(de)剝削推動了巨額利潤。
以Daylight項目為例，從業務角(jiao)度(du)看，它(ta)體現(xian)了DePIN和分散(san)式電(dian)(dian)(dian)網的(de)(de)概念。傳(chuan)統(tong)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)力模(mo)式是(shi)建(jian)造大(da)型發電(dian)(dian)(dian)廠，通(tong)過廣泛的(de)(de)輸電(dian)(dian)(dian)和配電(dian)(dian)(dian)網絡輸送能(neng)源，并將其供應給最終用(yong)戶(hu)。但隨著人工智能(neng)和電(dian)(dian)(dian)氣(qi)化帶來(lai)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)力需求激(ji)增(zeng)，加上間歇性可再生(sheng)能(neng)源的(de)(de)增(zeng)長，電(dian)(dian)(dian)力供應變得更加不(bu)穩定。結果是(shi)脆弱(ruo)、不(bu)可靠(kao)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)網以及未來(lai)能(neng)源需求的(de)(de)不(bu)明確路徑(jing)。
而(er)分(fen)布(bu)式能源(yuan)設備可(ke)以(yi)被網絡連接在(zai)一(yi)起，模擬更大的發(fa)電(dian)廠以(yi)提(ti)高電(dian)網可(ke)靠性。Daylight就是從個(ge)人家庭(ting)出發(fa)，從底層構建新能源(yuan)市場解(jie)決方案(an)。
另一個(ge)項目Arkreen Network則專(zhuan)注于光伏發電節點。Arkreen Network還正(zheng)在構建(jian)一個(ge)直接使用(yong)網(wang)絡的(de)用(yong)例，即(ji)基于區(qu)塊鏈的(de)可(ke)再生能源(yuan)證(zheng)書(REC)市場。
Arkreen社區(qu)在太陽能逆變器(qi)上安(an)裝智能加密(mi)狗(gou)，以生(sheng)成可再生(sheng)能源(yuan)(yuan)信用(yong)(yong)(yong)。簡單地說，消費者和(he)企業(ye)將更(geng)快地大規模采用(yong)(yong)(yong)“區(qu)塊鏈驗(yan)證的能源(yuan)(yuan)信用(yong)(yong)(yong)”，而不(bu)是政府機構和(he)公用(yong)(yong)(yong)事業(ye)公司采用(yong)(yong)(yong)“區(qu)塊鏈驗(yan)證的能源(yuan)(yuan)數據”用(yong)(yong)(yong)于VPP（DER 管理系統(tong)）結(jie)算。
寫在最后
總的來說，DePIN和DeGEN正在重塑(su)我們(men)的能源生態系統。
通(tong)過(guo)(guo)區塊鏈技(ji)術打破數據壁(bi)壘，實現能源數據的廣泛共享和協(xie)作(zuo)；通(tong)過(guo)(guo)分布式能源資源的互聯互通(tong)，構建更(geng)加彈性、高效、清潔的電網(wang)；通(tong)過(guo)(guo)智能合約和代幣經濟，激勵各(ge)方參與，創造共享價值。這種(zhong)去(qu)中心化的能源網(wang)絡，代表(biao)著(zhu)一種(zhong)嶄新的協(xie)作(zuo)式范(fan)式，它將(jiang)推動能源革命(ming)走向更(geng)加開放、包容、可持續的未(wei)來(lai)。
在未來(lai)，DeGEN有望成為(wei)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)系統的(de)重要組(zu)成部分(fen)。它(ta)不僅可(ke)以提高能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)可(ke)靠性(xing)、效率(lv)和環保性(xing)，也可(ke)以促(cu)進能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)民主，讓每(mei)個人都有機會參與到能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)生產和消(xiao)費(fei)中來(lai)。
