當(dāng)前“新基建”已從社會范圍的討論走向社會共識和國家戰(zhàn)略,并寫入了2020年《政府工作報告》:加強新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),發(fā)展新一代信息網(wǎng)絡(luò),拓展5G應(yīng)用,建設(shè)數(shù)據(jù)中心,增加充電樁、換電站等設(shè)施,推廣新能源汽車,激發(fā)新消費需求、助力產(chǎn)業(yè)升級。
新基建的實施必將加速能源等行業(yè)的變革。電力系統(tǒng)是保證國民經(jīng)濟運行、國家能源安全的核心基礎(chǔ)設(shè)施,而實現(xiàn)能源的清潔化與可再生化已成為全球共識。2016年國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016-2030)》推進能源生產(chǎn)和消費革命,預(yù)計2025年我國資源富集地區(qū)新能源裝機占比將超過50%,新能源發(fā)電占比將超過30%、2050年預(yù)計達50%。然而,我國的新能源發(fā)電呈現(xiàn)出局部高密度并網(wǎng)的發(fā)展態(tài)勢,高滲透率新能源改變了輸配電網(wǎng)的潮流和電壓分布,并開始出現(xiàn)功率倒送、電壓過高等現(xiàn)象,新能源的迅速發(fā)展給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來了重大挑戰(zhàn)。在新基建的建設(shè)過程中,5G、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等先進的技術(shù),將在更廣闊的領(lǐng)域、更深程度上與能源產(chǎn)業(yè)融合,成為發(fā)展我國清潔能源產(chǎn)業(yè)、保障國家能源安全的關(guān)鍵。
6月15日國家電網(wǎng)發(fā)布“數(shù)字新基建”十大重點建設(shè)任務(wù),并與華為、阿里巴巴、QQ音樂、百度集團等簽署合作協(xié)議。“年內(nèi)將安排投資約247億元,預(yù)計拉動社會投資約1000億元”,國家電網(wǎng)董事長、黨組書記毛偉明在當(dāng)日的“數(shù)字新基建”重點建設(shè)任務(wù)發(fā)布會暨云簽約儀式上提及。這一投資額較國家電網(wǎng)2019年信息化建設(shè)投資同比增加約82%。
2020年6月騰訊云與智慧產(chǎn)業(yè)事業(yè)群總裁湯道生在接受《光明日報》專訪時透露,騰訊未來五年將投入5000億,用于新基建的進一步布局。云計算、人工智能、區(qū)塊鏈、服務(wù)器、大型數(shù)據(jù)中心、超算中心、物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)、5G網(wǎng)絡(luò)、音視頻通訊、網(wǎng)絡(luò)安全、量子計算等都將是騰訊重點投入領(lǐng)域。其中在數(shù)據(jù)中心方面,騰訊將陸續(xù)在全國新建多個百萬級服務(wù)器規(guī)模的大型數(shù)據(jù)中心。同時騰訊還將結(jié)合產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新需要,重點投入云啟產(chǎn)業(yè)基地、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基地、創(chuàng)新中心、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等方面的建設(shè)。
能源區(qū)塊鏈體系建設(shè)
在新基建產(chǎn)業(yè)浪潮即將來臨之際,智慧能源實驗室提議并開始實施智慧能源新基建的“一體兩翼三能”研發(fā)和產(chǎn)業(yè)平臺的建設(shè):一體。以能源互聯(lián)網(wǎng)一體化平臺為依托,利用平臺優(yōu)勢快速形成研發(fā)與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍效應(yīng);兩翼。能學(xué)院(能源數(shù)字學(xué)院)與能數(shù)建(能源數(shù)字新基建)為兩翼,打通學(xué)、研、產(chǎn)、用各個環(huán)節(jié),使最新的科技成果能夠最快地轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力;三能。能維(設(shè)備醫(yī)生)、能效(能源管家)、能鏈(能源銀行)的3維“人財物“一體化的能源產(chǎn)品體系架構(gòu)。能源區(qū)塊鏈中臺打通企業(yè)技術(shù)中臺IT支撐系統(tǒng)與前臺業(yè)務(wù)應(yīng)用之間的信息斷層和管理斷層,在保障業(yè)務(wù)連續(xù)性的同時賦予業(yè)務(wù)快速迭代和創(chuàng)新能力,提升業(yè)務(wù)與IT管理效能。通過輕量級、低入侵、松耦合的立體化監(jiān)控與管理工具集、能源運維管理、能源運維監(jiān)控中心、智能應(yīng)用(容改需業(yè)務(wù)中臺、云運維業(yè)務(wù)中臺、征信鏈業(yè)務(wù)中臺)等。
能源區(qū)塊鏈體系建設(shè)方面:增加能源需求側(cè)響應(yīng),主動配電網(wǎng),綠色電力營銷,能源區(qū)塊鏈中臺用電戶通過“需求側(cè)容改需的區(qū)塊鏈應(yīng)用”幫用電企業(yè)優(yōu)化電費省錢;電網(wǎng)通過“可靠性中臺”讓用電設(shè)備上鏈解決配用電安全可靠;園區(qū)服務(wù)者通過“多站融合”建立區(qū)域鏈讓區(qū)域服務(wù)更便捷高效。通過負(fù)荷側(cè)的主動行為,以用戶為中心使用清潔能源、可再生能源(綠電)上鏈更便捷。通過區(qū)塊鏈的SDK直接上鏈到能源區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)中臺架構(gòu)體系中。
光伏發(fā)電企業(yè)屬于典型的重資產(chǎn)型企業(yè),巨大的資產(chǎn)投入對企業(yè)的現(xiàn)金流管理有很大挑戰(zhàn),稍有不慎,就會造成資金鏈斷裂,企業(yè)破產(chǎn)。由于光伏資產(chǎn)大部分部署在各個城市為中心的郊區(qū),甚至是遠(yuǎn)郊地區(qū),而發(fā)電過程是即時生產(chǎn)、即時消費,光伏企業(yè)在轉(zhuǎn)讓、發(fā)行ABS或融資租賃時,對資產(chǎn)價值的評估往往耗時耗力,且難以量化,光伏資產(chǎn)評估、資產(chǎn)投融資、資產(chǎn)租賃與交易以及資產(chǎn)質(zhì)量的把控成為光伏資管理的最大難點。分布式光伏資產(chǎn)的投資融資使用區(qū)塊鏈平臺讓資產(chǎn)先數(shù)據(jù)化,再證券化,從來解決融資問題,特別是解決通過眾籌模式走不通的問題。
為幫助光伏發(fā)電企業(yè)解決“追溯難、認(rèn)證難、授權(quán)難、分拆難、降低技術(shù)風(fēng)險、認(rèn)證風(fēng)險、財務(wù)移交風(fēng)險”等問題,微能區(qū)塊鏈中臺一端連接電站業(yè)主,一端連接投資方,身份認(rèn)證、發(fā)電、交易等全程記錄在區(qū)塊鏈上,數(shù)據(jù)信息互聯(lián)互通的能鏈平臺,其核心目的是協(xié)助電站資產(chǎn)方完成資產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化和司法確權(quán),同時幫助投資者在最短的時間內(nèi)獲得最有價值的優(yōu)質(zhì)資產(chǎn),幫助兩端快速、安全的完成交易。進一步,我們對能鏈體系的布局如下:
將區(qū)塊鏈基礎(chǔ)能力抽象成為區(qū)塊鏈能源中臺,打造通用區(qū)塊鏈引擎,使得各類能源業(yè)務(wù)系統(tǒng)能以極低的成本實現(xiàn)各類區(qū)塊鏈基礎(chǔ)功能。包括但不限于存證驗真、數(shù)據(jù)追溯、多方協(xié)作、機密保護等,實現(xiàn)存證驗真、數(shù)據(jù)追溯。
區(qū)塊鏈能源中臺。將區(qū)塊鏈基礎(chǔ)能力抽象成為區(qū)塊鏈能源中臺,打造通用區(qū)塊鏈產(chǎn)品,使得各類能源業(yè)務(wù)系統(tǒng)能以極低的成本實現(xiàn)各類區(qū)塊鏈基礎(chǔ)功能。包括但不限于存證驗真,數(shù)據(jù)追溯,多方協(xié)作,機密保護等。實現(xiàn)存證驗真、數(shù)據(jù)追溯。
能源信息溯源。利用區(qū)塊鏈存證驗真及數(shù)據(jù)追溯能力,區(qū)塊鏈可以實現(xiàn)溯源,目前在商品溯源領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的落地應(yīng)用。同樣,區(qū)塊鏈在能源的溯源上可讓消費者清楚的知道所用每一份能源的來源。更重要的是,對于國家能夠更細(xì)致的進行新能源生產(chǎn)消納統(tǒng)計和考核,這是有重要意義的。同時,對于能源信息及能源質(zhì)量通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實時存證,保證能源可靠性。
能源數(shù)據(jù)交換。在能源產(chǎn)生和流轉(zhuǎn)過程中,涉及到多個組織和角色間的數(shù)據(jù)交換。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)交換需要數(shù)據(jù)交換中心的介入。而區(qū)塊鏈的智能合約可實現(xiàn)去中介化強制執(zhí)行,并校驗數(shù)據(jù)交換過程中的完整性,保證數(shù)據(jù)所有方、數(shù)據(jù)使用方、數(shù)據(jù)交換執(zhí)行方三權(quán)分立,實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換秒批秒到,數(shù)據(jù)使用按照預(yù)先制定規(guī)則執(zhí)行,從事后監(jiān)管變?yōu)槭虑跋拗?讓所有方放心、交換方安心、使用方省心。
能源可信交易。區(qū)塊鏈的去中心化和分布式特點,讓能源生產(chǎn)者、銷售部門部門和消費者可以實現(xiàn)“直連”,可以大幅度降低能源的交易成本,提升交易效率。消費者本身也是生產(chǎn)者或是銷售者,打破角色邊界。未來區(qū)塊鏈技術(shù)可以和央行數(shù)字貨幣無縫對接,真正實現(xiàn)能源資產(chǎn)的概念。
能源調(diào)度及管理?；趨^(qū)塊鏈的能源調(diào)度系統(tǒng)可以充分利用數(shù)據(jù)的真實可靠且不可修改的歷史特性,進行能源需求的預(yù)測、能源交易管理和制定調(diào)度計劃。
新能源交通。區(qū)塊鏈可協(xié)調(diào)電動汽車充電的平臺,不需要任何集中的中介。對于充電樁運營商以及用戶來說,區(qū)塊鏈技術(shù)的接入實際上提供了一個信任機制,各方將有機會實現(xiàn)互聯(lián)互通。應(yīng)用區(qū)塊鏈之后,不僅可以實現(xiàn)共享充電樁,而且可以促進共建充電樁。
分布式協(xié)作生產(chǎn)。通過區(qū)塊鏈技術(shù)可以實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對對應(yīng)單元的計量、檢測、運維等生產(chǎn)管理。傳統(tǒng)能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)多由公司自主進行,大量未經(jīng)認(rèn)證的數(shù)據(jù)形成孤島,信息價值難以被挖掘。作為強線下的應(yīng)用場景,能源生產(chǎn)流通過區(qū)塊鏈技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的結(jié)合,打通數(shù)字世界和物理世界的隔閡,依靠物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集數(shù)據(jù),同時結(jié)合區(qū)塊鏈大幅提升數(shù)據(jù)的可信度和安全性,為安全生產(chǎn)打下基礎(chǔ);另一方面,通過區(qū)塊鏈進行生產(chǎn)環(huán)節(jié)的采購,可以解決多主體交易信息不對稱的問題,對采購環(huán)節(jié)狀態(tài)實施把控,實現(xiàn)了公開透明的物資采購全生命周期管理,真正實現(xiàn)智慧供應(yīng)鏈體系。
能源區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)中臺架構(gòu)及功能
用戶權(quán)限管理。提供細(xì)粒度的平臺賬戶權(quán)限管理能力,為了和用戶已有的用戶管理系統(tǒng)對接、提供LDAP支持,可通過企業(yè)現(xiàn)有的LDAP服務(wù)目錄導(dǎo)入用戶,避免了繁瑣的用戶輸入。
證書密匙管理。平臺實施以下保障措施以確保關(guān)鍵資料、證書、配置規(guī)范和區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的完整性和安全性:所有訪問用戶擁有的加密密鑰的API調(diào)用都由云提供商記錄,并完全可審核,所有文件系統(tǒng)AES-256靜態(tài)加密。對于傳輸中的數(shù)據(jù),實現(xiàn)HTTPS/WSS/Kafka-TLS 1.2可協(xié)商加密。對提供的應(yīng)用程序憑據(jù)使用salt散列驗證來驗證對網(wǎng)絡(luò)的任何入站調(diào)用,不保存明文密碼。
業(yè)務(wù)對接API網(wǎng)關(guān)。為管理員、Dapps開發(fā)者提供支持多租戶多環(huán)境的統(tǒng)一編網(wǎng)關(guān),用于密鑰管理、簽名、事件流管理和高容量可靠事務(wù)提交的基礎(chǔ)設(shè)施支持。管理節(jié)點圍繞平臺資源(公鏈、聯(lián)盟鏈、環(huán)境、節(jié)點、服務(wù)等)提供完整的生命周期操作。每個參與組織都可以使用API來創(chuàng)建自動化DevOps pipeline。網(wǎng)關(guān)還支持直接的Kafka連接,用于從去中心化應(yīng)用和事件驅(qū)動ESB技術(shù)直接流式傳輸事務(wù)。
智能合約開發(fā)IDE。提供合約開發(fā)管理功能,用可視化的界面,讓業(yè)務(wù)人員定義一個業(yè)務(wù)流程和商業(yè)規(guī)則,自動編譯成鏈上智能合約,并部署到鏈上環(huán)境。
加密解密套件。集成國密加解密、簽名、驗簽、哈希算法、國密SSL通信協(xié)議等支持。
鏈上數(shù)據(jù)處理。將區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)可視化并實時展示,獲取當(dāng)前區(qū)塊鏈中的信息,包括當(dāng)前塊高、交易總量等,通過智能合約的配置,導(dǎo)出區(qū)塊鏈上合約的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),包括event、構(gòu)造函數(shù)、合約地址、執(zhí)行函數(shù)的信息等。
區(qū)塊鏈瀏覽器。導(dǎo)出區(qū)塊鏈上的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),如當(dāng)前塊高、交易總量等,通過智能合約的配置,導(dǎo)出區(qū)塊鏈上合約的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),包括event、構(gòu)造函數(shù)、合約地址、執(zhí)行函數(shù)的信息等。
交易管理。接收交易請求,緩存交易到數(shù)據(jù)庫中,異步上鏈,提升吞吐量,解決區(qū)塊鏈的tps瓶頸。同時提供交易審計功能。
綜上所述,在國家“新基建”與國家電網(wǎng)“數(shù)字新基建”大力建設(shè)環(huán)境下,結(jié)合能源行業(yè)的現(xiàn)狀與需求,提出“一體兩翼”建設(shè)內(nèi)容及能源區(qū)塊鏈中臺建設(shè)內(nèi)容,為能源行業(yè)區(qū)塊鏈建設(shè)奠定理論基礎(chǔ)并指引技術(shù)架構(gòu)及建設(shè)路徑。
