大家新年好，新的一年心想事成！历经两个月，我终于又试图更新一篇专栏文章，我哥们

我现在研究方向主要是燃料电池，但我们的燃料电池主要目的是作为太阳能或者风能的储能技术，因此对我这个上游能源有一些了解。加之我之前也做过几年的太阳能电池研究，对整个新能源有很深的兴趣。最近发现一个很有兴趣的话题，区块链技术和新能源的结合。大热的比特币和未来清洁能源相结合，让很多初创公司发现了机会，例如LO3和西门子数字电网在纽约的实践。Microgrid on a Blockchain Platform。我想结合我对新能源的理解，分析一下区块链技术是否真正能对新能源技术大规模应用有帮助。欢迎大家讨论指正。

首先我想讨论一下通过区块链技术可以交易的能源数额。区块链技术可以不通过中间商，安全的订立小额能源合同，去中心化的在电网中完成交易。目前初创公司描绘的愿景，基本是在微电网中户对户交易。很明显，这种能源应该多来自于分布式光伏发电技术。我们以分布式光伏发电技术最成熟最发达的德国为例，德国每年光伏发电在38.737GWh， 70%来自于分布式光伏发电，德国屋顶光伏设备大概在150万台左右，算下来每户平均可以发电17200KWh/year（以上数据来自：Solar power in Germany，http://www.cseindia.org/userfiles/Anil Misra_Rooftop solar PV in Germany.pdf，http://mnre.gov.in/file-manager/UserFiles/workshop-gcrt-0870616/german.pdf）.按照装机容量和德国日照条件下计算，每户发电大概在15500KWh/year,相差不大，取高者计算。而根据word energy council给出的德国家庭年消耗电量为3512 KWh/year. （Average household electricity use around the world）。从户均发电量和家庭年耗电量来比较，可以推知，如果在德国大规模应用区块链技术，应该是有大量的能源可以被交易。但是同样的技术或许在美国就没那么乐观了，因为EIA的数据显示美国的家庭平均耗电量为10766KWh/year，可以用于交易的发电量就明显小于德国（How much electricity does an American home use?）。

但是我得承认这是个很乐观的估算，因为我按照公开的数据计算（装机总量41.3GW，70%来自于分布式发电），德国分布式光伏发电每套设备平均为18KW，对于普通家庭用户来说，这个功率明显偏大。我个人感觉单户装机容量应该不会超过5KW，那这样的话一个普通家庭年发电量可能仅仅在4320KWh，略大于家庭年耗电量，可以用于区块链交易的能量就变得小很多。那同样5kw的光伏发电装置哪怕放在美国亚利桑那州的日照条件下，应该可以刚刚满足美国家庭用电量，没有任何富裕电量用来交易。基于这点考量，区块链技术如果仅仅在普通社区微电网中，可以用于交易的能源额度是不高的，换句话说，市场不算大。

在考虑完可供交易的电量后，第二个问题就是，和谁交易，什么时候交易。下图显示了居民用电的高峰期。我们发现太阳能发电的峰值和居民用电峰值恰恰是错开的。换句话说，由于没有成本合理的储能措施，我们很难在同一个微电网内，向你的邻居出售你多余的电量，或者说不能全额出售，因为在你发电的高峰期，你的邻居并不需要如此多的电量，他们需要电量的时候，你的光伏发电装置恰恰不能提供足够可供交易的电量。从load profile来看，商业用电峰值是和光伏发电峰值有重合部分，是否可以通过区块链向商业用电单位售电？我认为这是个方向，但是投资就大大增加了。因为你需要所谓的发电回流，用可调压的变压器把电向上传到电网然后再降压传送到商业单位（国外住宅区和商业区一般是分开的，相距比较远）。而且这个过程中似乎牵扯到第三方，输配电单位，区块链从交易上可否实现？这点我不明白，望专业人士教我。总之，小型微电网缺乏可供区块链技术交易的对象，需要输配电单位参与来实现更大区域内的区块链交易。这点是现在区块链新能源公司少有提及的，或许是限于更大规模的电网建设成本吧。

Figure 1. Load profile through one day（Daily load profiles for residential, commercial and industrial low voltage consumers）

第三，我想谈一下区块链技术是否能够使电网更加安全，使太阳能或者风能对于电网的冲击力小一些。在谈论这个问题之前，我先回顾分析一下15年欧洲日食对于光伏发电以及电网的影响（日食为何没“吃掉”德国电网--科技--人民网）。15年3月20日欧洲发生日全食，对德国而言，日食过程导致的太阳能下降速率和上升速率分别高达-273兆瓦/分钟和361兆瓦/分钟。这个变化速率对电网的影响非常大，但是德国电网安然通过考验。德国电网是如何过关的呢？德国是通过数千个电力交易员，法国波兰等所有临近国家火力发电、核电站通过欧洲电网全力支持过了关。那么区块链技术可以在哪个方面帮助我们的电网更加安全呢？没有合适的能源储存措施，想让电网安全过关，必须有足够数量的备载机组来应付这种日食或者火山爆发乌云蔽日的危机，没有邻近国家提供的充足常规电力，区块链即便提供了完美的交易平台也是没有任何意义的。假定区块链技术已经跳出微电网的层次，能够在欧洲电网这个层次发挥作用，区块链的交易速度是否能够应付这种层次的危机？我对区块链技术没有非常深入的了解，在网上看到区块链技术每秒钟仅仅可以处理7笔交易（这点也请专业人士指正）。如果区块链技术不足以应付这种危机，我们是否还需要常备一支人工电力交易员队伍准备应对危机？那样似乎不足以发挥出区块链对电网的保证作用，为了保证电网的绝对安全，我们既要预备足够的常规能源备载机组，又要预备人工电力交易员队伍。

最后，我想总结一下我的观点。区块链技术与新能源技术相结合，是个很有意思的方向，但是我认为在微电网层次，它缺乏落地空间，在更高层次上的运用上，它自身技术还需要完善，同时还有赖于很多其他领域的技术发展，例如储能例如物联网发展。一句话来说，有希望，但是希望去掉噱头，脚踏实地发展，不要搞PPT发电。