一文了解能源行业采用区块链技术的现状

原文作者：OriginsNFT

原文编译：白泽研究院

能源行业正面临着来自环保人士、媒体和公众的巨大压力，要求他们将燃料生产转向更环保的替代品。

能源公司正在投入大量资金开发技术，以实现碳中和，或者更好地扭转迄今为止对环境造成的破坏。

改变消费者行为可以是一项重要的预防措施，但技术创新也可以促进更加绿色的能源消耗。区块链技术和 NFT 处于创新技术的前沿，可以用来减少碳足迹。

本文将重点介绍区块链和 NFT 在能源行业的应用。

• 能源行业背景

• 能源行业挑战以及区块链/NFT 解决方案

• 投入使用的区块链/NFT 解决方案研究

• 风险因素

• 总结

能源行业背景

根据国际能源署（IEA）的数据，全球总能源供应量（TES）约为 6 亿兆焦耳。这比能源消耗总量高出约 2 亿兆焦耳。这些能源盈余要么在国家与国家间进行贸易，要么作为储备以防短缺。

2019 年疫情的出现使全球能源消耗量减少了 4.5% ，重要原因在于全球旅行业被叫停以限制病毒的传播。但这只是昙花一现， 2020 年部分国家的出入境恢复正常，能源消耗量又反弹了 5% 。

全球排名前 10 的能源公司（“MC”）的总市值约为 4 万亿美元。其中，沙特阿美公司以 2.3 万亿美元的估值领先，占前 10 大 MC 总市值的 58% 。

尽管沙特阿美是最大的 MC，但其能源销售收入仅为第三大。两家中国公司在这方面处于领先地位，部分原因是国内市场条件不同：

俄乌战争引发了对燃料供应的担忧，推动了能源价格的上涨。美国已禁止在俄罗斯进口石油，导致替代性、更昂贵的石油遭受抢购。与此同时，欧洲正在经历“Nord Stream 1 ”天然气龙头被切断，导致欧洲的能源价格持续上涨：

根据全球咨询公司麦肯锡的预测，到 2050 年，电力和氢气约占燃料消耗总量的 50% 。下图显示了不同能源类型的消耗量：

（单位：兆焦耳）

此外，未来几年能源行业对于技术的投资将会大大增加，预计到 2035 年将有四分之一的投资用于脱碳技术。

（单位：十亿美元）

基于区块链和 NFT 的创新解决方案能够大大提高技术效率，以对环境和可持续能源消耗产生积极影响。让我们来看看。

行业挑战和区块链/NFT 解决方案

1、碳排放

在 2020 年大幅下降之后，全球碳排放量在 2021 年出现强劲反弹，几乎恢复到疫情前的水平。解决碳排放问题是能源行业的首要任务。碳信用额度是各国政府用来控制他们能够排放到大气中的二氧化碳量的一种方法。

解决方案：

NFT 可用于代表碳信用的所有权，并在公开市场上作为证券进行交易。这有利于在气候变化方面促进更好的行为。虽然碳信用额度已经实施，但 NFT 技术提供了更强的所有权验证功能，因此能够在二级市场上更流畅地将碳信用额度作为单独的资产进行转移。将 NFT 用于碳信用额度的应用已经创造了“ReFi”（再生金融）一词。

2、可再生能源的可追溯性

A Power Purchase Agreement（“PPA”）是用于可再生能源开发商与消费者之间的能源购买协议。然而，验证可再生能源的流向可能很昂贵。

解决方案：

区块链和 NFT 提供了一个易于追踪可再生能源的方法。对能源进行 NFT 化可以轻松证明能源是可再生的。目前，能源行业的解决方案是要求所有上市公司披露能源信息，如果报表中的信息不准确，这些公司可能会被处以巨额罚款，因此需要制定合理的调查程序来验证披露的准确性。然而，NFT 化的能源拥有不可变、透明的记录，可以被快速验证，并且可以降低用于检查能量的合规成本。

3、跟踪工厂和机械

能源行业在将材料或自然能源转化为可储存、可用的能源的过程中需要多种不同类型的工厂和机械设备。保持对这些设备的登记可能是昂贵的。审计师需要核实这些设备的存在和估值以用于财务报告，因为它们的数量是相当大的。

解决方案：

在区块链上将资产标记为 NFT 有助于提高验证过程的效率和安全性。现实世界的任何资产都可以被标记为 NFT，这使得资产能够被记录实时状态。此外，能源行业还可以跟踪哪些设备需要维修或维护，从而减少延迟和报告所花费的时间。这将产生最小化能源生产停机时间和最大化生产效率以及提高最终收入的连锁反应。一旦行业开始数字化，即使是便携式的机械设备也可以被跟踪，这就类似于现有的供应链区块链解决方案。

4、脱碳进展

麦肯锡关于能源投资的报告强调，预计在新的碳减排技术上的支出将会增加——这项技术正在从小众走向主流。但是，用于研发这项技术的资金来自哪里？——要么增加收入，要么减少成本，要么就是股东或投资者提供额外投资。

收入增长和获得投资可能是漫长的过程。然而，通过创新和使用新技术来削减不必要或低效的成本，可以成为获得额外资金的最有效手段之一。

解决方案：

使用区块链和 NFT 可以通过降低合规成本和提高透明度来促进这一点，从而降低管理/处理的成本，促进脱碳进程。

5、能源运输

在整个供应链中，运输、储存和跟踪能源可能是一项挑战，尤其是对于能源这种无形的东西。建设跟踪能源的基础设施所需的厂房和设备也会消耗很多的资金。

解决方案：

将能源标记为区块链上的 NFT，可以提高能源在供应链中位置的可见性。能源公司将能够追踪能源的上下游。负责决策的人员能够访问能源的实时数据，并根据数据做出明智的决策。如果他们预计发电厂的电力交付会出现延迟，则可以调整运营，让电力保持可持续。或者，他们可以及时从其他生产商处购买多余的电力以防止短缺。

6、能源向电力和氢能源的转变

到 2050 年， 50% 的能源将转变为电力和氢能源。鉴于在这个过程中的碳排放会对环境造成严重不利影响，政府需要按照全球目标对企业的进展情况进行持续分析和监测。

解决方案：

区块链和 NFT 能够通过数字化的能源证书，让可再生能源数字化，从而提高监控。使用安全的去中心化数据库对能源行业的数字化程度越高，基础数据就越有利于政府跟踪绩效。然后可以根据实时数据调整激励或惩罚，以便更好地改变企业行为。

7、碳捕获利用和存储（“CCUS”）

增加可再生能源生产是减少碳足迹的一种方式，但碳捕获是一种减少能源生产过程中排放的二氧化碳量或提取已经释放到大气中的二氧化碳的方式。

解决方案：

区块链可以支持使用可验证的、不可变的大气中碳排放量数据来跟踪碳捕获的进展。例如，IBM 与三菱合作开发了 CCUS 区块链解决方案，可以追踪二氧化碳的捕获和再利用。三菱负责开发捕获二氧化碳的物理基础设施，而 IBM 负责开发跟踪二氧化碳的数字平台。

8、复杂的文书工作

自然能源的利用其实很复杂。石油和天然气合同涉及的文书工作量很大，流程中任何阶段的延误都会对整个供应链产生连锁反应。对于能源生态系统中的许多参与者来说，通常的做法是在其存储设施内保持能源过剩，以应对供应短缺的发生。

解决方案：

使用区块链对能源进行标记可以减少验证时间并提高数据的可靠性。

9、能源即服务（“EaaS”）

前期基础设施成本可能很昂贵。建造工厂和机械设备可能需要数月甚至数年时间，在此期间不会产生任何收入。

解决方案：

EaaS 是分布式账本技术（“DLT”）的一种形式。它消除了企业用户管理能源生产的需要。它能够使企业更容易专注于其核心业务，并将能源生产外包给专业的第三方供应商。

EaaS 在 2021 年创造了 650 亿美元的收入，预计到 2029 年将翻一番。它通常以线上“订阅”并部署电子设备的形式出现，这些设备归服务公司所有。下图（来源：德勤）预测了未来的电力市场，该市场由分布式账本技术支撑。

目前，能源行业在采用区块链和 NFT 方面相对领先。让我们看一下已经实现的一些现实世界的例子。

能源属性证书用于标记具有独特特征或属性的能源的流向，并使消费者能够选择他们喜欢的能源。

FlexiDAO 已实现了基于 NFT 的可再生能源证书（实时性），具有可交易且不可更改的属性，可以被审计并用于报告 24/7 无碳电力成就，目前该项目已被包括微软在内的公司所采用。

2、Iberdrola 集团

Iberdrola 集团已经启动了一个基于区块链的试点项目，以实时数据的形式保证供应和消耗的能源是 100% 的可再生能源。这使该集团能够轻松追踪能源来源。

3、Energy Web 基金会

Energy Web 部署了一套基于区块链的能源网络数字操作系统 (EW-DOS)，在全球拥有 100 多个能源市场参与者组成的社区。能够自己生产能源的参与者可以与其他参与者进行交易。

此外，Energy Web 的去中心化操作系统允许能源公司开发和部署去中心化应用程序。

4、Power Ledger

Power Ledger 推出了一个基于区块链的微电网平台 uGrid，可以对能源进行跟踪和交易。

微电网目前作为国家电网之上的一层存在，可以独立运行。随着越来越多的参与者可以自己生产能源并拥有可用于交易的剩余能源，微电网正在成为国家电网的可行替代方案。微电网允许拥有太阳能电池板的人们将其剩余的能源出售给可再生能源零售商，而无需第三方。能够在二级市场上公开交易剩余能源可能比将其卖回给原始供应商更有利可图。

• 将所有能源公司、监管机构和其他供应链参与者过渡到一个统一的全球区块链将是一个巨大的挑战。但是，如果数据存储在流行的公共区块链上，例如以太坊，那么每个供应链参与者都可以构建应用程序来提取他们所需的相关信息。然而，这可能存在对数据敏感性、数据保密性的担忧，在这个前提下，私有区块链可能更可取。

• 长期以来，基于工作量证明（PoW）共识机制的加密货币挖矿因其能源消耗而受到批评，这种误解需要改变，能源公司才能在不危及声誉的情况下采用区块链技术。不过，潮流正在改变，加密货币“矿场”可以与可再生能源发电共存，并仅在能源丰富时才开机，因此挖矿通过与可再生能源的整合将使整个能源系统受益。萨尔瓦多现在正在该国火山喷发的地热能附近建设比特币挖矿设施。

• 使用 NFT 制作能源证书，或者通过区块链将可再生能源证明标记化存在法律风险。现有的 NFT 交易平台准入门槛相对较低，而传统的中心化市场将有更严格的 KYC 程序，使不良行为者更难交易。所以，能源行业可能需要更好地开发二级市场基础设施，以确保经过验证的参与者才能交易标记化的能源资产。

• NFT 的交易和加密货币的使用不可避免地引发了人们对这些交易是否被用来洗钱的担忧。此外，虚假交易也会是一个大问题——交易的真实性难以证实。这在受到严格监管的股票市场中是被禁止的。因为它会给人的印象是能源资产的交易活跃，而实际上它却是虚假的交易量。

• 需要进行 Web3 技术的充分教育。碳信用额度和能源证书的流畅交易至关重要。了解如何使用当前的 Web3 应用程序，或开发 Web2 用户友好型界面以使得用户轻松从 Web2 向 Web3 无缝过渡，将会促进大规模采用。

总结

麦肯锡的脱碳技术投资预测表明，能源行业的技术发展正在加速。区块链和 NFT 非常适用于能源的生产、流向跟踪，因此与其他行业不同，能源行业可能比预期更早地采用区块链技术。

已经有许多应用了区块链技术的解决方案正在测试中。将能源证书制作为 NFT，通过分布式的点对点能源交易平台实时监测能源流向。随着全球脱碳目标的进程加速和相应处罚变得更加严格，能源行业采用区块链技术的速度可能会更快。区块链和 NFT 被嵌入整个能源行业也许只是时间问题。

风险提示：

根据央行等部门发布的《关于进一步防范和处置虚拟货币交易炒作风险的通知》，本文内容仅用于信息分享，不对任何经营与投资行为进行推广与背书，请读者严格遵守所在地区法律法规，不参与任何非法金融行为。

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