高盛发布区块链报告：从理论到实践（中文版）三
案例分析2：用区块链构筑分布式智能电网
在接下来的数十年中，咱们预计国家电网会从现有的中心化公共事业模型向着融合更多去中心化资源、实时报价系统和更紧密匹配需求和供应的方向进化。这个进化的核心是经过智能电表、智能装备、可再生能源和能源储存的结合实现电网的现代化，咱们预计这个过程当中会产生数千万甚至上亿个去中心化节点，这些节点不只可以收发数据，也能执行P2P交易。咱们认为区块链技术将在促进沟通、交易和数百万个交易对手方之间的安全性方面发挥重要做用。在咱们看来，区块链会带来一个去中心化的能源市场，不只极大地推进分布式能源方面的投资活动，也会将25-70亿美圆的电力收入再分配给新的市场参与者（也就是说再也不是给公用事业公司）。安全
机会如何？
公用事业公司垄断了美国的电力市场。传统的公用事业模型在美国每一年产生超过3600亿美圆的电力收入——这个基于地区性公用事业垄断者的模型在过去的一个世纪主宰了能源市场。结构上，大型电站的规模经济将投资导向中心化的资源（如煤炭/自然气加工厂），远离人口中心，电力通过无数英里的输配电基础设施到达终端消费者。事实上，尽管因为能源效率提升和近些年的经济问题，整体的需求量每一年减小约1%，美国的公用事业公司仍继续大量烧钱，并且如今将大量资本支出导向输配电基础设施。结果就是，即使主要输入性商品，也就是自然气的价格面临通货紧缩压力，电价仍然节节攀升。咱们认为电网现代化——由智能电表/装备、可再生能源和储存技术驱动——已经开始撼动传统的公用事业模型，尤为是由于消费者已经开始寻求经过自产能源和/或基于储存解决方案的能源套利来直接参与能源购买决策。区块链能够促进这些电网新资源的发展，最终创造一个更加去中心化的电网，其中，电力用户也是电力生产者，他们在电力市场上互相直接进行交易。网络
图表19：美国电力市场庞大，且继续扩张，1990年-2014年的美国年度电力销售额（十亿美圆）；图表20：咱们预计输配电方面的资本支出会更加超出电力生产支出，预计2015-2040年的美国公用事业资本支出综合（十亿美圆）（深色为生产支出，浅色为输配电支出）。来源：EIA（美国电子工业联合会）、EEI、高盛全球投资研究分布式
图表21：趋势开始转向分布式电力生产，中心化生产能力VS分布式生产能力，百分比2014年-2023年（预计），深色和浅色分别为分布式和中心式产能增量；图表22：在居民和非居民用电市场，屋顶太阳能都在增长渗透率，预计2015年-2030年美国屋顶太阳能渗透率（深色为居民用电，浅色为非居民用电，虚线为预计渗透率）。来源：EIA、高盛全球投资研究区块链
痛点何在？
线路损耗。绵延无数英里的电力线路效率并不高，由于电压变化而致使电力损耗。咱们预计8%-9%的电力从未抵达终端消费者——这致使潜在收入损失数十亿美圆。.net
可靠性。根据一份国会研究服务处的报告，每一年断电带来的损失约250-750亿美圆。电网上中心化的基础设施回致使大量人口同时断电，且根据EIA的数据这一现象开始变得越发频繁。代理
负载平衡。电网运营者使用多个方式来平衡短时间的供需波动，包括需求响应计划。许多状况下，这些计划都是可选项，须要消费者经过响应经济激励（如更低费率）来扮演重要角色。blog
图表23：线路损耗过去均值为10%，近年为8%-9%，全美总电力产量的线路损耗百分比；图表24：过去十余年来，电网越发老化，断电事故越发频繁。2000年-2015年的电气扰动事件。来源：EIA、高盛全球投资研究、能源部事件
目前生意是怎么作的？资源
电网将中心化生产与分布式消费配对。自19世纪末交流电变压器出现以来，电网都被中心化的电力生产机制和长程输电基础设施主宰。美国电网和电力市场的一些主要特征包括：部署
全美有超过3000家公用事业单位
5800家主要的电站为全网供应电力
有超过450,000英里的高压输电线路为家庭和企业供应电力
分布式资源，特别是屋顶太阳能，能够按净计量电价将多余电力有效地售回给电网。由于对于不是公用事业单位的电力生产者——主要是屋顶太阳能用户——售回电网的报酬形式是净计量电价。这个被超过40个州使用的计费机制会依照获批的可再生能源生产系统提供给电网的电力计算用户的回报。在净计量电价体系下，回报计算依照的是普通电价，而用户的所以能够少缴纳一些传统电费；可是，他们不会获得直接的收入。净计量电价体系在屋顶太阳能得到进展的许多州（如夏威夷、亚利桑那和内华达）遭遇了严重的公用事业单位的阻挠。咱们相信下降净计量电价体系中电力费率计算标准的压力会随着时间推移不断增长。
大电力系统包括电站的电力生产和输电。美国国家电力安全委员会NERC负责制定可靠性标准，联邦能源管理委员会FERC负责执行。
地区性电力分配体系由地区性公用事业公司组成，直接向本地社区提供电力。州一级政府和本地政府监管他们。
生产。公用事业公司和电力生产者经过电站生产电力，并输送给控制电压的变电站。
传输。高压输电线路通过长程传输抵达社区。
分配。来自高压输电线路的电力被变电站减压，分配公司负责将这些电力直接提供给家庭和企业。
图表25：现有电网 电网：电力如何分配和监管。来源：美国传统基金会。注意：FERC规定不适用于德克萨斯。
区块链如何派上用场？
商业影响：区块链能够创建一个去中心化的能源市场。在最具颠覆性的场景中，咱们认为结合区块链和通讯技术能够促进数百万的参与者之间更安全的交易和支付，为一个去中心化能源市场赋能。简单地说，区块链自然的分布式特征可让分布式的能源用户无缝地将电力卖给附近的消费者，实现真正的本地化能源生产和消费。这是有可能实现的。在纽约的布鲁克林，一家名为TransActive Grid的创业企业已经创建了这样一个基于区块链技术的P2P能源销售网络，安装了屋顶太阳能的家庭能够向同一条街上没有安装屋顶太阳能的邻居出售他们生产的电力。
现实一点说，这种可能存在于小型和本地化的微型电网上——居民用或是工业用——由于将来数十年的大多数能源生产仍然会是中心化的。咱们也要指出，要让区块链对传统公用事业商业模型产生重大颠覆，须要先有大量的监管政策变更。另外一方面，电网外的机会可能潜力更大。好比，一家名为Grid Singularity的创业企业正在发展中国家使用区块链技术探索“现收现付制”太阳能，那里的电网基础设施相对简单，监管障碍也更少。
图表26：纽约布鲁克林区一个基于区块链的微型电网，居民能够自产电力并卖给邻居。来源：TransActive Grid
结构性影响：区块链技术会驱动更多分布式电网基础设施。可以做为本地生产者在能源市场上进行交易这一点会吸引更多资源投入赋能分布式电网的技术。这包括智能电网装备、物联网装备和电动汽车。电网越是分布式的，就越是能更可靠、高效地匹配能源供需——包括但不限于发送实时报价信息和减小昂贵的输配电基础设施开支。
政策影响：区块链技术会终结净计量电价机制。咱们认为正是净计量电价这样的政策促进了分布式太阳能的市场接受度，美国愈来愈多的州里，这样的政策促成人们转向太阳能而非继续为电网付费。可是净计量电价机制的长远预期尚不明确，由于公用事业公司愈来愈反对。咱们认为分布式的能源生产者会接受向电网售回电力的替代方案——也就是说售回给一个本地化的市场，区块链能够为一个去中心化的市场充当分布式安全交易的中流砥柱。
图表27：区块链驱动的分布式智能电网能够容许分布式能源生产者和消费者进行交互。来源：高盛全球投资研究
结合区块链技术与物联网技术，将使得分布式能源交易的协商机制成为可能。在网状网络（或是其余更传统一些的通讯结构中）使用分布式的有线或无线数据链接，分布式能源生产者能够自动广播盈余电量及其持续时间的相关信息。大致上，消费者能够根据他们的能源需求进行自动响应。使用区块链帐本，生产者和消费者的代理机器能够协商价格，达成能源销售交易。公共区块链如何赋能互不相识的用户进行安全的交易呢——咱们认为智能电网能够提供一个良好的范例。咱们甚至能够想象本地或是地区性的多个“智能电网区块链”。
机会量化
咱们预计区块链技术会打开一个新的去中心化的分布式能源交易市场，达到25-70亿美圆。
总量。到2030年，咱们预计全美的屋顶太阳能渗透率会接近5%，比如今提升大约1个百分点。这意味着那时候至少会有60GW的总的分布式电力产能。
综合输入与输出。咱们认为这些电力的绝大部分会在其生产地附近的居民区或商业区被消费。SolarCity预计平均每一个居民单位消费其生产的60%-80%的太阳能（余下部分按净计量电价售回给电网了），咱们认为直接参与能源销售会带来更多的装机量——也就带来更多可输出电力。出于分析的目的，咱们假设50%电力会本地消费，50%会在市场上销售。
订价。目前零售电价大约是0.1美圆每千瓦时（包括居民用电和商用电）。咱们假设价格按近年来的趋势，按2%-3%的速率逐年递增。还须要指出的是，在净计量电价机制下，大多数州仍然要求公用事业公司将售回给电网的盈余电量按零售电价计算。基于此，咱们认为分布式电力生产者若是要可以出售电力给其余用户，市场上会存在3种不一样的潜在订价场景：
按规避掉的成本订价：由于地理位置缘由，分布式电力资源不须要输配电设施投资。因此创建分布式电力资源与中心化电站相比，规避掉的成本大约就等于生产成本，咱们预计这个数字大约是零售电价的三分之一（但这取决于不一样的公用事业公司）。请注意，在正在进行的关于净计量电价的讨论中，关于太阳能用户送回电网的盈余电量应该按哪一个费率获得补偿这一问题，大多数公用事业公司正是在争取这一标准（零售电价的三分之一）。假设全部的分布式电力生产者以规避掉的成本价格出售电力，咱们预计机会额度为25亿美圆。
按零售价的9折订价：假设净计量电价标准确实接近了规避掉的成本，分布式电力生产者就会由于这样的低价而缺少向电网售回电力的经济激励。这将致使他们，要么本身使用更多，要么，若是有机会的话，向公用事业公司之外（也就是其余用户）的客户出售电力。咱们假设其余电力用户会由于折扣而从公用事业单位之外的人那里购买电力，且在分析中的高档部分假设一个10%的折扣。假设全部分布式电力生产者都按电网价给出10%的折扣，咱们预计机会额度为69亿美圆。
按中间点订价：假设全部分布式电力生产者按照规避掉的成本和电网价9折之间的一个数字订价，咱们预计机会额度为51亿美圆。
图表28：咱们预计会为分布式电力生产者带来一个价值约25-70亿美圆收入的去中心化电力市场。去中心化电力市场收入敏感度。来源：高盛全球投资研究
谁会被颠覆？
在咱们看来，区块链可能对公用事业行业带来颠覆性影响，且咱们认为分布式电力资源的生产者（如屋顶太阳能）和智能装备、智能电表等会有更大的发展潜力。电力生产和消费越是向着去中心化交易而不涉及公用事业公司（除提供输电线缆外）的方向发展，传统公用事业公司越是会发现本身的潜在收入持续下降。虽然这种趋势是长期的、且须要重大的监管政策变更，但咱们指出，向着分布式电网发展的趋势已经开始：屋顶太阳能如今占有全美电网总量的约1%. 咱们认为，一旦意识到他们未来能够从中得到收入，愈来愈多的消费者最终会选择本身生产电力。
面临的挑战
监管政策：许多州的法律禁止公用事业公司之外的实体销售电力。要想让区块链赋能分布式电力用户互相直接交易电力，监管政策必须随之改进。
技术问题：须要为大约今日全美电网的一半以上部署智能电网设施，这是装备和电表使用区块链进行交易的先决条件。
物理限制：区块链能够赋能安全的交易流程，但仍必须实际上从电网的一个节点传输电力到另外一个节点，而电网还是由公用事业公司/输电调度员管理维护的。
成本问题：中心化电力生产的拥趸认为，相较于分布式电力资源，大型电站的规模经济会带来更低的成本开支。 虽然这在今天是成立的，但正像是诸如太阳能和电池储存技术领域的科技发展路线图所揭示的那样，将来分布式能源的成本是会减小的。此外，再也不须要输配电设施投资带来的成本减小也会促进中心化生产向分布式生产转型。
用户行为：虽然区块链理论上能让交易无缝化、自动化，电力消费者一般都不是电力生产者——更不是产生收入的人。这将意味着消费者的思惟须要一次剧烈的改变：在一个更加分布式的电网中，买家和供应者之间的市场动态并不是透明可见，那么应该如何看待电力使用和消费呢？
安全性：区块链能够驱动电网上数以百万计的的交易。鉴于电网上所涉及的节点的绝对数量，这会带来更高的风险；可是，区块链更强的安全性和登记参与者的能力能够加强电网安全。
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http://www.noobyard.com/article/p-efkezxiw-kk.html
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