智能合约:新能源自由化交易的引擎

Blockchain Jul 30, 2019

在传统的能源市场中,大部分电力能源由少数几个大型发电站进行生产,并由国家电网机构控制电力的传输以及交易。由于市场的垄断性,消费者并没有太多的购买自由,从而极大的限制了交易的公平性以及能源市场的自由化。

随着新能源技术的发展,利用可再生能源进行发电的成本以及技术门槛在逐步的降低。因而,越来越多的小型发电站采用可再生能源进行发电并参与到能源市场的竞争中。如图一、二所示,在新能源的参与下,能源的供给模式由集中式逐步发展为分布式,极大的增加了能源市场的自由化程度。在这种情况,一方面由于新能源参与市场的竞争,使得新能源变得“有利可图”;另一方面,由于资本的注入,可以进一步加速新能源技术本身的变革,从而进一步降低可再生能源进行发电的成本。

新的市场模式必然需要新的技术支撑。目前,采用区块链技术进行能源交易已经变得越来越普遍。这是因为区块链技术采用分布式记账的方式,可以在无中心控制的条件下保障交易的公平性,有利于打破整个市场的垄断,实现完全自由化的交易模式。

那么,如何利用区块链技术实现各种复杂的交易模式呢?答案是智能合约。如图三所示,我们可以采用智能合约的方式构建虚拟的能源交易市场。简而言之,交易的规则,如定价,成交量等,以智能合约的方式写入到区块链中。最终,交易方按照智能合约中制定的规则来完成交易并进行自动的付款。

那么在设计智能合约的过程中,我们应该考虑哪些因素呢?

首先,我们应该考虑支持的交易模式。例如,我们可以支持用户在实时市场中进行电力交易。在该种模式下,电价将预先公布,在结算时可直接通过用电量及预设电价计算用电费用。此种模式和传统电网的计价模式相似。

其次,当市场中存在多个卖方和买方时,我们可以采用竞价拍卖的方式进行能源交易。例如说,我们可以根据双重拍卖 (double auction) 来设计智能合约。在指定时间结束前,买方在区块链平台上提交加密后的出价及购买量,卖方则提交加密后的要价及出售量。当指定时间到达后,系统根据智能合约计算最终的成交价及成交量。

再次,我们需要合理的设计代币 (token)。由于智能合约在支付过程中,需要通过代币进行转账,因而代币的作用至关重要。尤其是代币与法律货币之间比率的浮动,会直接影响到整个生态的稳定性。一个比较简单的方法是使得代币与法律货币间对等,例如说一个代币对等于一美元法律货币。

最后,在智能合约的设计中需要考虑一定的惩罚规则。例如说,某一卖方承诺以一定价格出售一定量的电力,并根据智能合约达成最终协议。但是在规定的时间内,卖方并没有向电网中注入对应量的电力,这种情况下需要根据差额对卖方进行一定的惩罚,如扣款等。实际上,由于可再生能源的不稳定性(光照强度及风速的变化等),经常会造成卖方高估自己的发电量,从而造成实际发电量低于预定的出售量。在卖方竞价的算法设计中,也要考虑此种因素。

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Jie Li

🚘 On-road / 📉 US Stock / 💻 Full Stack Developer / 🎓 Grad Student / ®️ ENTJ