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矩能链(JNL)公开、可信的能源区块链生态圈

项目概述

1.分布式能源定义及发展现状

分布式能源(Distributed Energy Resources)是指分布在用户端的能源综合利用系统,是以资源、环境和经济效益最优化来确定机组配置和容量规模的系统。它追求终端能源利用效率的最大化,采用需求应对式设计和模块化组合配置,可以满足用户多种能源需求,能够对资源配置进行供需优化整合。分布式能源目前已涵盖了天然气、生物质能、太阳能、风能、海洋能以及其他形式的能源。

分布式能源衣赖于先进的信息技术,采用智能化、网络化控制和远程遥控技术,可实现过程现场的无人值守。同时,它也依靠于能源服务公司系统化的社会化能源技术服务体系,实现投资、建设、运行和管理的专业化运作,以保障各能源系统的安全可靠运行。环顾四周,在许多发达国家,由于人口相对分散,电力市场相对不垄断,搭建全国性的输电网络来解决所有用户的用电及所带来的环境问题成本过大。在很多国家例如德国,澳大利亚,加拿大,分布式光伏的总体投资及发电成本已经低于集中式的传统能源。所以在这些国家分布式的光伏建设早就远远超过了集中式。我们的邻居日本在分布式的清洁能源发展思路上也比较激进,他们的目标是在2020年实现50%的新建房屋实现零排放,而至2030年这个比例达到100%。反观我国,近30年改革开放所带来的快速经济发展也同时伴随着污染,雾霾和噪音等社会现象。广大人民在自身物质水平提高的同时,对生活环境改善的期盼也是一个极大的社会共识。特别是如何利用可再生的,清洁的,分布式的能源让我国经济和生活方式往可持续发展的道路上转型,就是我们一直在思考和不断探索的问题。

2.市场规模

世界范围内:到2040年,全球预计发电投资达11.4万亿美金,其中7.8万亿美金会应用在可再生类的能源投资上。

201 8年集中式光伏电站有望达到20~ 26GW,屋顶分布式装机有望达到24~ 30GW,到2020年底,我国太阳能发电装机将要达到110GW以上,其中分布式光伏占60GW。经测算的“十三五” 期间新能源 发电配套储能规模约为5.88GWh,则对应配套储能投资规约255亿元。

电动汽车的快速普及,全球到2020年预计会有约2000万辆EV, 2025年将会达到5000万,2030年则超过1.4亿。我国电动车市场目前以年50万辆左右的增速发展,到2020年约达到500万辆的总量。

3.能源新政

2018年4月17日,国家能源局综合司下发《关于征求电力现货市场相关功能规范意见的函》,标志着在2018年底前,在8个试点地区,电力现货市场即将开放。

该文件鼓励企业、专业化能源服务公司和包括个人在内的各类电力用户投资建设并经营分布式发电项目,豁免分布式发电项目发电业务许可。分布式发电项目根据各类分布式发电特点和相关政策,既可与电力用户进行电力直接交易,也可委托电网企业代售电,也可采用全额上网方式。

国家发展改革委国家能源局关于开展分布式发电市场化交易试点的通知发改能源[201711901号,分布式发电市场化交易的机制是:分布式发电项目单位(合个人,以下同)与配电网内就近电力用户进行电力交易;电网企业(含社会资本投资增量配电网的企业,以下同)承担分布式发电的电力输送并配台有关电力交易机构组织分布式发电市场化交易,按政府核定的标准收取“过网费”。不难看出,未来国家所积极倡导的可持续分布式光伏发展模式为:自发自用,就地消纳,隔墙售电,余额上网。国家希望逐步退出之前纯补贴的非市场商业模式。

4.P2P能源交易

区块链层是交易架构的底层技术基础,由P2P网络和区块链存储设备组成。区块链层拥有大量的网络节点,每个节点都是区块链的存储点,拥有各自的存储设备,节点地位均对等且以扁平式拓扑结构相互连通和交互,组成P2P网络。每个节点均承担了网络路由,验证和传播区块数据,存储数据记录,发现新节点等功能,且节点可以根据自身情况决定定加入或退出网络。

区块链层的加入将区块链技术引入能源互联网的能源交易当中,建立了以P2P网络为基础的去中心化的全新体系。当然,在一个P2P形 式的网络中完成陌生人之间的交易,其最大问题就是如何达成互信。传统的中心化体系通常需要信用中介来集中解决信任问题,而区块链技术本质上是交易各方建立信任机制的一个数字解决方案,通过分布式的数据区块存储形成分布式记账系统,取代对信用中介的依赖,将所有数据记录在区块链网络的每个节点上,数据的变更需要所有节点同时确认。在此方案建立的信任机制下,任何人都可以加入一个公开透明的网络,成为该网络上交易的见证者,而网络中任何节点间都可以直接进行交易,由全体节点进行共识检验,而不需要中间方的信用积累。同时所有的交易记录、历史数据等都以分布式进行冗余存储,并通过密码学协议进一步 保证其难以被算改。

交易过程中,参与者经过博奔达成双边或多边交易后,自动生成智能合约。智能合约应具有交易各方身份、能源额度、价格、交易时间、违约金额等属性。同时,交易双方分别用私钥进行签名,以确保合约的有效性。交易智能台约缔结完成后,将向区块链网络公布,而后节点将一段时间内收到的交易智能合约打包成区块,并继续向全网广播,最终所有节点竞争记账权,获得记账权的节点负责将区块放进区块链存储,并继续接受后来的区块。在此过程中,弱中心化机构对每一笔交 易进行校核,并时刻准备终止非法交易。

5.融链的观察与实践

能源互联网落地需要新的范式,以前有五大特征:精确计量、泛在交互、自律控制、优化决策、广域协调。但同时也面临五大问题,第一数据真伪,第二主体信任,第三预言机缺失,第四中心悖论,第五内卷发展。

区块链技术可对接能源互联网的五大特征,解决现有能源互联网面临的技术问题:

1.数据布置在区块链上,确保不可算改,公私钥结合的非对称加密保护隐私;
2.以可信计量为基础,通过区块链构建能源互联网交互主体之间的低成本的信任传递链条;
3.通过实现以智能合约为表现形式的逻辑功能,产生可信任的本地指令,在本地完成应对随机外部环境变化的控制过程;
4.基于区块链部署的能源互联网设备间分区局部共识、分区间共识, 在实现分布式决策的同时兼顾效率;
5.以区块链的低成本信任传递为手段,将不同主体和不同系统融合为-一个能源互联网超级主体,在广域内形成集群智能。
6.结合最新的传感器网络,人工智能算法及大数据平台等先进技术,搭建可信高效的分布式能源联盟链-矩能链社区。社区法则由数目众多的生产消费者(个人或企业),建设运营商,售点公司,发电公司,IT技术提供商,政府,国家电网,金融机构等多方组成及制定。平台帮助所有的参与方共享必要的数据,交易有价值的资产,发现供求关系,提供廉价高效的交易平台,制定生产及投资决定,共同促进整个社区的商业发展。

区块链核心技术

1.关于区块链

区块链是-种数据结构,它采用分布式账本记账,采用共识算法来达成共识,不依赖中心化机构;用密码学的方法和链式结构来保证数据不可算改。区块链1.0是以比特币为代表的数字货币应用,为了解决货币和支付手段的去中心化,其场最包括支付、流通等货币职能。

区块链2.0就是更宏观的对整个市场的去中心化,最显苦的标志是数字货币与暂能台约相结合,对金融领域更广泛的场泉和流程进行优化的应压。同时为各种行业提供去中心化解决方案,可用于实现全球范围内日趋自动化的物理资源和人力资产的分配,促进科学、健康、教育等领域的人规模协作。例如:自动化采购,智能化物联网应用,供应链自动化管埋,虚拟资产兄换、转移。

区块链3.0是以区块链来构建未来的新型生产关系。

2.底层技术

2.1 DApp的机制

基于区块链技术架构的每个独立DApp,解决分片问题,交易简洁。传统区块链技术,扩展脚本成为了一种实现去中心化开发平台的流行方式,但这种方式有一个很大的缺点,就是应用代码本身及应用产生的数据都存在同一一个区块链中,造成了区块链的快速瞪胀。以太坊试图通过优化和压缩区块和交易本身来延缓这种膨胀,也只是一种治标不治本的方法。此外,基于脚本实现的应用之间是共享同一个账本的,像区块产生时间等参数是无法被定制的,这无疑限制了应用的个性化。

DApp机制是通过另一个维度实现扩展性的,每个DApp运行在不同的分布式节点网络中,有独立的受众、投资人和开发团队。这种天然的分片解决方案,不但解决了区块链的膨胀问题,而且每个应用都拥有一套 个性化的账本,其共识机制、区块参数、交易类型部是可以被定制的,所以我们认为DApp与完备交易脚本相比,是一种成本更低、更加灵活、也更加易用的解决方案。

2.2 共识机制

融链区央链共识算法采用DPOS+PBFT机制,环保高效,更加夺错,降低分又风险。

授权投权让明机制(DPCS):区块链的止常运转依赖十受托人(Delegates),这些受托人是完全等价的。让每一个链上参与者进行投祟,通常由此产生1/位代表,我们可以将其理解为17个超级节点或者矿池,而这17个超级节点彼此的权利是完全相等的。从某种角度来看,DPOS有点像是议会制度或人民代表大会制度。如果代表不能履行他们的职责(当轮到他们时,没能生成区块),他们会被除名,网络会选出新的超级节点来取代他们。

为了解决分又问题,引入了PBFT (Pratical Byzantine Fault Tolerance)算法。PBFT算法也是使用round-robin的方式选择委托人,但是选出委托人后并不立即创建区块,而是首先发起一个提议(propose),这个提议的目的是确定下一次区块的hash。当超过2/3的节点都赞成该提议时,才接受由提议人创建的的下一一个区块,下一一个区块的hash必须与当前round达成共识的区块hash-致。从本质上来说,PBFT算法的加入解决了委托人权利滥用的问题,使得委托人的记账能力更为可控。

2.3 定制版V8引擎

V8 JavaScript引擎是Google用于其Chrome浏览器的底层JavaScript引l擎,V8引擎 可以快速的解忻和执行JavaScript脚本,性能非常好,在node中也是采用该引擎来解析JavaScript,降低合约编写难度。

2.4丰富的API

主链开放给DApp丰富的API,便于开发各种不同应用场景的DApp应用。

3.主链服务

3.1账户管理

矩能链在账户管理上采用的是账户系统,相比于比特币的UTXO,账户系统的优点在于可以节省大量的的空间、编码也相对简单,并且易于扩展。尽管UTXO很好的实现了交易的隐私性,但是在商用方面,账户系统则能够适应更多的应用场景。

矩能链的账户密码采用的是非对称加密方式,即每个用户都有一个公钥和一个私钥,私钥可以进行签名和用户登录,公钥则可以进行加密验证,或者用来生成一个地址,作为一个账户索引等等。

3.2受托人

矩能链采用的是DPOS共识机制,在DPOS共识机制中,每个普通用户都可以注册为受托人,投票靠前的17个受托人可以进行记账和一些日常维护工作,如果有些恶意或者不稳定的节点受托人出现,那么在新的一轮投票中,这些节点将被投票出局,失去记账奖励。记账奖励可以激励更多的人来参与记账,让节点更加健康稳定的运行,同时也能解决系统的通缩问题,让整个生态良性循环。

3.3 应用管理

在矩能链主链上,用户可以基于它提供的SDK和应用模版方便、快捷的开发和注册自己的去中心化应用。在这个平台上,用户还可以浏览、下载他人开发的应用,或者作为他人应用的受托人,赚取受托人奖励;用户开发的去中心化应用也可以找他人运行,实现资源共享,达到双赢。

3.4 资产管理

矩能链提供资产的注册、发行等接口,参与联盟企业的用户接受审核后可以在矩能链上发行和流通自己的资产,而不用依赖于其他中心机构;对于资产消费者,矩能链将记录这些数字资产的发行和流通过程,防止商家或者个人算改,实现数字资产的公开和透明。主链注册的资产还可以跨链,实现DApp应用间的价值流动,简化了交易中的结算过程以降低结算成本。

4.智能合约-DApp

开发者可以深度定制自己的区块链体系,拥有自己的数据库、共识机制、交易类型以及账户体系,建立-一个独立的、隔离的系统。它可以托管在独立的委托人节点集群中,这就自然形成了一种分片的机制,延缓了主区块链的膨胀。DApp中出现的严重问题不会对主链造成影响,这极大地降低了创新的风险和成本。DApp可以根据业务提供丰富的数据类型及查询接口,满足不同行业的业务需求。

5.应用客户端

5.1完整版客户端

针对超级用户、委托人和开发者的完整版客户端,可以根据受托人机制产生区块,可以运行在Windows, Mac OS及Linux等系统环境,但只有Linux系统环境下能够产生区块。

5.2 轻客户端

可以通过完整版客户端连接到整个区块链网络,可以下载完整的区块链,支持调用API进行查询。支持Windows, Mac OS及Linux系统环境。3.5.3移动客户端

提供IOS、安卓版移动客户端,可以快速访问你的Token和其它资产。该客户端共节点来获取交易和发送支付。

6.性能安全及运维

6.1高效
区块链的性能效率主要考察区块链网络的交易吞吐量,交易吞吐量是指单位时间能够完成交易的最高个数。矩能链性能指标:主链500TPS、DApp 2000TPS

6.2 安全
使用增强的DPOS的共识算法,在DPOS基础上增加了一个高效的实用拜占庭容错算法,极大的降低网络分叉的可能性,也就没有双重支付的风险。

6.3 便捷
提供可视化+APl,可以实现简单快捷的上链服务。


矩能链及应用场景

1.平台核心

矩能链平台致力于打造多方参与的公开、可信的能源区块链生态圈,提供多样化的上链服务,共享能源资源及数据资产,个人、企业、社会资本及政府可以充分借助平台来实现交换价值、提升效率、促进发展。

·主链作为所有参与方共享平台,主链通证实现联盟会员之间进行资产和数据交易;
·参与方根据自身的业务和客户选择搭建或参与现有的业务DApp,可以选择独立发行内部通证满足不同的业务需求

2.主链与DApp互通

一个账户可以对应不同DApp和主链。无论是主链还是DApp,都可以存储基于矩能链平台发行的各类资产。可以通过‘提现”‘ 充值”的方式实现同一账户的主链和DApp资产的转移。DApp资产的互通需要先转移到主链上,再从主链转移到另一个DApp上,目前暂无法实现DApp间直接转移资产。

3.主链与DApp资产转移

1)、同一私钥的主链和DApp的资产转移,需要通过“充值”  " 提现”进行资产互通;
2)、不同私钥的主链和DApp之间资产转账,都需要通过一次“主链”。

不同私钥之间的,资产转移途径一:

不同私钥之间的,资产转移途径二:

4.平台服务方式

根据需要上链企业的系统现状和企业开发能力等因素,提供两种不同的服务方式。

4.1已有业务系统

后台系统
1)下载矩能链完整版Linux客户端,运行受托人节点;
2)开发业务DApp (也可使用融链开发的业务DApp,融链开发的业务DApp有充电桩、微网等;
3)把DApp部署到受托人节点上(除了自己的受托人节点,还可以部署到其它受托人节点) ;注:如果加入已有的DApp,则不需要这一一步。

App

1)在已有App中增加绑定矩能链账户功能;
2)绑定矩能链账户后就可以充值、提现和交易,并可直看相关交易的详细信息;需要把原系统的货币转换成矩能链通证,通过DApp中的智能台约接口实现。
3)把交易相关的数据(如充电结算、功率交易等)通过DApp中的智能合约接口写入到矩能链;

运营商客户端
下载矩能链桌面客户端,该客户端可以查看矩能链主链信息以及相关的一些操作。

4.2不具有业务系统

后台系统
1)直接购买融链科技开发的后台系统;
2)可以和融链科技合作开发;

App
1)直接购买融链科技开发的App,如融链的充电业务pChange App;
2)可以和融链科技合作开发;

运营商客户端
下载矩能链桌面客户端,该客户端可以查看矩能链主链信息以及相关的一些操作。


5.平台参与方

矩能链平台作为一个开放的能源区块链生态圈,将积极吸纳能源行业的众多参与方。包括政府、充电桩运营商、工业园区建设及运营商、新型售电公司、光伏企业及个人、金融企业等。

充电桩运营商:为已有或筹划投资大量充电桩为EV客户提供充电服务从而收取服务费的公司。

工业园区建设及运营商可以是单个用户型微电网,也可以是拥有多个用户主体的微电网。微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、 负荷、 监控和保护装置等组成的小型发配电系统。

新型售电公司是集售电、运维、建设、 节能业务为一体的多元化绿色综合型售电公司。

光伏企业及个人作为电力消费主体,同时也可以根据具体情况投资建设分布式光伏,储能成为清洁能源生产的提供方,具有双重身份性质,统称未来在分布式能源交易中的”生产消费者”一Prosumer。

能源企业资产数字化和证券化可以使融资能源企业的经营透明化,也可使金融机构更加高效放心为企业提供金融服务,进而实现价值流通和金融监管。

6.应用场景

6.1 充电权交易

基于有序充电的市场需求,以一定的区域或者变压器电压级别管辖范围的充电桩群,建立起充电负荷管理、充电权交 易和集中控制的一体化平台。基于可信的区块链技术交易平台,充电用户可以根据自身的充电需求,灵活选择与其他充电用户进行充电权交易,进而在控制总充电负荷情况下,实现集中充电的有序控制。

6.2 能源数字资产

基于分布式新能源、储能设施、充电桩等经济主体接入电力交易系统,分析数字资产证书的生成认证方式和监管模式,建立数据资产证书在电力交易市场的流通价值和交易方式,建立数据资产证书生成、认证、转让、抵扣、交易、折现等多种交易方式的交易体系。结合国家的可再生能源配额制和绿色用电等政策,基于区块链的P 2P和加密技术,构建可信的数字资产交易平台,提供快捷和可信的数字资产证书应用服务,为国家推行绿色能源发展提供助力。

6.3 智能微网及交易


通过区块链智能台约建立用电主体和售电主体间直接售电交易规则,用户选择自动交易或者实时竞价交易等方式,完成电能直接交易,协调微电网电力平衡,同时建立微网用户间奖惩机制,完善与电网间电力平衡和结算机制。

6.4 分布式能源直接交易

未来售电市场将形成多买多卖格局,售电公司需要制定科学有效的市场经营方案,开展多样化和新颖化的服务业务。

探索考虑分布式电源、储能广泛参与的分布式能源交易服务模式,设计基于区块链的分布式能源计量认证、智能合约实现方式,开发实现了基于区块链的分布式能源交易服务支撑系统。为用户提供便捷、灵活的用能服务, 探索并掌握售电交易服务业务的运营经验,支撑售电业务市场化发展。

6.5 氢能产业链

共同搭建由政府牵头,氢能生产企业、储运企业、销售企业、消费企业及个人、设备企业等多方组成的氢能社会服务链,共同维护制氢、储运氬、售氢数据及账本。生产企业通过智能台约和储运企业进行交易业务,交易数据上链存储可查询。储运企业通过智能台约与销售企业实现氢能交易和调度,交易数据上链可查询。销售企业通过销售合约与企业用户和个人用户进行交易,交易数据上链。政府通过链.上数据核实氢能补贴。

根据氢能链发展规划,未来将会分阶段,逐步吸纳氢能产业相关利益方参与。

6.6 风力供热链

共同搭建由地方政府牵头,国家电网、风力发电方、供热设备集成商、供热服务提供商等多方组成的弃风发电供热社会服务链,共同维护发电、用电、产热及供热数据及账

风力发电方通过智能台约和国家电网进行售电业务,发电数据及交易数据上链存储可查询。
供热设备集成商通过国家电网购买风力电能,利用智能台约实现交易电费和过桥费结算,交易数据上链可直询。

供热集成商购买的风电享受政府的补贴优惠,可以基于发电及交易数据,利用智能合约来实现发放。
供热集成商和供热运营商之间的业务结算可以利用智能合约来完成,对企业及居民的供热数据上链可查询。

6.7 能源金融

利用主链去信任化,去中心化,高透明度及匿名化的特点帮助实现金融机构与企业之间资产评估、抵押、借贷及审计等业务。

以光伏企业为例,大量固定资产的投入,例如场地、光伏板、设备等可以通过实时的发电表计数据在区块链上面的接入让金融机构非常客观清晰的了解目前企业的业务规莫,售电状况和客户分布。金融机构可以通过这些数据高效公正的评估企业的资产价值和授信额度, 且可以通过通证针对这些资产进行放贷和资产交易。同时这些表计数据包括用户的用能数据也可以成为光伏企业一种全新的可交易的资产。

通证设计

矩能链通证是能源企业实现资源共享、等价价值交换的一种可流通的加密数字证书。

基于解决区块链生态联盟多种应用间业务交互问题,可以支持通证的发行(目前暂无计划),具有Token和非Token两种模式。

Token模式下区块链联盟主链默认只发行一种通证, 企业可以根据实际的能源应用场景需求在主链上发行自己的通证,这种通证可以在DApp场景内使用;可以通过双向楔入的方式与DApp进行交互,作为所有DApp之间资产转换的桥梁和媒介。矩能链通证设计功能未来根据能源企业用户需求来具体分析提供。

非Token模式下,利用区块链底层的不可算改等核心技术以私有链的形式,结台能源行业应用场景设计为数据资产,作为物理世界物质属性的对标物,例如可再生能源绿证、节能奖励因子、碳排放奖励因子、绿豆等。以绿豆为例,基于DApp应用模式,主要利用区块链的分布式存储,加密共识以及国网补贴表数据上链可追溯不可算改等特性,帮助某央企搭建安全快速具有公信力的可再生能源数字资产发行及交易平台。


关于更多矩能链信息:https://junenchain.com/

更多区块链应用项目:https://www.bitguai.com/block/xiangmu/
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