综述：能源领域的区块链技术：应用、挑战及未来发展方向 王长长（Changchang Wang）、 范志东（Zhidong Fan）、 严爱军（Aijun Yan）、 张广西（Guangxi Zhang）、 吕月飞（Yuefei Lv）、 何月风（Yuefeng He）以及 苏航（Hang Su）

《Energies》：Blockchain in the Energy Sector: Applications, Challenges, and Future Directions Changchang Wang, Zhidong Fan, Aijun Yan, Guangxi Zhang, Yuefei Lv, Yuefeng He and Hang Su

　　

摘要

随着脱碳、去中心化和数字化的发展，能源协调越来越多地涉及多个参与者、异构的物理-网络数据以及对合规性要求较高的结算流程。尽管区块链在这一领域得到了广泛讨论，但现有研究仍然分散在特定应用或特定平台的框架内。因此，很难在不同场景之间比较常见的机制，也无法确定哪些区块链功能在可部署的能源系统中具有实际应用价值。我们通过系统地回顾41个代表性来源（包括先前的调查、基础技术文献和特定场景的研究）来解决这一问题。我们提出了三个研究问题，涉及架构定位、跨场景机制和部署障碍。在此基础上，我们构建了一个统一的五层参考架构，将链外的物理基础设施和可信数据采集与协议层面的信任机制、可重用的业务服务、接口和合规功能以及应用场景联系起来。然后利用该框架比较了五种常见的场景：点对点能源交易、碳市场和可再生能源证书、电动汽车充电及车对网服务、虚拟发电厂以及电网灵活性协调。分析表明，区块链最适合作为一个提供证据和结算信任的支持层，而不是替代实时的物理控制手段。研究还指出了三个持续的 adoption 瓶颈：可扩展的账本交互、可信的物理-网络数据绑定，以及与监管和运营基础设施的互操作性。通过明确信任边界，并提供一个通用的分析视角来实现跨场景的比较，这篇综述阐明了区块链对能源系统的科学贡献，并为可部署的混合式设计指明了以利益相关者为导向的发展方向。