エネルギー市場が私たちの経済と私たちの日常生活の両方を同時に支えていることはよく知られている事実です。 今日、すべての企業の必要性とすべての家庭の一定のエネルギー要件が最も重要です。 多くの国で世界的なエネルギー市場規制がすでに存在しているため、これによりエネルギー供給業者は独占を享受しています。 ただし、ここでは自由化が進んでいるため、最終的には需要と供給の両方に関連してエネルギー価格に影響を及ぼします。
今日のエネルギー市場では、ブロックチェーンは、わずか7,110年前の推定3億78.32万米ドルから、394％の複合年間成長率（CAGR）で、今後2年間で約2018億XNUMX万米ドルの市場規模に達すると予測されています。 XNUMX年[1]。 エネルギー部門におけるブロックチェーンテクノロジーの普及の高まりは、インフラストラクチャ管理の改善とグローバルなセキュリティの懸念の要件とともに、成長の加速に大きな役割を果たしてきました。
エネルギー市場における課題
今日の主要な課題のXNUMXつは、化石燃料とその将来の使用法がどこにあるかということです。 最近の明確な変化は、石炭への依存度の低下とエネルギー市場における石油の克服できない利点であり、この現象は業界内でよく知られており、ロックインとして分類されています。 カナダのテックオイルサンドでのさまざまな大規模プロジェクトがキャンセルされました[2]、およびオーストラリア湾沖合油田[3]、放棄とともに[4]ニューヨークのウィリアムズ社のガスパイプラインベンチャー。 そして、一般的に減少している石油エクイティの魅力はすべて、化石エネルギーのより困難な前進を示しています[5].
さらに、米国の多くの石炭火力発電所は、今後5年以内に廃止される予定であり、27ギガワットの電力が失われます[6]現在の米国政権からの支援に関係なく。
環境への懸念と州政府による大規模プロジェクトへの反対は、化石燃料の最近の課題の根源であると考えられており、また、新しい発電の最も安価な供給源であることが多い風力や太陽光発電などの代替燃料の競争力の高まりからも考えられます。 しかし、前向きなことに、これはまた、この分野での新しい仕事の主要な源をもたらしました[7].
再生可能エネルギーは成長を続け、エネルギー産業の主流になる可能性がありますが、逆風に直面し続けるでしょう。 克服すべきこれらの課題は、主に太陽光発電と風力発電の間欠性に基づいています。 断続性は、蓄電池のコストを削減し、強風地域から電力需要が常に最大となる場所に電力を輸送するために使用される大規模な送電線を構築することによって対処できます。
どちらのソリューションも、太陽光発電の変動を打ち消すのに役立ちます。 しかし、州から州への長距離を走る予定の新しい電力線プロジェクトは、追加の電力をほとんど必要としない地理的に中間に位置する特定の州からの反対に米国で遭遇しました。
人口動態の変化も気候政治に影響を与える可能性があり、さらに、天然ガスの長期的な役割は不明です。 これは、天然ガスが一種の遷移燃料またはブリッジ燃料と見なされているためです。 脱炭素化の推進が非常に脚光を浴びているため、これは現在懸念されている分野であり、これは天然ガスにとって良い兆候ではありません。
将来的には、これは再生可能エネルギーをどのように制御できるかに依存します。 ソーラープラスストレージを含む再生可能エネルギーが競争力を持つようになると、時間の経過とともに天然ガスの使用量が減少します。
リサーチ [8]は、多くの場合、ソーラープラス貯蔵はガスピーキングタービンよりも安価に電力を供給でき、バッテリー貯蔵だけでも今後数年間はガス火力よりも安価になることを示しています[9]。 最後に、排出量の削減に問題を抱えているすべてのエネルギー関連産業はすでに精査に直面しており、これらの課題は世界的に増加する可能性があります。
エネルギー部門のメリット
エネルギー部門へのブロックチェーンの導入は、可視性の向上、運用効率の向上、規制報告の合理化など、多くの利点を提供します。 さらに、ブロックチェーンは、エネルギー消費者にさらなる制御と効率を提供することもできます。 エネルギー産業は一般にネットワーク化されたインフラストラクチャで構成されているため、ブロックチェーンテクノロジーアプリケーションに特に適しています。
さらに、「モノのインターネット」（IoT）の台頭により、将来のエネルギー業界全体で、その運用が接続されたデバイスの広大なグローバルネットワークに変化することがわかります。 ブロックチェーンは不変の元帳であるため、これにより、エネルギー使用量のリアルタイムで安全な更新が提供されます。 たとえば、チリ国立エネルギー委員会（CNE）は、エネルギーデータを追跡、保存、記録するために設計されたブロックチェーンエネルギープロジェクトを2018年に開始しました。 さらに、CNEは、価格と取引を含むデータへのパブリックアクセスを提供する予定です。 したがって、パブリックブロックチェーンのオープン性と透明性により、悪意のある理由でデータを悪用する可能性は大幅に減少します。
ブロックチェーンはエネルギー市場の効率を向上させます
電力業界は、ブロックチェーンの主要なエンドユーザーのXNUMXつです。 さらに、このセグメントは、今後XNUMX年間で最高の市場シェアを保持すると予測されています。 分散型エネルギーリソースの管理は、効率的で費用効果の高いソリューションと相まって、電力セクター内にブロックチェーンテクノロジーを導入することのメリットのほんの一部です。
さらに、広いレベルで、ブロックチェーンは電力の需要と供給のデータのリアルタイムの調整を可能にし、それは次に、需要側のエネルギー効率を改善することができます。 さらに、供給側の効率を高めるために、ブロックチェーンを使用してエネルギー性能をリアルタイムで正確に監視および制御することもできるため、サプライヤーと消費者の両方にとって相互に有益です。
ブロックチェーンはデータ操作と境界攻撃を防ぎます
今日のますます接続されたデータ中心の環境では、機密データの管理が最も重要です。 したがって、blockchainの不変の分散型元帳は、許可されたユーザーへのきめ細かい読み取り/書き込みアクセス制御をサポートする公開鍵と秘密鍵の暗号化を採用しています。 これにより、データの操作が防止され、顧客のプライバシーとデータの機密性が保護されます。 さらに、ブロックチェーンテクノロジーは、接続された膨大な数のエンドポイント/デバイスでの不要な攻撃を防ぎます。
これは境界または境界保護として知られており、米国国土安全保障省によって過去XNUMX年間で最大の産業用制御システムの弱点としてランク付けされています。 境界保護とは、内部の資産とデータを保護するために、企業の情報境界で講じられる対策を指します。 たとえば、境界には、企業の物理ドメインの外部にある可能性があるが、実際には内部ネットワークに接続しているIoTデバイスが含まれます。
Ernst＆Youngによる最近のレポート[10]、ガスと石油のサプライチェーンでは、境界の脆弱性は、接続されたデバイスの採用の増加に伴って倍増するように設定されていると予測しました。 たとえば、ネットワークデバイスへの攻撃が発生する可能性がある場合、ブロックチェーンの不変性のため、関連する記録データを操作することはできません。 さらに、コンセンサスメカニズムの分散型の性質により、違法なトランザクションの実行を防ぎます。 さらに、ネットワークは、ノードに障害が発生しても動作を継続するように構成できます。 結論として、その独自の分散設計により、ブロックチェーンテクノロジーは、脅威の高まりとサイバーセキュリティの脆弱性に直面した場合の新しい防御線を提供します。
ブロックチェーン技術の応用
エネルギーウェブ財団
エネルギーウェブ財団、（EWF）[11]は、エネルギー市場におけるブロックチェーンの可能性を解き放つことに焦点を当てているグローバルな非営利団体です。 現在、スイス、ドイツ、米国にオフィスを構え、ブロックチェーンの分散型技術を使用して、低炭素で顧客中心の電力システムを推進しています。
昨年、Energy Web Chainとして知られる最初のオープンソースのエンタープライズブロックチェーンプラットフォームが、特にエネルギーセクター向けにEWFによって作成され、立ち上げられました。 EWFはさらに一歩前進し、さまざまな分散型ソリューションで構成されるEnergyWeb分散型オペレーティングシステムを作成しました。 Energy Web Foundationは、エネルギーブロックチェーンベースのアプリケーションの権威になり、業界をリードするブロックチェーンパートナーと見なされています。
ブロックチェーンテクノロジーを展開するための最もよく知られているユースケースのいくつかは、ピアツーピアのエネルギー取引、卸売配電、次世代スマートグリッドへのエネルギーデータ管理などで構成されています。 これらについては、以下でさらに詳しく説明します。
ピアツーピアエネルギー取引
ピアツーピアのエネルギー取引モデルは、ブロックチェーンテクノロジーを使用するもうXNUMXつの利点です。 分散型エネルギーグリッド（DER）は、消費者が実際に不要な電力を販売する可能性を提供します。これは主にソーラーパネルによって生成され、グリッドに戻されます。 ブロックチェーンの分散型アプローチを使用すると、顧客が特定のエリア内で過剰な電力を相互に販売できるようにし、費用効果の高い方法で多数の小規模なエネルギー取引を実行できるようになります。
したがって、消費者は、すべての取引の不変の記録を同時に保持しながら、過剰なエネルギーの供給者として行動するインセンティブを高めることができます。 たとえば、彼らのソーラーパネルは、地元や再生可能な生産源を支持するなど、エネルギー供給の調達においてより積極的な役割を果たしています。 世界中のさまざまなユーティリティやスタートアップが、この分野でプロジェクトを計画しています。
たとえば、ヨーロッパの新興企業であるGrid Singularityは、スイスのエネルギー環境部門のPSI内のさまざまな関係者間での詳細なプライベートデータの交換に焦点を当てています[12].
さらに、大規模なエネルギー会社もエネルギー取引プラットフォームに参加しています。 British PetroleumplcとオーストリアのWienEnergyは、今年初めにエネルギー取引プラットフォームの試験に参加した企業のXNUMXつです[13].
卸配電
別の潜在的なユースケースは、卸売りの自律取引手順で分散型元帳テクノロジーを利用することです。 大量エネルギー市場では、ブローカー、取引所、取引業者、価格レポーター、銀行、規制当局、ロジスティックプロバイダーなどのサードパーティの仲介業者のサービスが必要であることはよく知られています。 したがって、企業間の金融取引に必要な主要なエンティティと手順があります。
これには現在、トランザクションの各部分で個別に保持されている情報を統合するために、手動の後処理と通信の増加が含まれます。 その結果、トランザクションは初期化から最終決済まで複数回検証および調整する必要があるため、現在の手順は時間がかかり、時間がかかります。 これにより、トランザクションの速度が遅いために追加のコストが発生し、小規模で分散型のエネルギー発電機を不必要に妨げる可能性があります。
エネルギーデータ管理
データ管理に関しては、ブロックチェーンはサポートテクノロジーとして機能し、電力量計を介して収集されたすべてのデータを完全に管理し、リアルタイムの消費監視を容易にします。 さらに、消費者がデータのサブセットを市場に安全に共有する機能を提供することで、より効率的なデータ管理が実現します。
さらに、ブロックチェーンは、不変の元帳であるため、消費者にエネルギー源の制御を提供する可能性を提供します。これにより、使用済みエネルギーのリアルタイムで安全な更新が提供されます。 世界のエネルギー市場ソリューション（Engie）は、水道メーターに接続されて流れを追跡し、修理が必要な問題を特定するなど、この分野で多くのテストを実験してきました[14].
商品取引
卸売エネルギーおよびガス市場では、ブローカー、取引所、ロジスティクスプロバイダー、銀行、規制当局など、幅広い参加者間の調整が必要です。 レガシーデータ管理ツールは、これらの参加者間の調整を遅く、費用のかかるものにします。 一部の市場では、現在の手順では手動の後処理が必要です。 他の市場では、利害関係者が一元化された自己勘定取引システムを開発しました。これは、コストが高いため、小規模な参加者を効果的に締め出します。
分散型元帳に基づいて構築された商品取引システムは、必要なセキュリティ、不変性、および価格設定とトランザクションステータスのリアルタイムビューを提供します。 これは、高価なプロプライエタリシステムを置き換えるために必要であり、したがって、より多様な市場参加者への扉を開きます。 スマートコントラクトは、KYCや受領時の支払いなどのプロセスの自動化を可能にし、市場の効率をさらに向上させます。
コモディティおよびエネルギー取引市場におけるこのユースケースの最もユニークな利点は、開始から終了までのトランザクションライフサイクル、本質的にはプライベートブロックチェーンネットワークを含むエコシステムの作成です。 最後に、これにより、プロセスをより効率的に改善するとともに、潜在的なコスト削減を実現できます。
ユーティリティプロバイダー
一般に、電力会社は通常、発電所、太陽光発電所、およびその他のさまざまなエネルギー源からエネルギーを生成する大規模で複雑な組織です。 実際のユーティリティプロバイダー間で共有された不変のデータを提供するために、ブロックチェーンを利用する機会がここにあります。 金融サービスや銀行業界とは異なり、これらのプロバイダーは共有ブロックチェーン元帳に実装できるデータを喜んで共有するため、これは公益事業会社とエンドカスタマーの両方にとって有益であることがわかります。
ブロックチェーンは電力システムのグリッドエッジにある多数のネットワーク要素やデバイスからのデータを処理、検証、保護できるため、分散型元帳テクノロジーはユーティリティプロバイダーに明確なメリットをもたらします。 さらに、エネルギープロバイダーは、重要な配電データのトランザクション用のシステムを作成するためにブロックチェーンを利用できます。
石油・ガス資源探査
ガスおよび石油産業はそれ自体が広大なセクターであり、世界中の多数の企業で構成されています。 これらの企業は、ダウンストリーム、ミッドストリーム、アップストリームのXNUMXつのカテゴリに分類できます。 実際の最終製品を取得するには、多くの場合、多くの個別の企業やエンティティが関与し、必要な法的合意やプロセスが必要になるため、ブロックチェーンの利点を活用する可能性が数多くあります。
原油取引をデジタル化するなど、セキュリティの強化、透明性の向上、効率の最適化を実現するさまざまなユースケースが存在します。 ナティクシスと呼ばれるフランスの企業投資銀行によって、米国の原油取引の商品取引のためのブロックチェーンソリューションがすでに開発されています。 さらに、石油およびガス業界は世界で最も厳しく規制されているため、プロトコルは環境から課税までさまざまな規制当局から派生しています。 ブロックチェーンは、非常に重要なコンプライアンス要件を強化することができます。 トランザクションデータを不変のブロックチェーンネットワークに保存できるため、業界内の規制当局による可視性の向上を実現できます。
さらに、石油は世界で最も価値のある再生不可能なエネルギー源のXNUMXつであるため、石油の価格に固定された暗号通貨は、従来の金融取引の実行可能な代替手段になる可能性があります。 最後に、そのような暗号通貨を展開すると、銀行などの通常の信頼できる仲介者を必要とせずに、業界内のさまざまな関係者間で価値を直接転送できるようになります。
石油とガスの世界では、取引プラットフォームでのブロックチェーンの実装により、多数の取引プラットフォームの保守に関連するコストを削減できる可能性があります。 さらに、データ管理、労力、システム間通信、および決済の遅延に関する追加コストも削減できます。 BTLグループとして知られる先駆的なエンタープライズブロックチェーン企業は、最近ENIとのパイロットプロジェクトを実施しました[15]およびBP [16]。 その結果、ガス取引の追跡と促進にブロックチェーンテクノロジーを利用することで、全体的なコストが30〜40％削減されることが証明されました。
分散型発電（DER）の統合
統合分散型発電に関しては、もうXNUMXつの改善点があります。 従来の発電は、石炭火力、水力、ガス、原子力などの大規模設備を利用していることはよく知られています。 従来、これらの施設で生成された電力は、通常、長距離で伝送されるため、柔軟性が制限され、さらに、広範囲に電力を供給するために多大なコストが発生します。
DERシステム[17]対照的に、太陽光発電所や風力発電所などの小規模施設で構成されており、発電電力が必要な場所の近くにあります。 DERは、特に最新の技術の進歩により、最近ではより実現可能になっています。 たとえば、ソーラーパネルの設置は多くの地域で急速に成長しています。 ただし、従来のデータ管理ツールを使用すると、DERの価格設定、配布、およびローカルマイクログリッドとより広い地域グリッドの両方への統合が困難になります。
残念ながら、従来のグリッドには出力を調整し、分散型エネルギー入力に対応する柔軟性がないため、生成された集約電力の多くは最終的に無駄になります。 ブロックチェーンでサポートされている電力網管理は、安全で不変の自動化された透過的なトランザクションのための相互運用可能なプラットフォームを提供することにより、DERの統合を加速します。 ここでの最終結果は、グリッドの回復力が高まるため、最終的には消費者のコストを削減することにつながります。 さらに、再生可能エネルギー源の使用の可能性が高くなります。
気候ファイナンス
エネルギー認証と炭素クレジット市場はどちらも、対処する必要のある構造的プロセスと政治的障壁に直面しており、既存のガバナンスとレガシーデータ管理システムを使用して修正することはできません。 その結果、参加者が炭素リスクを適切に定量化できない非効率的な市場になります。 これは次に、市場が増大する気候リスクに効果的に対応することを妨げます。 ブロックチェーンテクノロジーを使用すると、分散型の取引およびガバナンスプラットフォームにより、炭素クレジット、低炭素投資、および再生可能エネルギー証明書の効率的な取引、価格設定、および管理がグローバルベースで可能になります。
堅牢で透明性のあるガバナンスフレームワークを実装することで、国際的および地域的な政治的障壁を克服することができます。 透明性があり、検証可能で、不変の元帳は、市場参加者に、取引を開始するための信頼と必要なレベルの両方を提供できます。 これらの機能を導入することで、炭素取引コストの削減が可能になります。これは、気候リスクを投資に含める場合に非常に有益です。 さらに、低炭素金融商品のトークン化は、気候に持続可能な投資の取り込みを促進し、投資家のアクセスを向上させることもできます。
ブロックチェーンは、炭素取引システムとグリーンファイナンススキームの両方に展開できます。これらは、開発途上加盟国の全国的に決定された貢献の実施をサポートするために不可欠です。 気候変動に対する2015年のパリ協定で合意されたとおり。 アジア開発銀行によるエネルギー部門の年間融資[18]は年間約5億米ドルであり、そのうちの約50％がクリーンエネルギーに指定されており、これはエネルギー効率と再生可能エネルギープロジェクトとして決定できます。
これらの資金の残りは、配電および送電システムに割り当てられます。 ブロックチェーンの出現により、アジア開発銀行のエネルギー部門の活動は、開発にさらに大きな影響を及ぼし、最終的には経済的脱炭素化の究極の目的に向けて、APAC地域全体にさらなる勢いをもたらす可能性があります。
次世代のスマートグリッド
スマートグリッドには、エンドユーザーのさまざまな要求を満たすために電力の輸送を管理および監視する機能があります。 これにより、電力ネットワークのすべてのセグメントが可能な限り効率的に動作し、システムの安定性と信頼性を最大化しながら、コストと環境への影響を最小限に抑えることができます。
スマートグリッドは、すべてのグリッドオペレーター、発電機、エンドユーザー、および電力市場の利害関係者の要件と機能を調整します。 スマートグリッドネットワークには、接続された多数のIoTデバイスが含まれ、必要に応じて電力消費量を調整することで、電力グリッド信号に反応できます。 したがって、特定のデバイス、たとえばウォーターポンプやバッテリー充電器は、実際に電力を必要とする時期に関して柔軟性を示します。
これにより、ネットワークの電力負荷と需要が低い場合にのみ、電力要求の供給に関してそれらを制御できるため、価格が低くなります。 現在の一元化されたレガシーグリッド管理システムは、IoTデバイスと分散型発電の両方の統合を促進するのに苦労しています。 ただし、ブロックチェーンを使用してこれらのシステムをサポートすることにより、これらの機能とプロセスを効率的、回復力、および費用効果の高い方法で実現できます。
まとめ
ブロックチェーンテクノロジーにより、エネルギー市場を分散化し、柔軟性を向上させる可能性は非常に大きいです。 ブロックチェーンソリューションを使用して、エネルギーパフォーマンスを制御し、リアルタイムで正確に監視することもできます。これにより、供給側の効率が向上します。 本質的に、ブロックチェーンは、エネルギー会社に効率的で回復力のある方法を提供し、エネルギー使用量と発電量の両方を効率的に追跡する可能性を提供します。 さらに、ネットワークの問題と停止の特定を即座に追跡できるため、応答時間が改善されます。
既存のエネルギー会社によってすでに展開されているXNUMXつの例は、水、天然ガス、およびエネルギーの流れを監視するために使用されています。 さらに、ブロックチェーンテクノロジーを使用したセキュリティおよびインフラストラクチャソリューションの実装に関して、さらなる計画が進行中です。
今日のエネルギーシステムは、太陽光発電や風力などの再生可能エネルギーに対応するために、急速かつ根本的な変化を遂げています。 これらの再生可能エネルギー源は、エネルギー部門の分離により現在大規模な開発が進んでおり、エネルギーと金融政策のインセンティブの両方によってさらに後押しされています。
今日の世界では、全国規模での電力ネットワークのさまざまなセクター間の高度な通信とリアルタイムのデータ交換が最も重要です。 新しい分散化の傾向に対応するには、ローカルの分散型管理および制御技術が必要です。 分散トランザクションを促進する上で主要な役割を果たすブロックチェーンの出現は、中央管理の要件を否定し、最終的にはエネルギーセクター全体の将来のインフラストラクチャを支配し、今日の望ましくない課題の多くに対処します。
イニシアチブの利点：
- 複雑さを増しているエネルギー部門の管理の強化。
- トランザクションデータの分散ストレージ。セキュリティが強化され、中央機関からの独立性が高まります。
- 不変の運用および消費者トランザクション。
- 最適化された効率の向上と透明性の向上。
- サイバー攻撃のリスクを軽減します。
- 運用コストと消費者コストの削減。
- 新しい分散型ビジネスモデルを展開することによるサードパーティの仲介者の排除。
エネルギー市場のブロックチェーンアプリケーション
ブロックチェーンパイロットプロジェクトを実行しているエネルギー会社は、サプライチェーン管理、セキュリティ、およびバックオフィスプロセスを改革する情報管理の再構築に向けて取り組んでいます。 ブロックチェーンアプリケーションのテストと実験は、エネルギー業界ですでに順調に進んでいます。 ここでの根本的な変更は、レガシープロセスと技術的負債から、信頼ベースのスケーラブルで自動化された新しい一連の手順への移行です。
これにより、サードパーティのブローカーや調整方法など、現在のコストのかかる要件が排除されました。これらの要件は、新たに利用可能なデータが大量に発生したときに発生します。 センサーの大量展開、セキュリティの脅威の高まり、マシン間の通信の増加など、時代遅れのレガシーシステムを圧倒しています。
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PlatoAi。 Web3の再考。 増幅されたデータインテリジェンス。
ソース：https：//hackernoon.com/blockchain-in-the-energy-sector-xi2m35o7？source = rss
