Table of Contents
مقدمة: التحول الهيكلي في أسواق الطاقة
وينتقل نظام الطاقة العالمي من نموذج مركزي يُبنى حول محطات كبيرة لتوليد الطاقة في قاع البحار إلى نظام إيكولوجي لا مركزي مأهول بثروات الطاقة الموزعة مثل الطاقة الشمسية السطحية، وتخزين البطاريات، والمركبات الكهربائية، والرياح، ويُحدث هذا الانتقال كل من الفرص والتعقيد، فالأسواق التي صُممت للتدفقات غير المباشرة للطاقة من المولدات إلى المستهلكين مطلوبة الآن لمعالجة التدفقات الثنائية الاتجاه وعدد متزايد من المشاركين في هذا النوع من الطاقة ([1]:
ولإدارة هذا التعقيد وكشف القيمة الكاملة للموارد الموزعة، يحتاج المشاركون في السوق إلى بنية أساسية موثوق بها وشفافة وآلية لتتبع تدفقات الطاقة والتحقق من المعاملات والمدفوعات، وقد برزت تكنولوجيا البلوكشاين، أو تكنولوجيا دفتر الأستاذ ذات التوزيع الأوسع نطاقاً، باعتبارها طبقة أساسية لتمكين ] من استخدام الطاقة العابرة .
فهم حدود التجارة التقليدية في الطاقة
وقبل دراسة كيفية توفير حل للاختناق، من الضروري فهم نقاط الألم المتأصلة في أسواق الكهرباء التقليدية، ومعظم أسواق الكهرباء بالجملة والتجزئة تعمل من خلال سلسلة معقدة من الوسطاء، بما في ذلك المرافق، ومشغلو الشبكات، والسلطات المتوازنة، ومقدمو الطاقة بالتجزئة.
تأخيرات الخصخصة والمستوطنات
ويمكن أن تستغرق المستوطنات التقليدية أسابيع أو حتى أشهراً لوضع اللمسات الأخيرة عليها، لا سيما في الأسواق التي تتبادل فيها المرافق المتعددة والسلطات المتوازنة القوة، وتتطلب عملية المصالحة من أطراف متعددة أن تفحص بيانات القياس، وأسعار السوق، وشروط العقد، وتربط هذه الدورة الموسّعة برأس المال المتداول وتُحدث مخاطراً ضد الأطراف، وبالإضافة إلى ذلك، كثيراً ما تكون إشارات التسعير التي تصل إلى المستهلكين النهائيين متوسطة أو متخلفة، مما لا يوفر حافزاً كافياً على سلوك الاستهلاك الدينامي الذي يمكن أن يساعد على تحقيق التوازن.
الحواجز العالية للدخول إلى الموارد الموزعة
ويصعب على منتجي الطاقة الصغيرة، مثل الأسر التي لديها صفائف شمسية سطحية، المشاركة مباشرة في أسواق الجملة، ويستبعدهم فعليا العبء الإداري وتكاليف المعاملات والحد الأدنى من حجم العطاءات، بل يجب عليهم أن يعتمدوا على برامج قياس صافية أو تجمعات تجمعات، التي تستوعب جزءا كبيرا من القيمة الاقتصادية التي تولدها الأصول الموزعة، وقد أبرز تقرير عام 2018 من الوكالة الدولية للطاقة أنه بدون رقمنة وتصميمات سوقية جديدة، يمكن أن تخفض قيمة التقادم.
الحاجة إلى مستوطنة لا تصون
فالتحدي الذي يواجهه هو الثقة والتنسيق، إذ يتعين على المشاركين في السوق أن يثقوا في أن البيانات المتطورة دقيقة وأن تُحترم التجارة وأن تدفع، تقليديا، هذه الثقة قد نفذتها سلطة مركزية (المنفعة أو مشغل النظام المستقل)، ومع أن الأسواق أصبحت أكثر لا مركزية، تصبح سلطة مركزية واحدة أقل كفاءة وتستحدث نقطة فشل واحدة، فالنظام اللامركزي للثقة البكتروغرافية هو التطور المنطقي للطاقة الحديثة.
How Blockchain Creates Transparent and Efficient Power Trading Platforms
وتوفر تكنولوجيا البلوكشاين دفتر دفتر دفتر لا مركزي وغير قابل للتداول يمكن فيه تسجيل معاملات الطاقة وتنفيذها تلقائيا، مما يخلق أثرا شفافا قابلا للمراجعة من جيل إلى استهلاك.
Ledger for Immutable Record Keeping
وكل كيلوواط ساعة تُتاجر بها على منصة من سلسلة من البيانات ممثلة كمعاملة بيانات، وتُجمع هذه المعاملات في مجموعات وترتبط ارتباطاً مبدئياً بالمبنى السابق، وعندما تضاف إلى السلسلة، يصبح من المستحيل تقريباً تغيير السجلات التاريخية، ويُسمى هذا الملامح [(FLT:0)]] ]]]، فيما يتعلق بتجارة الطاقة، يعني أن تاريخ التوليد،
عقود الذكاء من أجل التنفيذ والتسويات الآلية
عقود الذكاء هي عقود تنفذ ذاتياً مع أحكام الاتفاق المدون مباشرة في القانون وفي سياق تجارة الطاقة يمكن أن يكون عقداً ذكياً كصانع سوق آلي، مثلاً يمكن للمستهلك أن يحدد عقداً ذكياً يقول: "يبيع الـ 10 كيلوواط من الإنتاج الشمسي القادم إلى أعلى مقدّم عروض، بحد أقصى قدره 0.15 دولار/كيلوواط" عندما تُنتج البيانات عن الطاقة وتُغلق على حسابي
وهذا التشغيل الآلي يقلل كثيرا من تكاليف المعاملات والوقت المحدد للتسوية، إذ يمكن أن تحدث التسوية التي استغرقت ٦٠ يوما في وقت قريب من الوقت الحقيقي، وشبكة إيثيريوم هي أكثر منبرا يستخدم لنشر هذه العقود الذكية، على الرغم من أن منابر أخرى مثل سلسلة الطاقة على الشبكة العالمية مصممة خصيصا لتلبية الاحتياجات التشغيلية لقطاع الطاقة.
تصنيف خصائص الطاقة والسلع البيئية
وبالإضافة إلى الكيلوات المادية، فإن هذا الاختناق يتيح التتبع الفعال للمواصفات البيئية المرتبطة بتوليد الطاقة المتجددة والاتجار بها، وهذه الخصائص معروفة عموماً باسم شهادات الطاقة المتجددة أو ضمانات المنشأ، وفي الأسواق التقليدية، يتم تعقب المنتجات الاقتصادية من خلال سجلات مربكة يمكن أن تؤدي إلى ازدواجية الحسابات أو الاحتيال.
وبوضع معايير الطاقة المتجددة على سلسلة من السلاسل، تُسند لكل شهادة هوية رقمية فريدة غير مُجدية، وعندما يستهلك كيان ما ميغاواط من الطاقة المتجددة، يمكن سحب ما يقابلها من مركب في دفتر الأستاذ، بما يضمن عدم تمكن أي كيان آخر من المطالبة بنفس المنفعة البيئية، مما يخلق سوقاً سائلاً وشفافاً وقابلاً للثقة بالنسبة للخصوم الخضراء، وهو أمر أساسي لتحقيق أهداف الاستدامة للشركات ومحاسبة الكربون.
المنافع الرئيسية لمنصات تجارة الطاقة القائمة على أساس Blockchain-Enabled Power Trading
ويسفر تطبيق نظام " دي. تي " على برامج تجارة الطاقة عن فوائد ملموسة للمرافق، ومشغلي الشبكات، والمستهلكين، والبيئة.
تعزيز الشفافية وإمكانية مراجعة الحسابات
ويتاح لجميع المشاركين في دفتر الأستاذ المتزامن، سواء أكان ذلك مرخصاً أو علنياً، إمكانية الوصول إلى دفتر دفتر دفتر دفتر دفتر دفتر متزامن، وكل حرف وكل دفعة وكل عملية تنفيذ للعقد ذكية، مما يلغي المنازعات على الفواتير والتسوية، ويمكن منح المنظمين مراكز مراقبة لرصد النشاط السوقي في الوقت الحقيقي، مما يقلل من الحاجة إلى مراجعة حسابات باهظة ومفيدة.
تحسين الأمن والقدرة على التكيف
فالطبيعة اللامركزية للاختناق تجعله أكثر مرونة بكثير للهجمات الإلكترونية ونقاط الفشل الوحيدة، وفي نظام تقليدي، يمكن أن يؤدي الإخلال بقاعدة بيانات مركزية إلى حدوث احتيال واسع النطاق، وفي نظام للسلاسل الكتلية، يحتاج المهاجم إلى التحكم في أغلبية القوة الحاسوبية للشبكة (في نظام للإثبات) أو عقدة للمحاسبة (في نظام للحفظ الأساسي للصوت).
خفض التكاليف والوساطة
ويمكن تخفيض تكاليف المعاملات تخفيضا كبيرا بفضل آلية التسوية عن طريق العقود الذكية وإخراج الوسطاء مثل الإدارات المبلِّغة ووكلاء التسوية، ويتيح هذا للمستهلكين، بالنسبة للمنابر التجارية من الأقران، الحصول على سعر أعلى للطاقة المتولدة لهم، مع توفير سعر أدنى للمشتريين من سعر فائدة التجزئة، مما يدفع إلى زيادة اعتماد موارد الطاقة الموزعة.
:: الوصول إلى الأماكن والقيمة المكانية
ويمكن تصميم منابر " بلوكشاين " للسماح لأي مشارك، بصرف النظر عن حجمه، بالدخول إلى السوق، ويمكن للأسر المعيشية التي لديها لوح شمسي واحد أن تشارك في نفس السوق التي تُستخدم فيها مزرعة شمسية كبيرة، وعلاوة على ذلك، يمكن أن تيسر " الكتل " ] التسعير الهامشي في المواقع ] على مستوى عظم من الرهانات، ويمكن أن تُسب الطاقة في جانب آخر من حيث التكلفة.
الاستجابة الأمثل للطلبات وتحقيق التوازن بين الجريمتين
ويمكن أن تؤدي العقود الذكية إلى وضع برامج للاستجابة للطلبات آلياً، ويمكن لمشغل الشبكة أن ينشر عقداً ذكياً يوفر سعراً محدداً لخفض الحمولة أثناء فترة الذروة، ويمكن للمترات الذكية المرتبطة بالشحنات المرنة (مثل شحنات الأشعة الإلكترونية، وأجهزة التسخين المائية، ونظم التلقيح المغناطيسي) أن تستجيب تلقائياً لهذه الإشارة، وتكسب أموال المشتركين، مع توفير خدمات الموازنة الأساسية للشبكة، مما يخلق نظاماً أكثر مرونة وموثوقية.
المشاريع التجريبية والتنفيذية في العالم الحقيقي
وقد تجاوزت عدة مشاريع رائدة في جميع أنحاء العالم المرحلة النظرية، وهي تبرهن بنشاط على تجارة الطاقة القائمة على أساس سلسلة من السلاسل.
The Brooklyn Microgrid
وفي حين أن أحد المشاريع الأولى والأكثر استشهاداً هو مشروع بروكلين ميكروغريد الذي طورته شركة LO3 للطاقة، وفي حي سكني في بروكلين، نيويورك، أتاح المشروع للمباني ذات الطاقة الشمسية السطحية أن تبيع جيلاً فائضاً مباشرة لجيرانها باستخدام منصة قائمة على سلسلة من القطاعات، واستعان المشاركون بجهاز محمول لتحديد أفضلياتها، وأبرموا عقوداً ذكية، وأثبت المشروع أن التجارة في مجال الطاقة بين الأقران هي ذات جدوى تقنية.
Power Ledger
واستناداً إلى أستراليا، طورت شركة باور ليدجر مجموعة من تطبيقات سلسلة الطاقة في قطاع الطاقة، وهي تدعم تجارة الأقران، ومحطات توليد الطاقة الافتراضية، والاتجار بالسلع البيئية، ونشرت شركة الكهرباء المحدودة مشاريع في أستراليا واليابان والولايات المتحدة وتايلند، وسمحت شركة FLTle، أستراليا، لسكان موقع على شبكة الإنترنت لتطوير الإسكان الاجتماعي أن يتبادلوا الطاقة الشمسية المحتملة فيما بينهم، مما أدى إلى خفض إمكاناتهم التكنولوجية.
مؤسسة شبكة الطاقة العالمية
(أ) مؤسسة الطاقة على الشبكة العالمية غير الربحية التي تركز على بناء مجموعة من مجموعات المصادر المفتوحة مصممة خصيصا لقطاع الطاقة، ومنتجها الرئيسي هو سلسلة الطاقة على الشبكة العالمية (EWC)، وقائمة عامة على مجموعة من المعلومات المتعلقة بإثبات الأصول، وهي متوافقة مع الشبكة الإلكترونية (Ethereum).
European wholesale Trading (Enerchain)
وبالإضافة إلى أسواق التجزئة بين الأقران، يجري اختبار الناموسيات أيضاً من أجل تجارة الطاقة بالجملة، وكان مشروع إنريكان اتحاداً أوروبياً يضم 37 شركة رئيسية لتجارة الطاقة، ووضع برنامج لسلاسل تجارة الطاقة على نطاق واسع من أجل تجارة الطاقة والغاز في المحاسب، وأظهرت هذه المنصة أن القاطرة يمكن أن تعالج سرعة وتعقيد تجارة الجملة، مما يقلل من الحاجة إلى السماسرة والخلفية.
التحديات التقنية والنظر في القابلية للارتقاء
وفي حين أن الإمكانات كبيرة، فإن نشر سلسلة من القيود على تجارة الطاقة على نطاق واسع ينطوي على التغلب على التحديات التقنية الحقيقية.
Scalability and Transaction Throughput
وتسير أسواق الكهرباء على نطاق زمني قصير جداً، إذ يتطلب تحقيق التوازن بين الشبكة اتخاذ قرارات في ثوان أو ملي ثانية، ومعظم السلاسل العامة (مثل بيتكوين أو شبكة إيثيروم مانيت) لديها قدرة محدودة على الوصول إلى المعاملات، حيث تُعالج عادة ما بين 10 و30 عملية في الثانية، وهذا غير كاف بالنسبة لسوق وطنية تضم ملايين من المترات الذكية وتُنتج عنها بيانات كل 5 دقائق و15 دقيقة، ومن أجل معالجة هذا الأمر، فإن الصناعة تتجه نحو حلول أوسع نطاقاً من حيث نطاقها،
استهلاك الطاقة من "بلوكشاين" نفسه
هناك انتقادات موثقة جيداً، خصوصاً مسلسلات الطاقة البديلة، تستهلك كميات كبيرة من الكهرباء، باستخدام تكنولوجيا عالية الكثافة في الطاقة لإدارة شبكة الطاقة، منتجة بشكل عكسي، لهذا السبب الغالبية العظمى من مشاريع سلسلة الطاقة الواسعة التي تركز على الطاقة لا تستخدم نظام بروفيسور
مشكلة الأورام ونزاهة البيانات
(أ) إنَّ مشكلةَ "الثقة في القمامة" تُطبَّق، فإبرام العقود الذكية تحتاج إلى بيانات دقيقة وحقيقية لتنفيذها، وبالنسبة لتجارة الطاقة، تأتي هذه البيانات من أجهزة قياس الذكية، وأجهزة الاستشعار، ونظم أجهزة التكديس (SCADA) وإذا كان المتر الذكي قد تعرض للخطر أو أخطأ، فإنَّ سلسلة الاختراق ستسجل بأمان أنَّ هذه البيانات غير واضحة.
التشغيل المتبادل مع نظم ليغايسي
وتواجه المرافق العامة ومشغلو الشبكات مشهداً معقداً من نظم تكنولوجيا المعلومات القديمة (الإدارة المتكاملة لنظم إدارة المباني، ونظام إدارة العمليات، ونظم إعداد الفواتير، ونظام SCADA)، حيث يشكل إدماج طبقة من سلسلة الهياكل الأساسية مع هذه النظم تحدياً هندسياً كبيراً، إذ يلزم توحيد معايير الاستخدام الموحدة وبرمجيات الوسط للسماح للربط بتكنولوجيا التشغيل القائمة، وتعمل الصناعة بنشاط على وضع معايير مفتوحة، مثل تلك التي تروج لها المؤسسة الأوروبية للطاقة الذرية، لتيسير هذا التكامل.
الملاحة في الحوادث التنظيمية والتجارية
ولا يشكل الاستعداد للتكنولوجيا سوى جزء واحد من المعادلة، إذ يجب أن تتطور البيئة التنظيمية للسماح لهذه الهياكل السوقية الجديدة بالعمل.
الافتقار إلى الأطر القانونية للتجارة بين الأشخاص ذوي الإعاقة
في معظم الولايات القضائية، سوق الكهرباء المبيعة تخضع لمراقبة صارمة من قبل المرافق المنظمة، وغالباً ما لا يوجد إطار قانوني لبيع الكهرباء مباشرة لجار دون مرخص له بالتجزئة يعمل كوسيط، ويضع السياسات في ولايات قضائية تطلعية مثل نيويورك (إجراءات ريفي) وكاليفورنيا والاتحاد الأوروبي يعمل بنشاط على صناديق الرمال التنظيمية وقواعد السوق الجديدة لتمكين الطاقة الرجعية من التحولية.
خصوصية البيانات والامتثال للناتج المحلي الإجمالي
ويُصمم هذا الاختراع لكي يكون شفافاً وغير قابل للتشبث، وهو ما يمكن أن يتعارض مباشرة مع أنظمة خصوصية البيانات مثل الناتج المحلي الإجمالي، التي تمنح الأفراد الحق في النسيان، ولا يستصوب تخزين البيانات الشخصية أو بيانات الاستهلاك التفصيلية مباشرة على سلسلة عامة، ويُفترض أن يخزن البيانات الجامدة خارج السلسلة (أو على السلاسل الجانبية) وأن يسجل فقط الاضطرابات الخفية أو الأدلة على الخصوصية الرئيسية.
توحيد المعايير والاتصالات عبر الحدود
وبالنسبة إلى التجارة القائمة على سلسلة من القيود، يتعين أن تكون هناك منابر مختلفة قادرة على التواصل مع بعضها البعض، وقد يرغب المستهلك في شركة " باور ليدجر " في البيع إلى مستهلك على منصة مبنية على سلسلة الطاقة على شبكة الإنترنت، وهذا يتطلب قابلية التشغيل المتبادل ] بين سلسلة من القطع، حيث أن بروتوكولات مثل بولكات وكوسموست تقوم على وجه التحديد ببناء هذا النوع من الاتصالات عبر سلسلة من الأسواق.
The Path Forward: A Truly Democratized Energy Ecosystem
إن تكنولوجيا البلوكشاين ليست رصاصة فضية، ولكنها أداة تمكين قوية، فهي توفر طبقة الثقة والتشغيل الآلي اللازمة للانتقال من شبكة ثابتة ومركزية إلى نظام إيكولوجي دينامي لا مركزي لمعاملات الطاقة، وتلاقي السلاسل مع التكنولوجيات الناشئة الأخرى يرسم صورة مقنعة للمستقبل.
وسيتيح التكامل مع Artificial Intelligence (AI) ] توليد الطاقة التنبؤية واستهلاكها للتغذية في العقود الذكية، وتحقيق الاستراتيجيات التجارية المثلى دون مدخلات بشرية.
ويجري حالياً تنفيذ الرحلة من المشاريع الرائدة الصغيرة إلى تعميم النشر التجاري، وذلك بسبب انخفاض تكاليف التكنولوجيا، وتزايد تعقيد الشبكة، وتزايد الطلب على الطاقة النظيفة والشفافة، ونظراً إلى أن الأطر التنظيمية تنضج والمعايير التقنية توطد، فإن كتلة الكهرباء لديها القدرة على تحويل سوق الكهرباء العالمية التي تبلغ تريليون دولار إلى منبر لا يكون أكثر كفاءة وموثوقية فحسب، بل أيضاً أكثر إنصافاً ويسهل الوصول إليه للجميع.