امکانات استفاده از فناوری بلاک‌چین در حوزه تسویه‌حساب‌های تجارت برق

چکیده

این مقاله مزایا و قابلیت‌های فناوری بلاک‌چین را در طیف وسیعی از حوزه‌ها و بخش‌های اقتصادی مرتبط با تجارت، خرید و فروش برق بررسی می‌کند. هدف اصلی، شناسایی مؤلفه‌های کلیدی بلاک‌چین است که می‌توانند در تسویه‌حساب فرآیندهای تجارت انرژی به کار روند و همچنین ارزیابی راهکارهای مبتنی بر این فناوری در حوزه‌های الکتروشیمی و تولید انرژی از منابع توزیع‌شده باشد. با استناد به ادبیات موجود، تمرکز بر پیاده‌سازی مدل‌های مبتنی بر بلاک‌چین برای صدور صورتحساب شارژ وسایل نقلیه الکتریکی و مدیریت صورتحساب‌های انرژی در خوشه‌های انرژی متمرکز شده است. مقاله در پایان پیش‌بینی‌هایی برای گسترش بیشتر کاربرد بلاک‌چین، توسعه الکتروشیمی و هم‌افزایی‌های فتوولتائیکی ارائه می‌دهد.

مقدمه

برق به عنوان یک کالا در بازارهای رقابتی انرژی معاملات می‌شود. همانند سایر کالاها، این 상품 باید ابتدا تولید، سپس به فروش برسد و در نهایت به مشتریان نهایی — یعنی افراد، شرکت‌ها و نهادها — تحویل یابد. فرآیندهایenergetic معمولاً با مشارکت اپراتورهای سیستم شبکه و واسطه‌هایی که نیازهای برق خریداران را تأمین می‌کنند، اجرا می‌گردند؛ این quy trình شامل هزاران نفر، سامانه‌های کامپیوتری، پلتفرم‌های تسویه و بانک‌ها می‌شود. مقاله حاضر بر امکان بهره‌گیری از بستر بلاک‌چین در صدور صورتحساب‌های مرتبط با برق متمرکز است. این معماری اطلاعات را به گونه‌ای ذخیره می‌کند که عدم‌تغییرپذیری داده‌های تاریخی تضمین شود. بلاک‌چین یک پایگاه‌داده غیرمتمرکز (بدون واحد مدیریت مرکزی) و توزیع‌شده است که به عنوان یک دفترچه رویداد یا ثبت تراکنش عمل می‌کند؛ این ساختار به صورت یک لیست تک‌جهته از سوابق (بلاک‌ها) ظاهر می‌شود که هر بلاک از طریق توابع رمزنگاری و برچسب‌های زمانی به بلاک قبلی پیوسته است. داده‌ها (مانند حجم برق، ورودی‌های حسابداری) با الگوریتم‌های رمزنگاری و در چارچوب قوانین از پیش تعیین‌شده — قراردادها هوشمند — نگهداری می‌شوند. قراردادها هوشمند مجموعه‌ای از protocoles برای اجرای یک قرارداد دیجیتال خاص، تأیید خودکار آن (دست‌یابی به توافق) و اجرای مذاکرات یا مستندات حقوقی رویدادهای کلیدی بر اساس شرایط قرارداد را تعریف می‌کنند.

ترکیب این دو حوزه علمی‑فنی، یعنی مباحث برق و بلاک‌چین، زمینه‌ساز ایجاد هم‌افزایی نوینی میان مهندسی برق و صنایع فناوری اطلاعات می‌شود. ارتباط بلاک‌چین با تولید، توزیع، تسویه‌حساب، تعادل و جریان برق نه تنها در روندهای توسعه جهانی اهمیت دارد، بلکه یک نقطه تقویت متقابل محسوب می‌شود. مدیریت برق، خواندن پارامترهای انرژی، مقادیر توان و مقادیر موثر ولتاژ و جریان از اصطلاحات اساسی برای اجرای سیاست‌های مؤثر در مصرف برق هستند و همانند بسیاری دیگر، به طور پیوسته در بستر الکتروشیمی و بازار انرژی‌های تجدیدپذیر گنجانده شده‌اند. از این رو، این موضوع در مسیر توسعه مهندسی برق جایگاه استراتژیکی را اشغال کرده است.

مزایا و امکانات بلاک‌چین

استفاده از فناوری بلاک‌چین در نواحی و بخش‌های متنوع اقتصاد مرتبط با تجارت برق مزایا و امکانات متعدد دارد. بر اساس مطالعات ادبی، تمرکز بر اجرای راهکارهای مبتنی بر بلاک‌چین در quy trình شارژ وسایل نقلیه الکتریکی، ارائه پیش‌بینی‌ها برای گسترش بیشتر این فناوری، و کشف هم‌افزایی‌های الکتروشیمی و یکپارچه‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر — به ویژه در حوزه فتوولتائیک — متمرکز شده است.

الکتروشیمی و بلاک‌چین

رشد بازار خودروهای برقی و زیرساخت شارژ

با نگاهی به بازار برق و بازار رو به رشد خودروهای برقی (EV)، به وضوح می‌توان تحولات عظیمی را مشاهده کرد که در این حوزه در جریان است. هر سال بر تعداد خودروهای برقی افزوده می‌شود؛ ضمن اینکه قیمت آن‌ها نیز کاهش یافته و در نتیجه، این خودروها بیش از پیش در دسترس رانندگان قرار گرفته‌اند (شکل ۱). در پایان دسامبر ۲۰۲۰، تعداد خودروهای برقی ثبت‌شده در بازار لهستان به ۱۸۸۷۵ دستگاه رسید. از این تعداد، ۱۰۰۴۱ دستگاه خودروی تمام‌برقی (BEV) و ۸۸۳۴ دستگاه خودروی برقی هیبریدی پلاگین (PHEV) بودند. مقایسه با دو سال قبل، امیدوارکننده است: تعداد خودروها در سال ۲۰۱۹ نسبت به ۲۰۱۸ دو برابر شد و در سال ۲۰۲۰ نسبت به ۲۰۱۸ افزایشی ۱۴۰ درصدی داشت. بازار نقاط شارژ نیز همگام با این رشد در حال توسعه است. شارژرهای EV را اکنون می‌توان بیشتر در جایگاه‌های سوخت، مراکز خرید و اماکن فرهنگی پیدا کرد (شکل ۲). اگر در پایان سال ۲۰۱۹، در ایستگاه‌های ۱۶ شبکه بزرگ شارژ، حدود ۹۰۰ خودروی برقی می‌توانستند به طور همزمان شارژ شوند، در پایان سال ۲۰۲۰ این رقم از ۱۵۰۰ فراتر رفت که نشان‌دهنده افزایشی ۶۵ درصدی است. برنامه‌های این ۱۶ شبکه بزرگ حاکی از آن است که در دسامبر ۲۰۲۱، بیش از ۴۲۰۰ خودروی برقی قادر خواهند بود به طور همزمان به شارژرهای آن‌ها متصل شوند. بر اساس همین برنامه‌ها، تعداد مکان‌های شارژ خودرو از کمتر از ۶۰۰ در پایان ۲۰۲۰ به بیش از ۱۸۰۰ در پایان ۲۰۲۱ افزایش خواهد یافت [۲] (شکل ۲ و ۳).

شکل ۲. افزایش تعداد خودروهای برقی در لهستان [۲]

شکل ۳. نقاط شارژ برای خودروهای برقی در لهستان [۲]

کاربرد فناوری بلاک‌چین در برق‌تحریک

در این بخش از بازار، یعنی برق‌تحریک (electromobility)، بلاک‌چین فرصت استفاده از راهکارهایی را فراهم می‌کند که نسبت به استانداردهای فعلی برتری دارند. قطعیت مفاد، توسط قرارداد هوشمند (smart contract) تضمین می‌شود؛ قراردادی که در واقع کدی کامپیوتری شامل مجموعه‌ای از قوانین تجاری مورد توافق طرفین است و روی بلاک‌چین اجرا می‌شود. این قرارداد هوشمند در بلاک‌چین ذخیره می‌شود و به همین دلیل، امکان تغییر یا لغو آن وجود ندارد. هنگامی که شرایط از پیش تعیین‌شده محقق شوند، قرارداد به طور خودکار و غیرقابل‌انصراف اجرا می‌شود. این مکانیزم شامل دارایی‌های دیجیتال و حداقل دو طرف معامله است. دقیقاً همین وضعیت در فرآیند شارژ خودروی برقی رخ می‌دهد. زمانی که خودرو به شارژر متصل می‌شود، کاربر EV با پذیرش شرایط شارژ (شامل قیمت انرژی)، یک قرارداد هوشمند را راه‌اندازی می‌کند. معمولاً پرداخت برای این فرآیند، علاوه بر پول نقد، شامل توکن‌ها (tokens) نیز می‌شود؛ توکن‌هایی که به فرآیند مرتبط هستند و در بازار موجودند (یا واباچرها). این توکن‌ها در جریان استفاده، مزایایی مانند کاهش قیمت انرژی در شارژر ایجاد می‌کنند. کل فرآیند از نظر جریان برق، چه برای کاربر EV و چه برای شارژر در شبکه برق، در بلوک‌ها ذخیره شده و بر اساس قوانین مندرج در قرارداد تسویه حساب می‌شود. با حذف نهاد اعتماد مرکزی، هر دو طرف از صحت داده‌ها و جریان‌های پرداختی انجام‌شده در فرآیند، اطمینان حداکثری خواهند داشت.

فرآیند شارژ با سیستم صورتحساب مبتنی بر قرارداد هوشمند

چنین فرآیندهای شارژ خودروی برقی که با استفاده از ایستگاه شارژ مجهز به سیستم صورتحساب مبتنی بر عملکرد قرارداد هوشمند انجام می‌شوند، به کاربر و ارائه‌دهنده خدمات این اطمینان را می‌دهند که کل فرآیند به درستی انجام شده و امکان ذخیره‌سازی آن از نظر انرژی و مالی در بلوک‌ها وجود دارد. این ثبت، تغییرناپذیری داده‌ها، شفافیت فرآیند و شفافیت تسویه حساب‌های مالی را تضمین می‌کند و در نتیجه، اعتبار ثبت را برای هر دو طرف فرآیند به ارمغان می‌آورد.

عرضه اولیه سکه (ICO) و تأمین سرمایه برای زیرساخت شارژ

هنگام بررسی کاربرد بلاک‌چین در حوزه برق‌تحریک، تنها به داده‌های خود فرآیند شارژ (مانند میزان برق مصرفی، پارامترهای فنی یا مالیات) محدود نمی‌شویم. یکی از جنبه‌های مهم بلاک‌چین، فرآیندی به نام عرضه اولیه سکه (ICO) است. ICO روشی برای جمع‌آوری سرمایه از طریق انتشار ارزهای دیجیتال یا توکن‌ها به منظور تأمین مالی یک کارآفرینی محسوب می‌شود. نهاد برگزارکننده (سرمایه‌گذار) برنامه‌ها و پیش‌فرض‌های خود را در سندی به نام کتابچه سفید (White Paper) ارائه می‌دهد که خود نوعی قرارداد استاندارد است. در ازای آن، توکن‌هایی عرضه می‌شود که حقوقی را برای دارنده ایجاد می‌کند؛ برای مثال، اولویت در دریافت کالاها یا خدمات ارائه‌شده توسط صادرکننده، امکان مشارکت در سود پروژه، یا حق رأی برای صاحب توکن. وقتی صحبت از برق‌تحریک می‌شود، ایده بسیار خوبی برای استفاده از این روش تأمین سرمایه، جمع‌آوری وجوه برای ساخت نقاط شارژ EV است. این نوع مدل‌سازی در منابعی مانند [۳] ارائه شده است که یک مدل ریاضی و پیش‌فرض‌هایی را برای ایده استفاده از بلاک‌چین به منظور بهبود سرعت توسعه بازار خودروهای برقی و نقاط شارژ تشریح می‌کند.

چالش‌های فنی و قانون‌گذاری قراردادهای هوشمند

به نقل از منابع [۴، ۵، ۶، ۷]، امکانات متعددی برای توصیف و توسعه فناوری بلاک‌چین و قراردادهای هوشمند وجود دارد. با این حال، باید به خاطر داشت که این موضوعات، مکرراً محور بحث‌های علمی پژوهشگران علوم کامپیوتر هستند. مسئله اصلی، مکانیزم‌های کدها و الگوریتم‌هاست؛ بنابراین، به دلیل ماهیت پویای این کاربردها، قراردادهای هوشمند باید بسیار انعطاف‌پذیرتر، پاسخگوتر و قابل‌کنترل‌تر باشند. جنبه امنیتی نیز بارها مورد بحث قرار گرفته است که متأسفانه تأثیر منفی بر توسعه قراردادهای هوشمند داشته است. به همین دلیل، مسائل مربوط به قانون‌گذاری از اهمیت بالایی برخوردارند.

یک کار که با موارد ذکر شده ترکیب می‌شود و در عین حال عنصر مشترکی از تجارت برق دارد، کار [۸] است که در آن مدلی از تجارت محلی انرژی با استفاده از سرویس همتابه‌همتا (P2P) در میان خودروهای الکتریکی پلاگین‌هیبریدی (PHEV) در شبکه‌های هوشمند پیشنهاد شده است. این مدل با ارائه مشوق‌هایی برای تخلیه بار خودروهای PHEV به منظور تعادل تقاضای محلی برق، به تقاضای شبکه برق پاسخ می‌دهد. علاوه بر این، کار همچنین به امنیت چنین تراکنش‌هایی می‌پردازد. نتایج عددی مبتنی بر یک نقشه واقعی از تگزاس نشان می‌دهد که مکانیزم مزایده دوگانه می‌تواند با حفظ حریم خصوصی خودروهای PHEV، به حداکثر رساندن رفاه اجتماعی-محلی دست یابد.

استفاده از ثبت اطلاعات در فناوری بلاک‌چین (blockchain) در فرآیند شارژ نیز پاسخی است به محبوبیت روزافزون خودروهای الکتریکی و تأثیر منفی ادعایی آن‌ها بر شبکه برق. به گفته شرکت‌های برق و منابع علمی [۹]، محبوبیت روزافزون برقی‌سازی خودروهای شخصی ممکن است تأثیر قابل‌توجهی بر عملکرد سیستم، به‌ویژه بر شبکه‌های توزیع، داشته باشد اگر شارژ خودروهای الکتریکی (EV) به درستی مدیریت نشود. طبق منبع [۱۰]، می‌توان از بلاک‌چین برای مدیریت تکنیک شارژ هوشمند برای خودروهای الکتریکی استفاده کرد. با استفاده از یک کنترل‌کننده منطق فازی (fuzzy logic) که به عنوان یک قرارداد هوشمند (smart contract) توصیف می‌شود، می‌توان فرآیند شارژ یک خودروی الکتریکی را به گونه‌ای مدیریت کرد که مزایا برای تأمین‌کننده برق و مالک خودروی الکتریکی به حداکثر برسد. مزیت برای شرکت برق، کاهش تأثیر شارژ خودروهای الکتریکی بر شبکه توزیع با انتقال شارژ خودروهای الکتریکی به دوره‌های غیر اوج مصرف است، در حالی که مزیت برای مالکان خودروهای الکتریکی، شارژ کم‌هزینه است، یعنی مدیریت مناسب تجارت انرژی. کنترل‌کننده، توان شارژ خودروی الکتریکی را بسته به سیگنال قیمت برق ارائه‌شده توسط شرکت انرژی و وضعیت شارژ باتری خودروی الکتریکی تنظیم و کنترل می‌کند. با استفاده از مدل کنترل‌کننده توصیف‌شده، در مقاله نشان داده شده است که روش پیشنهادی شارژ هوشمند، تأثیر شارژ خودروهای الکتریکی بر شبکه توزیع را در مقایسه با شارژ کنترل‌نشده کاهش می‌دهد.

با استناد به قرارداد هوشمند توصیف‌شده در بخش فوق از مقاله، می‌توان نتیجه گرفت که دست‌کم در برخی موارد، قراردادهای هوشمند ممکن است حقوق و تعهدات الزام‌آوری برای طرفین خود ایجاد کنند. به‌نظر می‌رسد مکانیزمی که برای توصیف ایجاد یک قرارداد هوشمند مناسب‌تر است، مشابه با دستگاه فروشنده (vending machine) است، که در آن اعلام اراده به وضوح در اجرای تعهدات قراردادی بیان می‌شود – در این زمینه است که مکانیزم فروش برق به عنوان بخشی از شارژ خودروهای الکتریکی پیاده‌سازی می‌شود. قراردادهای هوشمند نمونه‌ای از انواع جدید شیوه‌های قراردادی مبتنی بر فناوری هستند که شرکت‌ها و سیاست‌گذاران باید از هم‌اکنون برای آن‌ها آماده شوند. با این حال، به دلیل بلوغ نسبی پایین فناوری قرارداد هوشمند، تعداد کاربردهای واقعی فعلی هنوز کاملاً محدود است. تکامل پلتفرم‌های دیجیتال نیازمند رویکردی ترکیبی از فناوری، دیدگاه‌ها، اقتصاد و قانون است.

فتوولتائیک و بلاک‌چین

در مورد توصیف‌شده در بالا، مانند بسیاری از پروژه‌های دیگر از این نوع، از انرژی منابع تجدیدپذیر استفاده می‌شود. علاوه بر این، مشاهده می‌شود که نقش فزاینده‌ای در بازار انرژی غیرمتمرکز، معامله در مقادیر هرچه کوچک‌تر انرژی است. نیروگاه‌های خورشیدی خانگی حدود ۸۰٪ از ظرفیت نصب‌شده در فتوولتائیک لهستان را تشکیل می‌دهند. در پایان ژوئیه ۲۰۲۱، توان فتوولتائیک در لهستان ۵۶۲۶٫۴ مگاوات بود. این به معنای افزایش ۲۱۰٫۶٪ نسبت به ژوئیه ۲۰۲۰ است. در طول کل ژوئیه ۲۰۲۱، توان تأسیسات فتوولتائیک تقریباً ۲۷۰ مگاوات افزایش یافت. ۳۰۹۹۰ تأسیسات فتوولتائیک جدید ساخته شد که بیش از ۹۹٪ از کل تأسیسات انرژی تجدیدپذیر ساخته‌شده در ژوئیه ۲۰۲۱ است. اندازه متوسط تأسیسات فتوولتائیک ۱۰٫۱ کیلووات است.

شایان ذکر است که تولید برق از منابع تجدیدپذیر (نیروگاه) با سهم ۲۷٫۴٪ (۱۴٫۵ گیگاوات) تکمیل شده است. فتوولتائیک انرژی تجدیدپذیر مذکور با بیش از ۳۸٪ در رتبه دوم (پس از مزارع بادی) قرار دارد. در مکان [۱۱].

بنابراین مشاهده می‌شود که جامعه لهستان با کمال میل به سمت فتوولتائیک می‌رود زیرا دوست‌دار محیط زیست است و امکان صرفه‌جویی در هزینه‌های برق را فراهم می‌کند، این از چشم‌انداز توسعه (شکل ۴) قابل مشاهده است. ادغام با دستگاه‌هایی مانند پمپ حرارتی، ذخیره‌ساز انرژی یا ایستگاه شارژ خودروی الکتریکی، امکان ایجاد یک اکوسیستم انرژی خودکفا را فراهم می‌کند که برای محیط زیست و بودجه خانوار دوستانه است. و به همین دلیل است که در اینجا نیز جایی برای راه‌حل‌های مبتنی بر بلاک‌چین وجود دارد. امکان استفاده از قراردادهای هوشمند برای انجام تراکنش‌های شفاف و به‌درستی امن تبادل انرژی، دقیقاً با مشارکت صاحبان تأسیسات فتوولتائیک (یا ذخیره‌سازهای انرژی خانگی)، به بازاری جدید برای این نوع هم‌افزایی هر دو فناوری تبدیل می‌شود. مزایا برای سیستم انرژی و اپراتورهای مدیریت‌کننده آن، در مورد راه‌حل‌های فناوری اطلاعات مبتنی بر ایده بلاک‌چین، افزایش انعطاف‌پذیری و امنیت شبکه است. همانطور که می‌بینیم و داده‌ها گزارش می‌دهند، سیستم انرژی به طور فزاینده‌ای به تولید متغیر وابسته می‌شود که نیاز به انعطاف‌پذیری برای اطمینان از تعادل مناسب بین تقاضا و عرضه انرژی ایجاد می‌کند. راه‌حل‌ها در قالب برنامه‌های مبتنی بر راه‌حل‌های بلاک‌چین، امکان استفاده از مفروضات پایه‌ای چنین سیستمی است که توسط بخش مالی توسعه یافته است. ما در مورد ذخیره‌سازی غیرمتمرکز داده‌ها که امنیت را افزایش می‌دهد، انجام پرداخت‌ها، انعقاد و تأیید تراکنش‌ها، دیجیتالی کردن قراردادها و عدم وجود واسطه‌ها در مدل‌های تجاری غیرمتمرکز صحبت می‌کنیم.

شکل ۴. چشم‌انداز توسعه تأسیسات فتوولتائیک در لهستان [۱۲].

گروه‌های اولیه انرژی و تجارت غیرمتمرکز

گروه‌های اولیه انرژی، از جمله واتن‌فال (Vattenfall) در هلند، اپراتورهای بازار آلمان و همچنین شرکت‌های لهستانی مانند تاورون (Tauron)، انرژی (Energa) و پی‌جی‌نی‌گ (PGNiG) در حال پیشبرد اقدامات برای راه‌اندازی تجارت انرژی غیرمتمرکز هستند. با توجه به اینکه مالکان نصب‌های فتوولتائیک (photovoltaic installations) به عنوان شرکت‌کنندگان کوچک در بازار محسوب می‌شوند و به ذخیره‌سازی انرژی (مانند شارژ خودروهای برقی) می‌پردازند، پیاده‌سازی این پروژه‌ها و راه‌حل‌ها با استفاده از فناوری بلاک‌چین (blockchain technology) برای توسعه و ایجاد فرصت‌های جدید در این صنعت از اهمیت کلیدی برخوردار است.

انرژی خوشه‌ها (Energy clusters) و بلاک‌چین

همچنین، ارزش اشاره به هم‌افزایی میان مفاهیم بلاک‌چین و تجارت برق در انرژی خوشه‌ها (energy clusters) وجود دارد. این خوشه‌ها، به زبان ساده، سیستم‌های توزیع انرژی تجدیدپذیر هستند که متعلق به جامعه می‌باشند و اعضای آن تصمیم‌گیری می‌کنند که چگونه تولید را مدیریت کرده و درآمدها را تقسیم کنند. از همان مراحل ابتدایی، مفهوم انرژی خوشه‌ها با حمایت وزارت انرژی، واکنش‌های متنوعی از جمله علاقه و شک و تردید در مورد اجرا را برانگیخته است. موضوعاتی همچون روش‌های تسویه‌حساب (settlement)، مسئولیت‌های مدیریت شبکه، تعادل میان عرضه و تقاضا، کیفیت تأمین، و مشکلاتی از قبیل اتلاف، وقفه‌ها و نوسانات ولتاژ از دغدغه‌های اصلی به شمار می‌روند. با این حال، همکاری در این زمینه نشان می‌دهد که فناوری بلاک‌چین می‌تواند به عنوان یک بستر کاربردی کارآمد برای تجارت برق و همچنین کمپینی برای اطلاع‌رسانی و بازاریابی عمل کند، و این امکان را فراهم آورد که خوشه‌های انرژی به عنوان بازیگران مؤثر در بازار انرژی فعالیت داشته باشند [۱۳]. همکاری میان انرژی و الکتروموبیلیته (electromobility) نیز می‌تواند جذابیت و تسهیلی برای سرمایه‌گذاری در نصب‌های فتوولتائیک بر روی سقف ساختمان‌ها ایجاد کند. ساکنان این خوشه‌ها به عنوان مالکین مشارکت‌کننده (co-owners) این نصب‌ها خواهند بود و توانایی درآمدزایی از طریق فروش برق مازاد را خواهند داشت. نرم‌افزار مورد استفاده باید توانایی بهینه‌سازی تراکنش‌ها را داشته باشد؛ به‌طور مثال تصمیم‌گیری درباره اینکه آیا در زمان مشخص، ذخیره‌سازی انرژی یا فروش به شبکه از نظر مالی به صرفه‌تر است. این نوع مجتمع مسکونی بر اساس مفهوم خوشه قرار است در شهر پرث (Perth) استرالیا ساخته شود و شامل ۱۰ بلوک خواهد بود که باید خودکفا از نظر انرژی باشند. این امر با استفاده از یک مایکروگرید (microgrid) به طور خاص طراحی‌شده برای نیازهای این پروژه و بر پایه نیروگاه‌های فتوولتائیک و ذخیره‌سازی انرژی ممکن خواهد بود. در نهایت، ساکنان این مجتمع مسکونی جدید تنها از انرژی تجدیدپذیر تولید شده به صورت محلی استفاده خواهند کرد و مازاد آن نیز در سیستم ذخیره‌سازی انرژی نگهداری خواهد شد. سیستمی مبتنی بر فناوری بلاک‌چین نیز مصرف، تبادل و فروش انرژی را بهینه‌سازی می‌کند.

نتیجه‌گیری

فناوری بلاک‌چین (blockchain technology) به‌سرعت در حال نفوذ به جنبه‌های مختلف زندگی روزمره است. کاربردهای این فناوری از بانکداری و هج (hedge) تراکنش‌ها گرفته تا ردیابی وام‌ها (mortgage tracking) و تجارت کالاها به ویژه انرژی، به طور وسیعی گسترش یافته‌اند. این فناوری به واسطه قراردادهای هوشمند (smart contracts)، می‌تواند نحوه تعامل امن افراد و شرکت‌ها را دگرگون کند.

هنگامی که درباره آینده فناوری بلاک‌چین صحبت می‌شود، چندین بخش اصلی و حوزه کاربرد وجود دارند که بلاک‌چین را به عنوان فضایی برای گردآوری اطلاعات معرفی می‌کنند. مدیریت فرآیند شارژ خودروهای برقی (electric vehicle charging process) و نگهداری ثبت دقیق ارزش تراکنش‌ها تنها بخشی از کاربردهای این فناوری هستند. روند شارژ، با توجه به افزایش تعداد خودروهای برقی (EVs)، به طور مؤثری به ایجاد راه‌حل‌های نوین در این حوزه منجر می‌شود. با استفاده از قراردادهای هوشمند که تمامی شرایط فرآیند را تنظیم می‌کنند، ارزهای رمزنگاری‌شده (cryptocurrencies) به عنوان وسیله‌ای برای پرداخت و یک عنصر مالی بلاک‌چین (blockchain financial element)، یعنی عرضه اولیه سکه (Initial Coin Offering (ICO)) به ابزارهای جذب سرمایه برای توسعه و گسترش ایستگاه‌های شارژ تبدیل می‌شوند. در این راستا، استفاده از بلاک‌چین می‌تواند جایگزینی مناسب برای فرایندهای استاندارد در توسعه و تسویه‌حساب نقاط شارژ باشد [۴].

به طور کلی، می‌توان گفت که به جای یک مورد استفاده (use case) خاص و واضح، قراردادهای هوشمند و فناوری بلاک‌چین می‌توانند در زمینه‌های مختلفی مرتبط با تجارت انرژی به کار گرفته شوند، از جمله توسعه الکتروموبیلیته، گسترش نصب‌های منابع توزیع شده (distributed sources) و تشکیل خوشه‌های انرژی.

با تجزیه‌و‌تحلیل فرصت‌های استفاده از بلاک‌چین در زمینه تجارت برق، چندین زمینه کلیدی شناخته شده است، از جمله:

• تسویه‌حساب برای تسهیلات (utilities) شامل برق، گاز، آب و غیره،
• ذخیره اطلاعات دائمی،
• برنامه‌ریزی و کنترل تأمین انرژی،
• مستندسازی الکترونیکی تراکنش‌ها،
• مدیریت مدارک مالکیت و جلوگیری از سرقت،
• مقابله با کلاهبرداری‌های «فکتورینگ تکراری» (duplicated factoring)،
• توزیع غیرمتمرکز محتوای دیجیتال،
• پرداخت‌ها و تسویه‌حساب‌های بین بانکی،
• اتوماسیون فرآیندهای رباتیک (Robotic Process Automation (RPA))

همچنین سوالی در خصوص منبع انرژی برق برای شارژ خودروهای برقی مطرح می‌شود. استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر (renewable energy sources) برای فرآیند شارژ، سنگ بنای دیگری برای توسعه منابع توزیع شده و همچنین یک فاکتور کلیدی برای الکتروموبیلیته و بلاک‌چین محسوب می‌شود. به واسطه ماهیت عملکردی بلاک‌چین، می‌توان به طور مؤثری تمامی مراحل فرآیند شارژ با انرژی حاصل از منابع تجدیدپذیر را ردیابی نمود. فتوولتائیک (Photovoltaics) که به سرعت در حال افزایش توان نصب شده است، به شکل ایده‌آل می‌تواند با فرآیند شارژ خودروهای برقی همکاری کند و بلاک‌چین نیز بستر مناسبی برای تسویه‌حساب این فرآیند فراهم می‌آورد. استفاده از انرژی خورشیدی به‌طور کامل با فرآیند شارژ EV سازگار است. این هم‌افزایی تکنولوژی‌ها می‌تواند نشان‌دهنده نیاز به توسعه بخش‌های مختلف فناوری و اقتصادی در این حوزه باشد.

مراجع

مراجع

1. https://pl.wikipedia.org/wiki/Blockchain (دسترسی: ۳۱.۰۶.۲۰۲۱)
2. https://www.rynekelektryczny.pl/infrastruktura-ladowaniapojazdow-elektrycznych/ (دسترسی: ۰۷.۰۸.۲۰۲۱)
3. زیلینسکا آ.، مدل تسویه‌حساب شارژ خودروهای برقی و تأمین مالی زیرساخت‌های مرتبط با حمایت فناوری بلاک‌چین. Przegląd Elektrotechniczny، ISSN ۰۰۳۳-۲۰۹۷. — ۲۰۱۹، جلد ۹۵، شماره ۱۲، صفحات ۲۳۷–۲۴۱.
4. زیلینسکا آ.، قابلیت‌های کاربرد فناوری بلاک‌چین در حوزه انرژی. ISSN ۲۲۶۷-۱۲۴۲. — ۲۰۲۰، جلد ۱۵۴، مقاله شماره ۰۷۰۰۳، صفحات ۱–۶.
5. بهابندو، ک. م.، سمیشری اس. پی.، دبییش ج.، بررسی قراردادهای هوشمند (Smart Contract) و کاربردهای آن‌ها در فناوری بلاک‌چین (Blockchain Technology). کنفرانس بین‌المللی نهم محاسبه، ارتباط و فناوری شبکه (ICCCNT)، ۲۰۱۸، ۲۰۱۹، doi:۱۰.۱۱۰۹/ICCCNT.۲۰۱۸.۸۴۹۴۰۴۵.
6. لارابی، م.، ماچ، ا.، سنهاجی حفیظ ا.، قراردادهای هوشمند (Smart Contracts) و مسائل مربوط به اجرای آن‌ها: ملاحظات تحلیلی در زمینه قراردادهای هوشمند به عنوان قراردادهای حقوقی. کنفرانس بین‌المللی اول تحقیق نوین در علوم کاربردی، مهندسی و تکنولوژی (IRASET)، ۲۰۲۰، doi:۱۰.۱۱۰۹/IRASET48871.۲۰۲۰.۹۰۹۲۱۳۸.
7. https://blockbasenetwork.medium.com/why-smart-contractsmatter-1495518b8c39 (دسترسی: ۱۰.۱۲.۲۰۲۰)
8. لی، ژ.، کانگ، ج.، یو، ر.، یه، د.، دنگ، ق.، جانگ، ی.، بلاک‌چین کنسرسیوم (Consortium Blockchain) برای انجام معاملات انرژی به شکل امن در اینترنت اشیاء صنعتی (Industrial Internet of Things). IEEE Transactions on Industrial Informatics، صفحات ۱–۱، ۲۰۱۷.
9. کاسپریک، ل.، پیتراچو. ر.، بدناک، ک.، تجزیه و تحلیل تأثیر خودروهای برقی بر شبکه برق، کنفرانس‌های وب E3S. ۲۰۱۸، جلد ۴۴، doi:۱۰.۱۰۵۱/e3sconf/۲۰۱۸۴۴۰۰۰۶۵
10. https://www.rynekelektryczny.pl/moc-zainstalowanafotowoltaiki-w-polsce/ (دسترسی: ۲۰.۰۹.۲۰۲۱)
11. نور، م.، سعید، س. م.، علی، ا.، فارکاس، س.، ارائه روش شارژ هوشمند برای خودروهای برقی بر اساس نرخ قیمت برق. کنفرانس بین‌المللی روندهای نوین در مهندسی کامپیوتر (ITCE)، ۲۰۱۹، doi:۱۰.۱۱۰۹/ITCE.۲۰۱۹.۸۶۴۶۴۲۵.
12. https://ieo.pl/pl/aktualnosci/1525-aktualizacja-prognozyrozwoju-krajowego-rynku-fotowoltaiki-do-2025-roku (دسترسی: ۲۲.۰۹.۲۰۲۱)
13. ماتاچینسکا، ا.، بررسی تأثیر فناوری بلاک‌چین (Blockchain Technology) بر مدل بازار انرژی. Energy Policy Studies. ۲۰۱۷، شماره ۱(۱)، صفحات ۳-۱۵.

اطلاعات نویسنده

نویسنده: مگ اینج. آنا زیلینسکا، دانشگاه علم و تکنولوژی AGH، دانشکده مهندسی برق، اتوماسیون، علوم کامپیوتر و مهندسی بیومدیکال، ایمیل: azielinska@agh.edu.pl

شناسه منبع و ناشر: PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY، ISSN ۰۰۳۳-۲۰۹۷، سال ۹۷، شماره ۱۲/۲۰۲۱. doi:۱۰.۱۵۱۹۹/۴۸.۲۰۲۱.۱۲.۳۲

منتشر شده توسط: PQBlog

مهندس برق

مشاهده پست‌های بیشتر

پرسش‌های متداول

چگونه فناوری بلاک‌چین می‌تواند در صنعت برق کمک کند؟

فناوری بلاک‌چین می‌تواند با تسهیل فرآیندهای تسویه‌حساب و افزایش شفافیت در معاملات از صنعت برق حمایت کند.

آیا بلاک‌چین امنیت بیشتری را برای معاملات برق فراهم می‌کند؟

بله، بلاک‌چین با استفاده از الگوریتم‌های رمزنگاری و ساختار غیرمتمرکز خود امنیت بیشتری را برای معاملات فراهم می‌کند.

فناوری بلاک‌چین چه برنامه‌هایی در آینده برای صنعت برق دارد؟

فناوری بلاک‌چین می‌تواند در تسهیل شبکه‌های انرژی هوشمند و افزایش کارایی در معاملات انرژی به کار رود.

منبع: powerquality.blog