能源区块链与双碳战略研究｜五种常见的可再生能源

拒绝浪费：将食物残渣转化为可再生能源

我们可以思考一件事：如果把浪费的食物视为一个国家，那么它将是世界上仅次于美国和中国的第三大温室气体排放国。

食物浪费已经成为日益严重的全球性问题。仅澳大利亚每年就扔掉760万吨食物。这足以填满1万3千个奥林匹克游泳池。

将食物废料运到垃圾填埋场后，它会释放甲烷等沼气。甲烷是一种温室气体，其威力是二氧化碳的28到100倍。

联合国估计，全球8%-10%的温室气体排放来自于食物浪费。在澳大利亚，这个比例约为3%。

对气候来说，食物浪费不是好事——但，凡事也有例外。

分解食物残渣

西澳大利亚州如何处理食物浪费呢？默多克大学的博士生Chris Bühlmann发布了一项研究，研究关于如何利用食物残渣生产可再生能源。

Chris Bühlmann表示，厌氧消化这种生物过程蕴含大量机遇（注：厌氧消化指有机质在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将可生物降解的有机物分解为CH4、CO2、H2O和H2S的消化技术）。

他还说，厌氧消化可以将食物残渣分解成沼气，也就是甲烷和二氧化碳的混合物，进而产生可再生能源。这听起来是个双赢的方案，但如何实现呢？

这个方案很简单，就是从分解的食物中捕获甲烷并将其燃烧。和燃烧其他碳氢化合物一样，化学反应会释放热能（也就是能量）和二氧化碳（CO2）。

释放二氧化碳固然不是好事，再加上向大气中释放的二氧化碳比提取利用的要多，就更糟糕了。而值得庆幸的是，燃烧甲烷产生的二氧化碳，在光合作用下可以被下一代农作物吸收。这就意味着多余的二氧化碳不会释放到大气中。

除此之外，还有其他好处。

Chris Bühlmann表示，随着燃煤发电逐渐被可再生能源取代，厌氧消化所产生的多余二氧化碳也会由此抵消。并且，二氧化碳的抵消量要比人们想象的还要多。

近期，一项针对家庭食品垃圾厌氧消化的环境可持续性研究结果显示，在垃圾填埋场，一吨食物废料会产生193kg的二氧化碳当量。而通过厌氧消化产生可再生能源，可以抵消每吨食物垃圾产生的 39 千克二氧化碳当量。

这将为澳大利亚每年节省近3亿公斤的二氧化碳排放量。

发展厌氧消化行业

厌氧消化不仅能够产生沼气，还可以产生乳酸一类的天然副产品，这也是Chris研究的重点。

Chris说，全球范围内的乳酸市场一直在快速增长，最近预计2021年至2028年的复合年增长率为8%。

乳酸可用于清洁产品、药品、食品和化妆品。在碳中和的过程中生产这种化学物质让厌氧消化更具可行性。

向食品垃圾宣战

在理想世界，不会存在食物浪费。多余的食物可以提供给饱受饥饿的人。

但在现实世界，食物浪费这个问题不会立刻消失。因此，Chris认为厌氧消化是一种利用食物垃圾的方法。

他说，目前，大多数食物垃圾都会被填埋，这不仅会导致气候变化，且几乎没有从食物垃圾中回收经济价值。

生物提炼工艺能够回收这些食物垃圾，生产出有价值的工业生化产品、现代生物材料和生物燃料，从而取代那些从化石资源中生产的产品。

与此同时，有了像Chris这样的研究人员，我们有理由期待，在未来，食物废料可以转化为更多可再生能量。

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制造企业如何利用可再生能源

制造业历来便未达到其所应有的绿色环保水平，其产生的废气、废旧化学品、金属或材料排放会污染水源，破坏地球。

尽管这并不意味着有大量公司在非法倾倒工业垃圾，但制造企业在其他方面也导致全球变暖。事实上，从空气污染，到使用化石燃料和过度用水，这一切都让制造业背负上了伤害大自然的恶名。

然而，随着阻止气候变化的时间已所剩无几，许多公司已经开始反思自己的经营方式。对于制造企业而言，利用可再生能源是扭转这一局面的一种方式。本文将简述其主要原因。

为什么使用环保能源很重要

使用可再生能源是减少对环境影响最重要的举措，对企业来说尤其如此。

通常情况下，工厂需要大量电力、水资源和天然气来供电，而电力是全球温室气体的最大来源之一。这是由于燃烧化石燃料会释放二氧化碳，对地球造成极大的破坏。环保能源不仅能拯救地球，还有益于企业。

可再生能源的成本随时间而降低，原因不仅在于其价格更为低廉，还在于石油泄漏风险和相关成本也有所下降。此外，政府也采取了一些措施，帮助推广绿色能源。

环保能源的分类

首先应区分清洁能源、可再生能源和绿色能源。清洁能源是不会污染空气的能源；绿色能源来源于太阳能、风能等自然资源；可再生能源来源于生物燃料等可回收资源。然而，环保能源的来源可能超出你的想象。

1 太阳能

如果太阳从未升起，世界便不会存在。因此，太阳能值得人类依赖。

太阳能指吸收太阳的能量来发电。特别是在炎热的气候条件下，地球吸收的太阳能足够为人类供电。

2 风能

风能是另一种常见的环保能源。由于大风天气颇多，所以风力发电场在英国很常见，在该国国家电网中占有很大比例。

3 水能

水力发电经常用于商业活动，因为比起风能和太阳能，利用水力发电为工厂等商业场所提供能源更具可行性。

水力发电需要建造水坝和水库，以控制驱动涡轮机的水流，产生电力。比起潮汐能或河流能源，水能的持续性更强，能够成为更加可靠的企业能源来源。

4 生物质能

生物质能通过燃烧有机材料生产能源，这比燃烧化石燃料清洁得多。通过将农业、工业和生活废弃物转化为能源，企业能以更具吸引力的价格获得电力。

例如，如果农场产生大量动物粪便，那么还有什么方法能比将这些粪便作为生物燃料更好呢？事实上，不仅是农业部门正在转向生物质能，许多制造业企业也在进行这种转变。

5 潮汐能

潮汐能利用潮汐的涨落来生产能源。海洋中的洋流使得涡轮机和桨叶在水下旋转，从而产生电力。

尽管利用天然资源是很好的方法，但潮汐能目前仍处于起步阶段。因此，完全依靠潮汐能为企业供电可能尚需时日。

环保能源的优势

人们通常认为，推广绿色环保会给企业带来额外的开支，然而情况恰恰相反。事实上，可再生能源有益于 健康 ，对企业的利润和生产率也会产生积极的影响。

除了能减少温室气体排放量和臭氧层空洞之外，使用绿色能源也有助于改善空气质量。

空气质量低下是大多呼吸道疾病（如哮喘）、心血管疾病（CVD）和肺癌的罪魁祸首。通过改善空气质量，可以减少员工由于空气质量低下而遭受的痛苦，提高员工工作效率和企业生产率。

环保能源对企业的有益之处

推广绿色环保不仅能让工作者愈发 健康 快乐，还能帮助企业更轻松地规划其财务状况。

与石油、天然气和汽油等化石燃料的成本波动不同，绿色能源往往更易获得，因此其市场价值更稳定。这意味着企业能更轻松预测并规划其利润与亏损。

此外，可再生能源(尤其是生物质能)无须长途运输，这意味着与运输相关的成本也会降低。

更重要的是，企业还可以提升自身的品牌影响力，用绿色形象吸引更多顾客。随着越来越多消费者对制造商及其产品的期待值增高，走向绿色环保对利润的影响可能超越人类的想象。

什么是能源净化

能源净化（energy scrubbing）是在释放废气之前去除其中的有害化学物质的过程。

因此，良好的工业气体净化和热力系统能够净化能源，清除高达99% 的有害化学物质，也可冷却气流。

对于无法转向环保能源的企业来说，这是一个很好的选择，可以帮助减少有害化学物质的负面影响。

什么是碳补偿

除了能源洗涤，另一种减少企业对环境影响的方法是碳补偿（carbon offsetting）。

碳补偿是指通过一种活动来平衡碳排放量的过程，这一过程有助于减少工厂的碳排放量。

尽管这可能意味着企业产品可能不得不以更高的价格或更低的利润出售，但是碳补偿有助于减缓全球变暖，保护栖息地，甚至可能在吸引具有新型环保意识的消费者方面大有助益。

我们需要着眼于我们星球以外的新解决方案来解决气候危机问题。为了扭转全球变暖，首先需要解决的能源生产问题。

web3，太空技术和气候解决方案是未来将会有飞速发展的三个领域。我相信它们有共同点，而这些共同点尚未被 探索 ，且它们可以结合起来，形成互利和可持续的解决方案，以解决我们星球目前最大的问题—燃烧化石燃料生产能源。

当可以持续获得清洁、廉价、代币化和完全可追踪的能源时，为什么还会需要像化石燃料那样肮脏、具有挑战性和高成本的东西？

能源代币化

爱沙尼亚的WePower等国家区块链项目，以及Power Ledger和Energy Web等组织，一直在研究和开发能源代币化系统。他们的目标是将上个世纪建立的陈旧的能源系统带入一个新时代。我希望看到这样一个世界：我们购买的所有能源都可以完全追踪到它的来源，每一步生产和后续传输的温室气体排放数据都嵌入到链上，定价透明、公平、一致。

你对你目前能源供应的状况了解多少？在哪个场景使用更多？家里，工作中，还是在公共交通工具上？如果你在世界的某个地方，你是否可以注册一个清洁能源的关税账户来供应你的家庭？你是否能够获得这些能源由清洁能源生产的证明？还是你必须相信公司的说法？

想象一下，在未来，所有提供给你的能源都以代币的形式出售，而且因为操作流程是在区块链上，所以也不会产生信任问题。

如果与该能源相关的排放数据超过一定的阈值，智能合约将决定不与该能源供应商进行交易，而是从做得更好的供应商那里购买。自动收集这些数据并将其用于产业链将为有道德的供应商和消费者提供巨大的便利，将不会有可疑来源的能源出现。

可再生能源面临的挑战

我们今天的问题是，即使我们现在可以将我们所有的能源系统代币化，我们目前的可再生资源也不能随时和持续地提供能源。随着全球人口的不断增加，这个问题只会越来越严重。

基准负荷电力是指在能源消耗高峰期之外，维持所有事物持续运行所需的最低数量的电力。目前，我们的全球基础负荷电力是由不断燃烧的化石燃料产生的。目前的可再生能源技术受天气的影响，只有在条件合适时产生能量。即使扩大规模，如果没有大规模的存储条件，它们也不能取代我们的基础负荷电力需求，且目前的电池技术也不支持。我们需要一个新的解决方案，一个不需要重大科学突破就能实现的解决方案，它能大大增加效率，并能被快速广泛地接受。

一个可能的竞争者

天基太阳能发电，或SBSP，指太空中的太阳能农场，它不受大气层或夜幕的阻碍，能够将清洁的能源持续传送到地球的任何地方，这听起来很疯狂。这项技术是利用我们最丰富的能源：太阳能。理论上，这将比我们今天拥有的任何地面可再生能源更有效地工作。

进入Web3：新视角

去中心化的自治组织是一个数字优先的社区，它以区块链为基础，组建一个社区，以完成一个使命。它为我们提供了在没有中心化机构的情况下进行组织的方法，通过在链上保持不可更改的操作记录，使竞争环境更加公平，以更有效地结合人才和资源，并限制腐败的机会。它为我们开辟了一条道路，为系统中的所有参与者提供层层激励，代币（包括NFT）为社区提供了运行其自身经济的基础模块。

区块链和空间技术的结合，能够激励人类从我们自己制造的危机中拯救自己。

鉴于人类行为往往具有自我毁灭和自我挫败的性质，鼓励人们努力拯救自己，使我们有更大的机会实现预期的结果。我们不能简单地呼吁个人的大局意识，这是一个很难想象的事情，甚至很难让人们达成共识。我们需要激励机制来超越我们自己和我们对世界的过往的直接经验，使我们对大局的贡献受益，这种思考方式对我们来说并不总是自然或容易的。气候危机是我们集体的问题，需要集体来解决。

由区块链促成的能源代币化，给我们提供了新的途径来 探索 激励人们为我们的物种和生态系统的长期生存的可能性。有了DAO，我们就有办法利用区块链的不可改变、去中心化和无信任的性质来筹集人力和财政资本，以建立和运营一个全球性的、去中心化的天基太阳能系统网络。成熟时，这些系统将能够向任何需要的地方随时提供清洁的、基础负荷的电力。作为DAO拥有和控制的系统，该系统可以发展到确保电力分散分布，自主平衡负载，付款、成本、收入和税收都是通过将这些功能写入智能合约决定的，对消费者完全透明。

我们需要达到这样一个成果：使用清洁能源不再是一个绿色和自觉的选择，而是一个不费力的，自然的选择。

我们有机会创造一个系统，使人们有动力采用新方式来利用我们最“古老”的能源，从而为解决全球变暖问题做出贡献。没有关于如何到达那里的参考答案，我们正处于 探索 前沿。可以告诉你的是，清洁的、全球性的、无主的、分散的、低成本的、基础负荷的电力是可能的，是我们可以做到的。

这一切都不容易，但我们已经不在拘泥于简单的，浅显的解决方案。如果昂贵的猿人图片和亿万富翁乘坐阳具火箭进入太空的感觉对你来说就像尼禄在罗马燃烧时拉小提琴，我理解这一点。人类的本性在各个时代并没有什么变化，但我们的工具却在变化。我们今天拥有的新工具使我们能够逐步将我们失衡的生物圈带回正确的方向，即在未来很长一段时间内促进和培育生命的方向。

人们曾无数次地谈起区块链的适用场景和使用时机。但实际上，简单粗暴地将区块链和所有业务捆绑在一起的行为是非常愚蠢且荒谬的。

单纯用“区块链”这个词（而不是它背后的技术）进行炒作的话，结果终将是一场空。但如果使用得当的话，区块链也确实可以推动某些经济领域的发展。

要想实现这一目标，就需要一步步地慢慢来。Gartner的专家认为，区块链目前正处于“摆脱幻想”阶段边缘。在这一阶段，其技术弊端暴露无遗，各路媒体也大都持批判态度。

那么，到底有没有真正以区块链为基础的好产品呢？如果有的话，又是在哪些领域呢？

首先，金融服务是一个不错的选择，毕竟很多传统中介机构都存在低透明度和高佣金的问题。目前，许多大银行已经在研究并测试去中心化的解决方案了。那么现在市场上可供选择的方案有哪些呢？

净额清算就是一个很好的例子。它以Hyperledger Fabric为基础，能够抵消由两个或多个交易方之间交易所导致的多个头寸或支付费用。常被用来确定多方协议中应获得酬金的一方。净额作为一个普遍概念，在金融市场中（证券交易中）有许多更为具体的用途。

此外，大家对区块链债券、抵押贷款和银行担保的讨论也层出不穷。几乎所有的大银行，包括伊斯兰银行，都在尝试这种做法。

Hyperledger Fabric和Corda区块链技术也常被应用于其他用例，但前景究竟如何就需要我们通过之后的持续跟踪观察才能得出最终结论。

美国银行、高盛、花旗银行、摩根士丹利、摩根大通和中国银行、澳大利亚联邦银行在2019年都取得了不错的效果。此外，在银行业中，人们常会提到跨境金融交易，甚至有意图要摆脱SWIFT。

有人认为，区块链技术在版权保护和打击数据造假方面大有推广前景。例如，出于保护版权的目的，初创公司Sputnik DLT在Waves平台上开发了Depositor服务。

同样，Emernotar是基于Emercoin的类似解决方案，使用的是SHA-512算法。据开发者介绍，企业和律师可以借助Emernotar服务来签订合同，使用在线服务来收集用户许可，创意产业代表也可以以此来确认版权。

以Emercoin技术为基础的democracynotary.org平台旨在保护与选举相关的重要信息。虽然在选举过程中，区块链尚无法保证投票的匿名性，但至少可以保证投票的真实性。

最近，这一平台的效果在马其顿的一项全民公投中得到了检验：公投内容关于是否批准一项与希腊的条约——要求更改马其顿的国名为“北马其顿”。该平台对全民投票过程中的公开报告进行公证，进而阻断了虚假信息的传播。

区块链用例在房地产交易注册方面极具发展前景。去年，曾有人试图利用以太坊区块链上的智能合约在司法管辖区进行此类购买/销售交易。虽然并不是所有地方的立法机构都能理解律师在做的事情，但过去和将来都有尝试。

例如，最著名的例子是，曾通过加利福尼亚一个去中心化的Propy市场，达成了一项出售10英亩土地的交易，交易完全以比特币进行，并使用区块链进行注册。此后，欧盟也完成了首个区块链房地产销售。

2018年12月，瑞士金融市场监管局批准了区块链公司“Blockimmo房地产公司”的商业模式。目前，Blockimmo平台正处于测试阶段，可供瑞士和列支敦士登的居民使用。之后，该公司计划将进入其他整个欧洲市场。

部分专家十分看好区块链在批发和物流领域的应用前景；但同时，也有部分专家认为它在该领域毫无用武之地。然而，作为消费者，我们更应该肯定行业内已经取得的成功。

2018年晚秋，石油巨头BP和壳牌（Shell）、大型银行及公司推出了Vakt区块链平台，旨在优化商品交易流程——包括将纸质文档转换为智能合约。

同时，阿联酋也在领域内使用了区块链技术——Maqta Gateway LLC在阿布扎比推出了首个区块链物流解决方案。公司开发的Silsal区块链技术可以提高物流和货运效率。Maqta Gateway希望能够通过DLT技术来减少文书工作量，促进实时状态更新并加快信息共享速度。

去年秋天还启动了IBM食品信托区块链平台——平台以Hyperledger Fabric技术为基础，旨在调节食品行业供应链。家乐福（Carrefour）、雀巢（Nestle）、都乐食品（Dole Food）、泰森食品（Tyson Foods）、克罗格（Kroger）、联合利华（Unilever）、沃尔玛（Walmart）等知名企业都是该平台成员。IBM区块链服务每月费用从100美元到10,000美元不等，这也解释了为何这些行业巨头愿意在这方面进行投资。

2017年秋天启动了去中心化的Shelf.Network拍卖协议。 汽车 经销商可以通过该平台进行 汽车 销售和租赁交易。

一年后，该拍卖网络获得了日本IT巨头Broadleaf的投资。同时，Broadleaf也获得了供应Shelf.Network技术的许可，为东南亚国家（包括日本、缅甸、泰国、印度尼西亚、越南、老挝、澳大利亚、印度和新加坡）建立 汽车 和零部件销售的贸易网络。

到2018年底，有6万辆来自美国的 汽车 加入了该服务网络。Shelf.Network还实现了与Carfax web服务的交互，可以通过后者向个人和企业提供车辆 历史 报告。例如，初创公司Auto1 Group GmbH在德国购买 汽车 时，通过区块链对贷款和保险产品进行了记录，这大大提高了交易速度（如果采用传统文书工作的话，需要两周时间才可完成）。

IBM商业价值研究所对大公司进行的一项调查显示，到2021年，区块链将在 汽车 行业发挥关键作用，同时，区块链也将被应用于航空领域。例如，S7航空公司和阿尔法银行（俄罗斯）已经通过在Hyperledger区块链平台上应用智能合约，实现了实时支付飞机燃油费用。

行内各界都相信DLT技术能够简化并加快相互结算流程、消除各类财务风险、实现流程自动化。与批发物流领域相同，该技术在运输领域也具有重要应用意义。

区块链技术也正逐步渗透进公共部门，被广泛用于文件认证流程。例如，Proofstack服务能够将文件与所有者的个人签名、日期和时间戳一起归档，然后将存档哈希散列写入区块链。用户还可以选择影响时间戳类型的国家，以及生成存档所需的存储位置（计算机、云端）。人们可以通过创建的存档来确认文件在何时由何人进行归档。与此同时，区块链在司法系统中的应用也越来越普及。例如，ServeManager和Integra已经将区块链技术应用到跟踪传票交付的服务中了。

在中国，由政府支持的区块链解决方案持续、迅速发展。其司法区块链系统“天平链”在发布仅三个月后，就采集了约100万份在线证据数据。平台上提交的所有资料均通过DLT认证，共计19万份文件。平台电子证据系统由北京互联网法院、中国工业控制系统应急响应小组（CICS-CERT）、工信部研究中心、百度互联网集团和TrustDo区块链初创公司共同开发。平台以互联网巨头百度的超链基础设施为基础，优化了证据收集和存储过程，通过区块链保证数据的真实性。此外，平台还通过降低与互联网相关的诉讼成本，实现了节约时间和资源的目的。

作为全球集装箱航运的领导者，Maersk于去年春天开始使用Insurwave区块链解决方案。该海上保险平台由咨询公司EY和Guardtime共同开发，以微软Azure云技术为基础。在与Insurwave合作的第一年，Maersk计划将为1000艘远洋船舶投保，数字交易总量将超50万笔。

目前，平台用户有Willis Towers Watson、XL Catlin 和MS Amlin。开发商正试图扩展Insurwave的功能，将保险业务拓展到航空和能源领域。

专门从事投资流管理的英国金融 科技 公司Calastone宣布将计算全部转移到区块链上完成。该公司预计，此项技术将有助于削减全球结算部门数十亿美元的成本。Calastone为1700多家公司提供风险评估管理服务、IT基础设施和支付解决方案，其客户包括摩根大通资产管理公司（JP Morgan Asset management）、施罗德（Schroders）和景顺（Invesco）。

如果企业目标是争取交易及DLT注册表中输入信息透明度的话，则会为区块链创造绝佳的应用场景；但是，如果企业追求的是保持匿名性或“追踪”金融交易的话，则没有区块链施展拳脚的机会。

新加坡电力集团（Singapore Power Group）推出了可再生能源（REC）证书区块链交易市场。其公司代表表示，该“内部开发”平台旨在提高此类证书交易的安全性、可靠性和可追踪性。

REC证书是证明太阳能电池板释放电量的凭证，由Cleantech Solar Asia和LYS Energy Solutions进行销售。有意购买证书的City Developments Limited和DBS Bank都对该平台十分感兴趣。Katoen Natie Singapore也已加入该平台，计划很快启动可再生电力生产能力。

韩国最大的电信公司KT 公司也推出了自己的区块链网络，其分布式注册技术涉及用户认证和改善国际漫游服务。KT公司可以借此将客户数据安全传输给合作伙伴。网络带宽每秒可处理100,000个事务。

时间将会证明这些举措是否会得到大众市场的认可。同样，区块链在电力、数据、用户标识的账户/记录/交易方面的应用都是老生常谈了。

在2017年底，麻省理工学院（MIT）使用Blockcerts钱包（可发行一种“可验证、防篡改”的认证证书），通过比特币区块链为一百多名毕业生签发了数字毕业证书。

该试验项目得到了软件公司Learning Machine的支持，该公司曾与Media Lab一起参与了Blockcerts的研发工作。

这样做的目的是让学生成为自己档案真正的所有者。Learning Machine首席执行官克里斯•贾杰斯（Chris Jagers）表示，即便有一天该机构不复存在了，人们也可以提取其中存储的重要官方信息。

第比利斯商业技术大学（Tbilisi University of Business and Technology）也使用了同样的方法：该大学通过与Emercoin合作，使用了类似的区块链平台Trusted Diploma。该平台能够借助区块链来修复注册数据（所学科目、培训质量和取得的分数)。以此来看，在将来，区块链或许能在进一步推广数字学习方法方面有用武之地。