区块链在能源环境可持续发展中面临的风险和挑战

尽管与许多新兴技术一样，区块链在未来构建可持续发展方面具有令人兴奋的潜力，但为了利用其完整功能应对环境挑战，存在许多管理上的风险和需要克服的挑战。
从广义上讲，这些挑战与区块链技术的成熟度，利益相关者对技术和区块链网络的信任以及他们对应用程序投资的意愿有关。例如，人们对区块链的可靠性，速度，安全性和可扩展性存有疑问。管理和克服以下风险和挑战将要求利益相关者共同努力，开发有效，整体，相关和可部署的解决方案。

使用挑战
为了在解决全球环境问题方面具有变革性，区块链应用将需要能够有效地扩大规模，获得广泛的行业和用户采用。
该技术的可用性目前是进入的关键障碍–区块链分类账的许多现有接口对于当今的主流采用而言过于复杂。需要改进的特定领域包括用户体验，系统速度和缺乏正式的区块链协议。
用户信任和理解该技术的程度也可能成为采用该技术的障碍。例如，对基于区块链的融资方法感兴趣的投资者面临巨大的参与障碍，因为此类投资应用程序需要一定程度的区块链知识。
示例：区块链使个人可以汇总小额信贷，共同为解决环境挑战和增加可再生能源部署的大型项目提供资金。但是，除非克服这些采用方面的挑战，否则此类平台将无法充分增长，无法以有效的规模筹集资金。

技术壁垒
尽管区块链基础设施和用例日趋成熟，并且启动生态系统正在迅速增长，但可用于生产环境的网络的部署仍然相对稀疏。区块链存在许多技术挑战，克服这些挑战的能力可能会决定未来几年其部署的程度。
例如，区块链网络的分散式架构要求，对于所有PoW应用程序，网络中的每个参与者都必须处理每笔交易。结果是PoW应用程序受到处理每个事务所花费的时间的限制。
此外，随着区块链网络规模的扩大，对于有限交易能力的竞争将会越来越激烈。当前，这意味着交易确认需要更长的时间，并且由于用户试图互相竞价以确保他们的交易被首先处理，因此每笔交易通常收取更高的费用。如今，诸如比特币和以太坊之类的公共区块链每秒只能处理3到30笔交易。例如，为了能够支撑完整的能源网格，区块链平台需要每秒能够处理数百万笔交易。为了比较，Visa大约有60,000。
这些特征带来了可扩展性挑战，从而限制了网络的规模。为了进行扩展，区块链协议可能需要开发一种机制来限制验证每个交易所需的参与节点（区块链上的设备）的数量，而又不会失去网络对每个交易有效的信任。
示例：例如，无法应付大量用户并无法快速处理大量交易，可能会限制区块链在全球分散式能源系统中的采用。

安全隐患
区块链的基本属性之一是，由于复杂的密码学和分类账的分布式性质，据说区块链几乎不可破解。但是，所有IT系统都面临网络安全风险，区块链也不例外。
通过设计，与传统的集中式数据库相比，区块链分类帐通常与其他参与者共享更多的数据，因为数据通常需要在多个同级之间平均共享。但是，企业不能出于法律或竞争原因而公开公开私有数据。为了克服这一矛盾，访问大多数区块链分类账既需要公共密钥，也需要私有密钥。由于没有公钥和私钥的正确组合，基本上不可能访问区块链中的数据，因此这代表了系统的优势。但是，这也是一个弱点，因为黑客的需求是访问数据的正确钥匙。保护这些密钥依赖于单个用户存储和处理它们安全，对于不熟悉该功能的用户而言可能会令人望而生畏的技术。
示例：区块链可以彻底改变企业和政府的报告和保证以及碳市场交易。但是，报告的数据通常具有敏感性质，这意味着组织可能不愿意完全支持向区块链平台的迁移。

法律和法规挑战
随着技术人员在未来几年内专注于解决区块链的技术局限性并建立构成加密货币堆栈基础设施层的网络，还必须为全球范围内的司法管辖区建立适合其目的的法律和监管环境，并使之可操作。当前对区块链扩展至关重要的监管和法律挑战包括：
法律的“分布式”管辖区和“网络”：目前，每个管辖区都定义了立法框架。区块链分类账没有针对每个交易的特定位置或明确标识的位置，每个节点可能位于世界的不同部分。这意味着目前尚不清楚区块链将属于哪个管辖区，是否有可能为实施区块链解决方案的实体创建复杂，重复的，甚至在最坏的情况下相互矛盾的法规和合规要求。在发生法律纠纷的情况下，决定应采用哪些法律以及哪些法院有权就此事做出裁决是很复杂的。
具有法律效力的法律框架：如果要在“智能合约”或交易中成功部署区块链技术，则围绕合约形成和认可的法律框架将需要发展以反映技术发展。首先，区块链将需要被法律承认是一成不变的。其次，当前的合同形成法律基础将需要发展，以便毫无疑问何时将“智能”协议视为有效和可执行的协议。
责任与义务：区块链技术的责任难以归结；知道谁应该承担责任通常是不清楚的，并且将取决于区块链使用的性质，谁在运行以及其运作方式（对于分散的自治组织或DAO尤其如此）。法律制度和监管框架将需要澄清问责制，包括如何对待DAO并以明智的方式归因于其行动的责任。
数据隐私：区块链分类帐是不可变的，这意味着一旦存储了数据就无法更改。这对数据隐私具有影响，特别是在相关数据是个人数据的情况下。尤其是公共区块链系统在平衡个人隐私权与开放网络概念之间提出了挑战。
区块链系统（公共和私人）作为不可变记录的本质与“被遗忘的权利”相抵触，“被遗忘的权利”在某些司法管辖区被视为合法权利。如果组织受这些类型的隐私法的约束，则应谨慎考虑使用区块链来处理个人数据。例如，通过区块链存储个人数据的组织将需要仔细考虑如何遵守与其处理该数据有关的规则。当前的区块链网络（至少是在公共网络中）意味着组织实际上不可能控制数据传输到的地方以及谁可以访问它。
示例：跨境区块链平台，例如能源或水网的区块链平台，将面临与数据保护相关的重大监管障碍。对于将要处理个人数据的公共区块链网络来说，这是一个特殊的问题。

互通性风险
区块链彼此之间以及与其他IT系统的集成将是其成功的基础。鉴于区块链开发的早期阶段，很自然没有具体的区块链标准。在每个平台内开发标准时，平台之间以及与其他IT系统之间的互操作性目前极为有限，而且通常不存在。
由于用户将需要建立合适的数据模型和启用了区块链的业务流程来整合新的身份验证和通信协议，因此这可能带来昂贵的运营挑战。
示例：全球供应链的复杂性意味着将基于区块链的可追溯性应用程序与现有管理系统集成在一起，可能会导致系统复杂和成本高昂。

能源消耗挑战
具有PoW验证的第一代区块链平台（例如比特币）在设计上非常耗能。如果不加修改地扩大此类早期解决方案，它们可能会对环境挑战领域产生重大负面影响。
开发人员意识到并开始解决这一重要问题。例如，包括以太坊在内的第二代解决方案使用不同的验证协议，并且能源消耗低得多。因此，可以预见的是，随着区块链的成熟，其能源强度将降低，并且区块链帮助地球的机会可能远远超过其能源使用限制。（方框中更全面地介绍了围绕区块链解决方案的能源难题，包括系统范围的观点：地球能负担得起区块链吗？）