基于区块链技术的“一带一路”区域能源合作研究

刘胜题 王颖颖

摘  要：随着“一带一路”倡议的不断推进，我国与周边国家的能源合作得到了进一步的提升，为了提升双方的经济效益和市场竞争力，研究我国与“一带一路”区域的能源合作现状，发现双方能源贸易规模日益扩大、能源结构升级和产业合作趋于多元化，但是市场不稳定，价格波动明显，能源贸易存在同质竞争。因此，基于区块链技术，设计“一带一路”能源经济合作路径，各国根据“一带一路”能源协议形成联盟链，在国家弱中心机构的管理下，运用智能合约作为交易手段，利用分布式记账记录交易过程，最终增加能源市场稳定性和安全性。

 关键词：区块链技术;“一带一路”;能源合作;智能合约

 中图分类号：F253.9    文献标识码：A

Abstract： With the continuous advancement of“the belt and road”initiative， the energy cooperation between China and neighboring countries has been continuously improved. In order to improve the economic benefits and market competitiveness of both sides， the current situation of energy cooperation between China and“the belt and road”region is studied. It is found that the scale of energy trade between China and“the belt and road”region is expanding， the energy structure is upgraded and the industrial cooperation tends to be diversified， but the market is unstable， the price fluctuations are obvious， and there is homogeneous competition in energy trade. Based on blockchain technology， the energy economic cooperation path is designed： countries form an alliance chain according to“the belt and road”energy agreement， and then， under the management of the national weak central institution， use smart contracts as a means of transaction and use distributed accounting to record the transaction process， and finally increase the stability and security of the energy market.

Key words： blockchain technology; “the belt and road”; energy cooperation; intelligent contract

隨着“一带一路”倡议的不断推进，我国与沿线国家间的能源合作逐渐成为全球能源市场中的重要部分，并在保障能源稳定供应、改善全球能源治理等方面具有重大意义[1]。然而，目前的区域能源合作也面临着缺乏政治互信[2]、法律监管缺陷[3]等风险和挑战。2019年“一带一路”高峰论坛期间正式形成“一带一路”能源合作伙伴关系，以促进各参与国共同发展、共同繁荣，由此可以看出国际合作仍是解决区域能源交易问题的政策主线，这也就意味着如何建立区域统一的能源交易平台，实现区域能源互联互通是我国急需应对的重要问题。与此同时，现代信息技术与物理世界的深层次耦合，进一步改善了人们的生产方式和管理模式[4]，因此，区块链技术在能源领域上的应用也成为了学者们研究的重点。

1  文献综述

1.1  区块链技术在能源领域中的研究。在区块链技术对能源领域上，国外学者研究的重心放在区块链技术在电网上的应用。Sana Noor等[5]提出将区块链技术应用于微电网运行，实施分布式能源供需管理;Magda Foti等[6]利用区块链中的智能合约制定统一价格的双重拍卖能源市场;A Ahl等[7]以日本为例，认为创新生态系统有助于扩大基于区块链的能源系统的规模;Adam Woodhall[8]认为区块链技术可以改变全球能源供应的民主化;Shuai Zhu等[9]提出中国能源供应的垄断市场结构阻碍了区块链技术的应用，但清洁能源为其提供机遇。国内学者的研究重心放在能源互联网中的应用，张宁等[10]则提出区块链技术在能源互联网中的应用维度，颜拥等[11]提出能源区块链的商业化应用，杨德昌等[12]提出能源互联网中区块链技术应用的路径示意图，袁辉等[13]提出智慧能源商业模式。

1.2  “一带一路”能源合作的研究。在“一带一路”能源合作上，国外学者研究的重心放在绿色能源合作上，Boqiang Lin[14]认为“一带一路”的经济统制和核合作体现了新准则，强调“一带一路”核电合作应走务实道路，更加重视可再生能源;Zhilin Huang等[15]构建了面板平滑过渡回归模型，提出政府可以在经济、社会和政治领域的深入跨国合作来减少能源密度;Yu Sun

等[16]提出建立“一带一路”风险数据库，确保高效绿色投资。国内学者研究的重心放在战略建设上。黄晓勇[17]认为中国应以互联互通推动区域能源市场融合发展;朱雄关[18]提出了基于“一带一路”丝路平台建立能源合作机制的观点;余晓钟等[19]通过借鉴跨境产业园区建设经验，提出可构建“一带一路”国际能源产业园区合作模式。

纵观现有国内外研究，区块链技术的应用设计详尽，但忽略微观地理差异，并且目前还没有文献将区块链技术、“一带一路”和能源合作作为研究整体进行探讨，基于此，本文以“一带一路”为研究背景，分析我国与沿线国家能源合作的发展现状与障碍因素，研究区块链技术在“一带一路”能源合作中的适用性，并针对“一带一路”领域进行能源合作发展路径研究，以期为中国与沿线国家能源合作提供参考。

2  “一带一路”能源合作的发展现状

 中国与“一带一路”各国之间的能源交易往来密切，具体体现在贸易规模日益扩大、能源结构升级、产业合作趋于多元化等方面，本文接下来将具体从这些方面进行阐述。

2.1  贸易规模日益扩大。“一带一路”双边贸易规模逐年扩大，总体增势迅猛。截至2020年，我国已同沿线20多个国家在油气、新能源等多个能源领域展开了不同程度的合作[1]，其中能源贸易主要集中在原油、天然气等一次能源①。根据中国海关数据显示，2019年中国原油进口总量合计50 572万吨，环比增速为9.49%，其中“一带一路”沿线国家占比高达60%，中国原油进口前三大供应商俄罗斯、沙特均为“一带一路”沿线国家，安哥拉也愿意对接“一带一路”港口;2019年天然气进口数量为9 656万吨，同比增长6.9%，“一带一路”沿线国家占比高达70%[20]。

2.2  产业合作趋于多元化。随着“一带一路”参与国家的数量增加、参与活动范围扩大，中国的全球影响力持续增强。截至2020年，中国同138个国家签署了“一带一路”合作文件，共同开展了2 000多个项目，形成多个能源产业合作区块。我国与俄罗斯、中亚、西亚、北非地区开展油气全产业链合作;与东南亚、南亚地区开展跨境输电通道和区域电网改造合作;与中东欧、欧盟国家开展新能源和开发技术的合作[20];与哈国进行煤炭产业乃至清洁能源的合作。

2.3  能源结构逐渐升级。我国对于新能源和清洁能源的大力发展促进了能源结构的转型与升级。以风电、太阳能为例，2019年1～9月，中国新增风电装机容量为1 308万千瓦，同比增长8.9%，光伏组件出口总规模约为50吉瓦，增幅高达80%[21]，在此基础上的太阳能和风力发电产品大大加快了能源出口结构转型。除此之外，我国企业也致力于可再生能源的规划、管理、设计、运营等模式的输出，中巴经济走廊能源项目为巴基斯坦提供了三分之一的电力;国内众多企业为柬埔寨、越南等地投资开发水电站、垃圾焚烧厂[22]。

3  “一带一路”能源合作发展的制约因素

3.1  能源市场不稳定。部分沿线国家的市场稳定程度相对较低。在国家政局方面，部分合作伙伴国恐怖活动频繁，存在严重的社会不稳定性。以土库曼斯坦为例，其经济的恶化造成政治动荡，对中土天然气合作增加了挑战[15];在经济收益方面，面临着如外汇不稳定性风险、缺乏合理的货币结算方式和场所等问题;在基础设施方面，面临着输、配电能力不足等风险[22]。由于上述诸多不稳定因素，导致我国与沿线国家能源合作的交易成本上升，制约了区域能源合作与发展。

3.2  能源价格波动大。目前，能源贸易并不是以市场为主导的能源价格机制。以天然气为例，亚洲的市場价与石油市场挂钩，导致产品价格不能正确反映供需关系，从而导致亚洲市场被动面临国际能源价格波动的风险[23]，对区域能源合作造成了障碍。

3.3  能源贸易存在同质竞争。我国与部分沿线国家存在同质竞争的现象。在进口方面，近年来，中国和日本在非洲等地都存在能源进口需求，印度也一度成为第三大原油进口国[24]，由此可见，部分沿线国家存在与中国争夺进口渠道的可能;在出口方面，以煤炭为例，哈萨克斯坦与中国均具有较高的自然禀赋优势，煤炭出口是两国出口贸易的主要形式之一，因此两国存在竞争国际能源市场占有的可能[25];最终影响我国与沿线国家之间的能源合作。

4  区块链技术对“一带一路”能源合作的适用性分析

区块链技术因其背后的技术展现出去中心化、不可篡改、分布式数据库等特点，使得交易双方减少信息不对称的风险，进而降低交易成本[9]。接下来本文将针对目前制约能源合作发展的因素，结合区块链技术的特点，研究区块链技术在“一带一路”能源领域的适用性。

4.1  增加能源市场稳定性。智能合同的建立，可以为交易市场提供安全保障与提升平台的透明度。由于“一带一路”能源市场中存在多个合作主体，供应链流程繁琐，各类信息散落在不同的系统内，存在信息不对称的问题，因此双方容易缺乏信任，导致交易摩擦。而区块链技术具有不可篡改的特点，可使得交易数据在平台上处于公开透明的状态，整个能源供应链系统具备完整的信息流，同时可以保障国内能源企业与各国交易的安全性[12]，有效解决合作方之间的冲突，为解决能源合作中的国际纠纷提供了重要途径[11]。智能合同的建立，有利于形成一个健全的能源价格机制，最终形成竞争充分、开放有序的电力和油气市场，推动能源体制机制创新。

4.2  提高跨境支付安全性。区块链技术的去中心化有助于解决跨境支付问题。由于“一带一路”沿线国家的经济水平参差不齐，能源交易的资金转移往往需要通过中介机构结算体系来完成，存在附加时间价值成本等问题，造成资金遗失风险提高和交易进度减缓等后果[24]。区块链技术由于不依靠第三方平台的特点，跨境支付不需要中间机构提供保证，可以进行点对点的支付，加快交易速度，提高资金流动率[11]，降低交易成本，进一步促进能源交易进程。

4.3  滿足分布式能源需求。传统的能源交易集中运行模式存在垄断结构、价格不合理等问题[9]，相比之下，分布式能源供应更直接面向用户[26]，同时我国以太阳能、风能为主的分布式能源在“一带一路”能源合作中也加大了发展力度。但是由于地理位置的分散和不稳定，使其无法适应过度集中的能源市场结构，而区块链技术作为分布式账本模式，支持分布式能源市场中的P2P交易技术，提供了一种分散的交易机制，可以降低交易成本，非常适合风能和太阳能的需求[9]。

5  “一带一路”能源合作模型研究

“一带一路”区域能源合作属于政府宏观战略引领，能源涉及国家能源安全，政府对于能源市场中的准入与交易过程需要持以一定的监督与管理，因此本文选取联盟链②作为区域交易的区块链网络以开放特定节点，设置“弱中心机构③”[27]以进行监督审核。在上述前提下，以俄罗斯、越南与我国之间的油气能源为例，基于区块链技术设计“一带一路”能源合作的模型。

5.1  建立“一带一路”能源联盟链。我国进口油气能源地区主要分为两种地区，一种为集中在俄罗斯和中东等先天自然禀赋具有优势的地区，另一种为东南亚等希望提高本国油气储量和油气田开发能力的国家。上述国家在风险勘探、油气田开发、提高老油田采收率等领域与我国均有巨大合作潜力[26]。以俄罗斯、越南为例，如图1所示，各国政府层面负责对接国际能源战略，签订双多边互信协定，根据已有协定或者自身战略，开放特定的网络节点，形成“一带一路”能源联盟链[26]，由此提高能源交易供应链整体的透明度。

5.2  交易主体在弱中心机构的审核下注册区块链账户。能源市场内参与者注册区块链账户，当涉及国家内企业主体时，需要经过弱中心机构对参与者进行审核，审核成功后，全网节点将收到参与者的注册信息，当所有节点将其认证，达成共识，市场参与者准入成功[29]，其中每个用户拥有一对公钥和私钥，作为账户地址和启动账户的钥匙[28]，多个市场参与者组成安全的能源交易数据库，由于具有其特有的非对称加密，加大了整个交易市场的安全性。

5.3  通过智能合同自动执行签订协议。交易双方待合作内容、违约协议等交易信息达成一致，将其交易行为广播全网节点并分布式存储，当双方按约定好的条件完成交易过程（例如原油经由管道运输至买方）时，存储于区域能源区块链上的智能合约将自动执行[27]，如图2所示，本该由人工完成的任务通过计算机代码自动执行，降低了人为干预的风险，提高管理水平，具有去中心化的权威性[29]。最后，“一带一路”能源交易联盟链采用分布式存储的方法记入交易记录，该交易记录具有不可篡改性，如有必要，也可以通过参与者的公钥和私钥，进行数字验证，用于能量交易的支付与结算和能源追溯等[28]。

6  结束语

 区块链技术作为前沿技术，在能源这一特殊领域的应用仍然需要多方的努力。因此本文提出了由联盟链、弱中心机构和智能合约构成的区域能源合作模型，以我国和“一带一路”沿线各国为交易主体，在弱中心机构的管理监督下，运用智能合约作为交易手段，自动完成交易，并以分布式记账方法计入交易网络中的各节点中。

但是本文提出的能源交易模型尚未在应用层面使用，不同能源行业的交易存证模型不尽相同，需要开展针对性研究，并且在区块链技术和国家战略层面也具有一定的缺陷。对于区块链技术来说，“安全性”、“去中心化”和“高效率低产能”三者无法同时实现[30]，能源交易不同于数字货币交易，还涉及具体的物品交易，需要通过物理网络的传输，例如天然气管道，因此实现能源的自动化合作还需要进行深入的探讨。

 未来区块链技术将会应用到各个领域中，我国应该加快出台相关扶持性政策与规范性法律法规，提供严密的监管机制，大力发展高新技术产业，充分利用市场机制和政府的宏观调控政策实行能源集成利用方案，同时加大对专业性人才的培养，努力突破技术上的局限性，致力提高我国能源领域在国际市场的话语权与定价权。

注：①一次能源是指直接取于自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等。

    ②联盟链采取公共许可制，共识过程为选定节点集，读取权为公共或限制，效能高，可以在集团的治理下进行。

    ③弱中心机构拥有账户管理和交易监督的权利，诸如交易资质确认及合约审查，但没有修改权限，相关修改需取得节点共识。在这种模式下“中心机构”虽然存在，但与传统相比，其权力得到了限制。

参考文献：

[1] 张映斌，刘琪. “一带一路”能源合作的现状、问题与建议[J]. 石化技术，2020（1）：285-286.

[2] 朴光姬，郭霞，李芳. 政治互疑条件下的东北亚区域能源合作路径——兼论“一带一路”倡议与东北亚区域能源合作[J]. 当代亚太，2018（2）：68-91.

[3] 吕江. “一带一路”能源合作（2013～2018）的制度建构：实践创新、现实挑战与中国选择[J]. 中国人口资源与环境，2019（6）：10-19.

[4] 袁勇，王飞跃. 区块链技术发展现状与展望[J]. 自动化学报，2016（4）：481-494.

[5]  Sana Noor， Wentao Yang， Miao Guo， et al. Energy Demand Side Management within micro-grid networks enhanced by blockchain[J]. Applied Energy， 2018，228：1385-1398.

[6]  Magda Foti， Manolis Vavalisa. Blockchain based uniform price double auctions for energy markets[J]. Applied Energy， 2019，254：113604.

[7]  A Ahl， M Yarime， M Goto， et al. Exploring blockchain for the energy transition： Opportunities and challenges based on a case study in Japan[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews， 2020，117：109488.

[8]  Adam Woodhall. Chapter 5-How Blockchain can Democratize Global Energy Supply[M]. Transforming Climate Finance and Green Investment with Blockchains， 2018.

[9]  Shuai Zhu， Malin Song， Ming Kim Lim， et al. The development of energy blockchain and its implications for China's energy sector[J]. Resources Policy， 2020，66：101595.

[10] 张宁，王毅，康重庆，等. 能源互联网中的区块链技术：研究框架与典型应用初探[J]. 中国电机工程学报，2016（36）：4011-4023.

[11] 颜拥，赵俊华，文福拴，等. 能源系统中的区块链：概念、应用与展望[J]. 电力建设，2017（2）：12-20.

[12] 杨德昌，赵肖余，徐梓潇，等. 区块链在能源互联网中应用现状分析和前景展望[J]. 中国电机工程学报，2017（13）：3664

-3671.

[13] 袁辉，陶应东，胡槐生，等. 区块链技术在智慧能源商业模式中的应用研究[J]. 中外能源，2019（12）：8-13.

[14]  Boqiang Lin， Nuri Bae， Fran？觭ois Bega. China's Belt & Road Initiative nuclear export： Implications for energy cooperation[J]. Energy Policy， 2020，142：111519.

[15]  Zhilin Huang， Hong Zhang， Hongbo Duan. Nonlinear globalization threshold effect of energy intensity convergence in Belt and Road countries[J]. Journal of Cleaner Production， 2019，237：117750.

[16]  Yu Sun， Lizhen Chen， Huaping Sun， et al. Low-carbon financial risk factor correlation in the belt and road PPP project[J]. Finance Research Letters， 2020，35：101491.

[17] 黄晓勇. 以“一带一路”促进亚洲共同能源安全[J]. 人民论坛，2015（22）：65-67.

[18] 朱雄关. “一带一路”背景下中国与沿线国家能源合作问题研究[D]. 云南：云南大学（博士学位论文），2016.

[19] 余晓钟，刘利. “一带一路”倡议下国际能源产业园区合作模式构建——以中亚地区为例[J]. 经济问题探索，2020（2）：105-113.

[20] 石泽. 从“一带一路”能源合作看国家能源安全[J]. 国际石油经济，2019（9）：1-6.

[21] 吴芯懿. 绿色“一带一路”建设研究[J]. 中国集体经济，2020（2）：13-14.

[22] 马骏. “一带一路”国家可再生能源项目投融资模式、问题和建议[R]. 北京：清华大学绿色金融发展研究中心与创绿研究院，2020.

[23] 陈妍. 加快建设“一带一路”区域能源交易市场[C] // 中国国际经济交流中心，中国智库经济观察（2017）. 北京：社会科学文献出版社，2018：285-290.

[24]  A Gunasekaran， T Papadopoulos， R Dubey， et al. Big data and predictive analytics for supply chain and organizational performance[J]. Journal of Business Research， 2017，70：308-317.

[25] 胡健，焦兵，刘倩倩. “丝绸之路经济带”战略下的中国与中亚国家能源合作现状与发展前景[J]. 人文杂志，2017（1）：29

-36.

[26] 王德文，柳智权. 基于智能合约的区域能源交易模型与实验测试[J]. 电网技术，2019（6）：2010-2019.

[27] 蔡金棋，李淑贤，樊冰，等. 能源互联網中基于区块链的能源交易[J]. 电力建设，2017（9）：24-31.

[28] 胡启磊. 区块链技术在金融领域的应用研究——基于“一带一路”视角[J]. 会计之友，2019（5）：151-156.

[29] 王娟娟，刘萍. 区块链技术在“一带一路”区域物流领域的应用[J]. 中国流通经济，2018（2）：57-65.

[30] 陈一稀. 区块链技术的“不可能三角”及需要注意的问题研究[J]. 浙江金融，2016（2）：17-20，66.

[31] Srinath Perera， Samudaya Nanayakkara， M N N Rodrigo， et al. Blockchain technology： Is it hype or real in the construction industry[J]. Journal of Industrial Information Integration， 2020，17（3）：100125.

收稿日期：2021-05-29

作者简介：刘胜题（1967-），男，湖南安化人，上海理工大学管理学院，副教授，博士，研究方向：国际经济法;王颖颖（1997-），女，浙江宁波人，上海理工大学管理学院硕士研究生，研究方向：国际贸易。