区块链技术“扎根”油气业
编者按：随着油价暴涨，石油巨头逐渐走出了去年需求下降和油价下跌的困境，恢复生机，重振雄风。他们中的大多数正寻求新技术以保证未来石油安全。降低成本、促进绿色清洁生产是这些公司未来10年的首要任务，而区块链正帮助其实现该目标。越来越多的石油科技初创企业兴起，走在了油气数字化革命前沿。面向产业结构调整和数字化转型，油企在新技术和数字化方面投入了大量资金，旨在确保未来以低成本实现高效生产。
区块链技术在石油和天然气行业拥有巨大的应用潜力。全球市场洞察力公司（Global Market Insight Inc）2019年发布的一份报告显示，到2025年，能源行业中区块链技术的价值有望从2019年的4亿美元增为近30亿美元。
壳牌区块链负责人莎宾·布里克在一篇文章中，将区块链定义为一种信息共享的新方式：“可以把区块链想象成一个分布式数字账本，从金融交易到医疗记录及财产等资产，都能通过区块链记录交易过程并存储交易信息。”
布里克指出：“如果没有区块链，交易性信息通常会被存储在一个中央分类账本或数据库中。虽然区块链也是一个账本，但它以加密的形式在分布式计算机网络上进行数据存储，且没有任何一方能控制区块链，由此，区块链的安全性得到了很好的保证。当资产记录被录入时，区块链的审计追踪可显示资产出处和全部交易历史，以帮助验证交易的真实性。由于该记录在区块链的各数据块之间共享，也就无须通过跨系统协调来验证资产是否存在。”
业界认为，区块链技术可通过降低运营成本、消除运营延迟及提高行业透明度，来提高石油和天然气行业的效率。2019年2月，雪佛龙、康菲石油、埃克森美孚、挪威国油和壳牌等油气巨头成立了“OOC石油和天然气区块链联盟”，旨在开发区块链在石油和天然气行业的应用方式。该联盟已在美国北达科他州巴肯页岩区进行试点，并视情况进行推广。
油气业中，区块链的优势主要体现在以下几个方面。
优化勘探开采过程
区块链技术可应用于石油勘探开发全过程，并对各个环节进行优化。
在石油勘探环节，地质勘探的数据记录与解释尤为重要。根据区块链上约定的智能合约，将地质路线上观察点采集的各种原始数据、地质样品等上传，并进行信息的交换和通信。时间戳与不可篡改对于后续的地质数据确权与保护发挥了重要作用。
钻井期间的数据，是发现、评估油气藏最及时、最直接的手段，具有获取地下信息及时、多样，分析解释快捷的特点。利用物联网与5G实时采集相关数据并记录到区块链，可从钻井设备采购、施工竣工到生产阶段全面监控，在每一阶段对设备及录井、测井数据进行跟踪优化，能有效减少开支、改进流程，更好协调各方资源。
油气开采环节，通过区块链上各个“磕头机”节点，实时监控记录采油数据与各个管道运输节点的流量数据相结合，更加高效正确地记录每个节点折耗率，判断折耗原因，自动计算勘探开发费用。此外，还可通过自动记录油田开采并向炼油厂输送的原油量来及时调整原油价格。
确保安全操作控制风险
区块链技术与物联技术感知数据相结合，并和国际钻井技术标准与作业规程结合，共同构建实时动态的多级钻井风险控制系统，改变原有人工抄录、人工汇报的管理模式，实现对钻井作业的实时监控和远程管理，可有效减少成本，保障工作人员下井时人身安全。
区块链还可存储员工操作安全和关键工业设备所需的证书。区块链可安全地记录员工或承包商的认证，例如急救、焊接证书等。通过将这些信息存储在区块链中，所有成员可随时验证证书和标准操作程序，从而提高利益相关者之间的信任度。
海上钻井承包商Diamond Offshore与区块链技术公司Data Gumbo合作，在2018年推出海上钻井行业第一个区块链技术应用服务，用于优化油井施工活动，包括岸上和海上的钻井相关服务、材料及供应链。
原油交易数字化
区块链将原油交易数字化，以提高油气交易的安全性、透明度和效率。2017年，瑞士贸易商托克、Natixis和IBM率先开发了智能合约平台，为美国原油交易推出区块链技术解决方案。
2020年1月，沙特阿美公司的能源风险投资部门已购买了基于区块链的石油贸易公司Vakt价值500万美元的新股。 这项投资将用于开发该平台，重点是扩展到亚洲市场。沙特阿美的贸易子公司也将使用Vakt平台，该平台目前在北海布伦特等原油市场运行。
区块链为存储、追踪和执行交易提供了一个可靠、高效的数字账本，其可用于全部能源产品的实物交易和融资。交易一经发生就立即被记录在一个区块中，无须中间商参与。此外，每一笔新的交易都与可执行代码相连以验证数据，该过程无须人工介入。
区块链还可增强石油运输数据的完整性，沙特阿美公司安全团队前负责人、安全公司HypaSec首席执行官克里斯·库贝卡说：“有了区块链，人们可追踪和核实石油货物的质量、来源地等因素。”
确保网络安全
随着数字技术的发展，网络安全风险也随之而来，有专家接受采访称，区块链可帮助解决这个问题。
XageSecurity的首席执行官邓肯·格雷伍德表示：“油气行业常见的分布式系统需要分散的安全性，消除单一故障点，以确保在少数设备被黑客攻击时，网络的其他部分不会受到影响。”石油和天然气依赖关键的基础设施，而安全需要格外重视。在这方面，任何通过分散来保证更安全的因素都值得关注，而区块链几乎就是典型的分散和安全技术。
“去中介化”降低成本
由于有许多参与者，国际石油和天然气供应链很难监控，每个参与方都需要随时访问信息。数据通常分散在多个系统中，需要手动对账才能了解流程全貌，这意味着在传统流程中需要大量的中介。
区块链是一种去中心化的技术，可保证记录的安全性和可访问性，从而消除参与者对大多数中介的需求。区块链技术在帮助石油和天然气公司提高供应链管理效率方面的潜力是巨大的，供应商、买家和金融机构之间的交易可以快速轻松地完成，而无须中介。
能源行业正在发生明显转变。作为新的数字技术，区块链可使能源生产者和消费者之间的交易更加直接。区块链还能让个人、公司直接进行交互和交易。因此，区块链可以在价值转换中发挥关键作用，并有潜力改变价值链上各方的互动方式，以促成新的合作。
提高资产准确性和透明度
油气行业与人口增长密切相关。世界人口增长将导致更多的能源消耗。油气行业正在加大油气勘探开发力度，以满足不断增长的石油和天然气需求。石油和天然气公司需要花费大量时间和金钱来维护石油资产，油企对油气资产有正确的记录至关重要。
区块链技术可帮助提高石油资产的透明度，减少计算石油资产所花费的时间。此外，通过与其他技术的无缝连接，区块链技术有助于提升资产解决方案的识别能力，还将为油气行业减少运营时间和成本。
CAP集团网络安全负责人布莱恩·沃克表示：“能源行业是一个复杂的生态系统，每个油田、天然气厂都有会计师参与。因此，我们的当务之急是创建一个权威的记录，以此消除大量的检查工作。”
完善全球资源网络
从地下挖掘油气资源并将其成功应用，是一个复杂的过程。不管是给地下油藏做三维数据扫描，还是给商业发现制定开发方案，都会产生非常庞杂的数据信息，而这些数据需经过繁复的计算才能形成总体开发方案。目前，这些过程高度分离，涉及多个方面，有多个中间商参与。如果设计一款区块链，将算力不仅用于证明工作量，而且用于计算相关数据，相信勘探开发效率将进一步提升。
德勤是全球最大的跨国专业网络，正致力于搭建一个用于支持整个端到端流程的平台。这一平台只有在分布式账本的帮助下才能建成，因为该账本可提供实时监测，防止数据篡改。
追踪并减少碳排放
二氧化碳占温室气体排放量的76％，因此成为环保人士的头号敌人。到2030年，碳排放量很有可能从目前的近350亿吨增长至400亿吨。减慢这一增速唯一的方法是追踪个人和公共的排放量，利用这些数据规范个人行为。区块链能够将能源信用额代币化，并发放碳补偿信用额。这些信用额可出售给企业，使其遵守排放标准。
在能源领域的每一项交易中，区块链都能追踪到低碳能源的交易信息及其来源。例如，客户购买的电力或氢气是否来自可再生资源，或者他们签署的碳信用计划是否真正做到减碳，总的来说，可再生能源从产生到消费的全过程，都可通过区块链进行追踪。
案 例 ①
壳牌为设备创建数字护照
壳牌与区块链公司合作完成了一个试点项目，通过区块链技术为设备创建数字护照，并在整个设备运营周期内对其进行追踪。传统审计追踪需要大量文书工作，该项目使工作量大幅减少，在提高生产效率的同时，也有助于确保生态系统中各方的安全操作。此外，工程师还可以通过追踪进行远程部件检查，从而减少差旅需求。
壳牌应用区块链的主要目的是帮助寻找能源转型的解决方案。目前，他们正在探索如何利用区块链鼓励运输部门在更多领域使用可再生能源，此外，他们还将区块链用作验证氢来源于可再生能源的一种方式。
该公司正在探索区块链用于确保碳信用计划的有效性。通过追踪碳捕集或避免排放这些自然解决方案的进展，区块链可以识别并避免重复计算碳信用额，并帮助维持再造林或保护项目的质量。
壳牌公司是能源网络基金会的创始成员之一，该基金会旨在加速建立一个以客户为中心的低碳电力系统。该基金会已发布开源工具包，使任何客户拥有的任何能源资产都能参与任意能源市场。
虽然能源转型已取得了很大进展，但区块链技术、治理模式和监管方式仍需进一步成熟。壳牌公司构建分散应用程序，并与其他公司合作以促进低碳能源的发展。
案 例 ②
区块链平台为挪威国油每年节省2000万美元
在挪威国家石油公司（Equinor）的北海新油田，成千上万个传感器正在运作，将数据传输到区块链创始公司甘布（Data Gumbo）的新型区块链平台上，然后由专业人员对不可改变的操作记录进行编码，以便更好地实现合同自动化、向供应商付款，甚至在不久的将来测量油田的碳排放量。
在距离挪威海岸90英里的北海，挪威国家石油公司开发了一个名为约翰·斯维尔德鲁普（Johan Sverdrup）的平台，平台高达300英尺，是该公司50年来投资规模最大的项目之一。据悉，平台应用最先进的区块链技术，并安装数千个传感器，用于监控输油管道中流过的石油量、新油井的钻探速度及设备消耗的柴油量等各种情况。这些传感器产生的高清视讯流将被传输到位于美国休斯敦的甘布公司，甘布公司再将最重要的数据编码到区块链账本中。
挪威国家石油公司曾在2019年开展区块链试点项目，然后才决定向甘布公司投资600万美元，并计划在约翰·斯维尔德鲁普平台取得初步成功后，继续在其他10个项目中推广区块链技术。
区块链系统还可使用“智能合约”，“智能合约”是指无须人为参与、监控和评估，就能自动管理与供应商签订的合同。该技术会明确供应商完成合同规定工作量的时间，确保工作按计划进行，并且还能自动管理数字货币支付。
因此，挪威国家石油公司使用区块链技术与其供应商之间签订了数十份“智能合同”。甘布公司首席执行官安德鲁·布鲁斯说：“过去，核对订单与记录单需要数周时间，承包商拿到工资也需要数周时间。”现在，当钻机上的传感器显示钻头已达到一定深度时，就会触发付款模式，自动向钻井承包商付款。此项技术可减少后台管理人员和运营成本，数据显示，斯维尔德鲁普平台运营第一年就为挪威国家石油公司节省了2000万美元。
挪威国家石油公司宣布，计划将此区块链技术部署在10个大型项目上，包括该公司投资的海上风电项目Dogger Bank。此外，该公司还购买了甘布公司的股份。
OOC油气区块链联盟对甘布公司的油田水处理的自动化支付功能进行了测试。 测试表明，使用区块链技术可减少9道工序，将工作时间由90～120天缩短为1～7天。据悉，在试点项目成功后，多数公司都表示要追随挪威国家石油公司的脚步，利用区块链技术节约生产时间和成本。
区块链技术还可代替现有的碳排放估算方法，更为准确地评估油田开发的碳足迹。挪威国家石油公司首席执行官安德斯·欧佩达表示，公司的目标是到2050年成为全球首家“净零排放”石油公司。
案 例 ③
海上油气公司的区块链“智能合同”
越来越多的海上油气公司开始采用区块链的“智能合同”。甘布公司首席执行官安德鲁·布鲁斯表示：“区块链是一个不可变的数据记录，称为‘块’，它们作为分布式账本的条目被连接在一起。每个块均包含时间戳，前一个块的加密哈希算法和交易数据，从而导出可验证、永久且可共享的记录。”
布鲁斯指出，区块链网络提供了一个中立的第三方数据日志，所有合同方都可以访问和信任这些数据，但是任何一方都无权更改它们。此外，甘布公司认为，其平台减少了合同差异和法律纠纷，同时释放了营运资金，使现金流转和财务管理能够实时进行。在离岸产业中，运营商仅为收到的货物付款，而承包商则为交付的货物付款。
布鲁斯解释说，“由于区块链具有快速、准确、交易透明的优点，还能为可验证的数据提供不可变的事件记录，所以它引起了海上油气运营公司的兴趣。”
据甘布报道，OOC油气区块链联盟已采用它的区块链网络。
布鲁斯说：“去年，区块链巩固了自己在市场上的地位，早期进行区块链试点的公司现在正在全球范围内推广区块链。区块链带来的经济效益非常可观，在未来12个月内，区块链的采用速度将呈指数级增长。”
布鲁斯承认，变更管理权和公司缺乏数字化，加上其他因素的影响，是一些公司进行区块链集成工作的主要障碍。但是，他强调，公司越来越意识到使用区块链的必要性。
考虑到当前的石油市场状况，布鲁斯预测海上油气生产商将加快区块链的实施。他表示：“人们需要在低成本环境下运营公司，而区块链提供的巨大价值不容忽视。这是通向未来标准化的道路，也是大幅节约运营成本的关键驱动因素。”
