［蔣紹杰 曾哲君 陳曉瑾］

1 引言

2020 年9 月，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出了我國“碳達(dá)峰、碳中和”[1]的目標(biāo)，黨的十九屆五中全會和中央經(jīng)濟工作會議進(jìn)一步作出部署。2021 年10 月25 日，新華社發(fā)布《碳達(dá)峰碳中和工作意見》。相繼在10 月26 日，國務(wù)院印發(fā)《碳達(dá)峰行動方案》被視作“1+N”政策體系下“N”中為首的文件，重點規(guī)劃了十大行動，具體包括能源綠色低碳[2]轉(zhuǎn)型行動、節(jié)能降碳增效行動、工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰行動、城鄉(xiāng)建設(shè)碳達(dá)峰行動、交通運輸綠色低碳行動、循環(huán)經(jīng)濟助力降碳行動、綠色低碳科技創(chuàng)新行動、碳匯能力鞏固提升行動、綠色低碳全民行動、各地區(qū)梯次有序碳達(dá)峰行動以及相關(guān)政策保障。

在此背景下，為實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略的有效落地，諸多企業(yè)正在積極落實國家部署“雙碳”戰(zhàn)略，推動企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3]和低碳經(jīng)濟。但經(jīng)濟發(fā)展離不開對能源的消耗，導(dǎo)致了我國碳排放量呈現(xiàn)日益增長的趨勢，同時也給碳交易市場的的平穩(wěn)運行帶來了一些挑戰(zhàn)。比如能源生產(chǎn)與碳排放監(jiān)控體系不完善影響碳交易市場的發(fā)展，或是在交易過程中存在數(shù)據(jù)追溯難、共享難等弊端。對此一些國內(nèi)專家也做了相應(yīng)的研究，周業(yè)軍、鄧若翰等[4]提出針對目前碳交易市場監(jiān)管體系不完善、交易數(shù)據(jù)追溯難、共享難等痛點，就要轉(zhuǎn)變監(jiān)管思路、創(chuàng)新監(jiān)管手段、調(diào)整監(jiān)管重心，并引入監(jiān)管沙盒機制進(jìn)行實驗和測試，借助區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化、不可篡改和可追溯等特征以厘清多方交易主體的責(zé)任分配問題，為“區(qū)塊鏈+碳交易”應(yīng)用場景的落地和發(fā)展排除障礙，促進(jìn)碳交易市場的繁榮發(fā)展。金虹，陳玉鳳等[5]提出為了打破碳交易市場的信息孤島，通過將監(jiān)測機構(gòu)、碳交易市場、政府管理、碳排放企業(yè)作為多方主體構(gòu)建區(qū)塊鏈生態(tài)體系社區(qū)，形成基于區(qū)塊鏈的碳排放監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，通過分布式存儲來實現(xiàn)對排放企業(yè)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，實現(xiàn)各生產(chǎn)企業(yè)的碳排放量下降。

基于此，國家電網(wǎng)公司依托區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的能源碳交易分析服務(wù)系統(tǒng)，聯(lián)合政府監(jiān)管機構(gòu)、能源生產(chǎn)企業(yè)，能源消耗企業(yè)，利用能源互聯(lián)網(wǎng)平臺對企業(yè)生產(chǎn)和消耗的能源數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)采集，將采集的能源數(shù)據(jù)通過智能合約計算得到相應(yīng)碳減排與碳排放量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行上鏈存證，為電網(wǎng)公司、政府監(jiān)管部門、企業(yè)用戶提供精準(zhǔn)可信的數(shù)據(jù)支撐服務(wù)，提高碳配額交易信息公信力，為碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)從生產(chǎn)到消耗，提供全生命周期的安全可信環(huán)境，實現(xiàn)新型業(yè)務(wù)模式交易過程的安全管控。

2 系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

2.1 建設(shè)背景

為落實河南省政府及國網(wǎng)公司關(guān)于節(jié)能降碳目標(biāo)，國網(wǎng)河南省電力公司選取可再生資源較為豐富的蘭考縣作為碳交易試點區(qū)域，利用區(qū)塊鏈等新興技術(shù)，對蘭考區(qū)域范圍內(nèi)節(jié)能減排相關(guān)企業(yè)，開展企業(yè)碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)歸集與監(jiān)管試點工作，提升可再生能源發(fā)電企業(yè)對自身碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)歸集與監(jiān)管能力，為公司碳資產(chǎn)管理模式提供借鑒及參考。

2.2 業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)能源平臺上游和下游參與者之間存在信息不對稱現(xiàn)象，導(dǎo)致供應(yīng)鏈的透明度和交易效率受到影響，且由于不同地域的交易體系存在差別，跨區(qū)域能源交易受到限制，傳統(tǒng)能源平臺上的監(jiān)管機制不夠完善且依賴于人工驗收，容易出現(xiàn)監(jiān)管漏洞，導(dǎo)致交易參與者的利益受到損。

2.3 建設(shè)目標(biāo)

依托區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建基于區(qū)塊鏈的能源碳交易[6]分析服務(wù)系統(tǒng)，將碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈上存證并提供用戶查詢服務(wù)。搭建存證數(shù)據(jù)庫，提供完整的碳資產(chǎn)管理數(shù)據(jù)支撐以及可行的碳交易分析和碳資產(chǎn)管理服務(wù)，為后續(xù)碳交易工作應(yīng)用及探索提供基礎(chǔ)支持。

2.4 建設(shè)內(nèi)容

運用區(qū)塊鏈保真可信的優(yōu)勢，依托蘭考縣新能源發(fā)電優(yōu)勢，利用蘭考能源互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)，部署實施基于國網(wǎng)鏈的蘭考縣域綜合能源碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)可信歸集及監(jiān)管服務(wù)，實現(xiàn)新能源發(fā)電企業(yè)發(fā)電量、碳配額、碳排放等數(shù)據(jù)上鏈，聚焦企業(yè)在生產(chǎn)、供應(yīng)、銷售、管理等各環(huán)節(jié)存在的減排需求與運營痛點，提供碳資產(chǎn)運營管理數(shù)字化解決方案，實現(xiàn)碳排放全生命周期管理服務(wù)。具體建設(shè)內(nèi)容以下：

（1）融合區(qū)塊鏈與可信計算的分布式智能可信共享框架研究，在兼顧原始數(shù)據(jù)隱私保護(hù)的同時實現(xiàn)電力數(shù)據(jù)分布式可信共享訓(xùn)練計算，解決分布式可信隱私計算共享服務(wù)的可用性問題。

（2）實現(xiàn)數(shù)據(jù)本地計算且結(jié)果可信傳遞，解決新一代電力系統(tǒng)面臨的數(shù)據(jù)分布式可信計算問題；同時擴展密集型業(yè)務(wù)智能計算任務(wù)，實現(xiàn)區(qū)塊鏈與電力業(yè)務(wù)的深度融合。

（3）基于智能合約的分布式身份認(rèn)證與數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)研究，為用戶身份認(rèn)證提供便捷安全的集中認(rèn)證方案及高效的數(shù)據(jù)服務(wù)模式。

（4）基于區(qū)塊鏈的聚合身份認(rèn)證服務(wù)平臺開發(fā)及應(yīng)用，搭建可信計算平臺，并在蘭考縣域進(jìn)行試點驗證，實現(xiàn)用戶的可信接入及數(shù)據(jù)的可信管控等典型應(yīng)用場景的應(yīng)用。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)與開發(fā)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

利用區(qū)塊鏈及大數(shù)據(jù)技術(shù)，圍繞加速實現(xiàn)碳中和目標(biāo)主線，構(gòu)建碳資源運營管理平臺，促進(jìn)排控企業(yè)、金融服務(wù)機構(gòu)、碳減排科技企業(yè)發(fā)展，助力構(gòu)建碳生態(tài)體系。圖1 為系統(tǒng)架構(gòu)圖。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

3.2 技術(shù)架構(gòu)

能源碳交易平臺的技術(shù)架構(gòu)分為web 界面展示層、服務(wù)接入層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)存儲層。技術(shù)架構(gòu)基于國網(wǎng)云要求展開設(shè)計，基礎(chǔ)資源基于云資源進(jìn)行配置，數(shù)據(jù)存儲層基于華為云數(shù)據(jù)庫和緩存資源進(jìn)行配置，技術(shù)架構(gòu)圖如圖2 所示。

圖2 技術(shù)架構(gòu)圖

3.3 數(shù)據(jù)架構(gòu)

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、業(yè)務(wù)功能層、交互層由四層組成，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層由企業(yè)數(shù)據(jù)、碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)、能源數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)組成，數(shù)據(jù)來源本系統(tǒng)以及集成系統(tǒng)如蘭考能源互聯(lián)網(wǎng)平臺、河南從鏈等。數(shù)據(jù)服務(wù)層由本系統(tǒng)提供用戶提供五大服務(wù)來支撐業(yè)務(wù)功能。保證用戶在交互層有良好的功能體驗，用戶通過本系統(tǒng)完成碳資產(chǎn)發(fā)行管理、碳資產(chǎn)溯源管理等功能實現(xiàn)蘭考縣綜合能源碳交易輔助分析服務(wù)的業(yè)務(wù)路徑。如圖3 所示。

圖3 數(shù)據(jù)架構(gòu)圖

3.4 系統(tǒng)功能設(shè)計

3.4.1 碳交易分析

碳交易分析是在全球范圍內(nèi)設(shè)定碳排放總量的上限，然后把這個總量分成若干份碳配額，再分配給國家或企業(yè)，企業(yè)可以通過交易所進(jìn)行買賣交易，以達(dá)到總量上限以內(nèi)的碳排放。企業(yè)可以在交易市場上購買碳配額，如此一來，超出其分配的上限的排放量就可以被提供者通過市場機制的監(jiān)管和判斷的價格賣出去。對于超額排放的企業(yè)，需要購買碳配額以彌補超額的排放，而那些排放量低于上限的企業(yè)則可以將其未使用的部分進(jìn)行銷售。如圖4 所示。

圖4 碳配額交易示意圖

碳交易分析功能模塊主要由以下五個功能點組成：

（1）碳交易輔助分析可信溯源服務(wù)

深化探索碳交易，新增碳交易輔助分析可信溯源服務(wù)，基于區(qū)塊鏈技術(shù)，創(chuàng)造信任，抗抵賴等技術(shù)特點，對碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)與交易數(shù)據(jù)進(jìn)行溯源，保障碳資產(chǎn)在交易流通時的可信，并提供數(shù)據(jù)可信校驗功能。增強碳資產(chǎn)及碳交易輔助分析時的公信力。

（2）可信能耗輔助憑證管理

新增根據(jù)碳資產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)檢測分析，經(jīng)過計算轉(zhuǎn)化成為碳排放量，結(jié)合產(chǎn)值精準(zhǔn)統(tǒng)計、分析，通過與行業(yè)平均值對比，生成企業(yè)可信能耗耗輔助憑證，簡稱“能耗碳碼”-單位產(chǎn)值能耗?！澳芎奶即a”總共分為三級能標(biāo)識，企業(yè)信息，企業(yè)能源消耗，企業(yè)“碳足跡”等，助力企業(yè)

節(jié)能降耗，加速實現(xiàn)碳中和。

（3）綠色企業(yè)認(rèn)證管理

新增根據(jù)不同級別的“可信能耗輔助憑證”，基于區(qū)塊鏈技術(shù)自建能效信用體系實現(xiàn)綠色企業(yè)認(rèn)證，根據(jù)不同的層級，劃分不同的綠能標(biāo)識，建設(shè)能效信用企業(yè)管理功能，為綠色企業(yè)、政府等用戶提供統(tǒng)一的碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)管理分析，實現(xiàn)不同層級綠色企業(yè)認(rèn)證管理，與可信能耗輔助憑證鏈上證書發(fā)行與企業(yè)鏈上綠色認(rèn)證標(biāo)識，創(chuàng)建綠色企業(yè)畫像評估依據(jù)。

（4）碳交易輔助確權(quán)服務(wù)

基于區(qū)塊鏈技術(shù)特點構(gòu)建碳交易輔助確權(quán)服務(wù)，進(jìn)一步細(xì)化碳資產(chǎn)碳數(shù)據(jù)碳權(quán)的確權(quán)與流通等關(guān)鍵環(huán)節(jié)建立基于碳資產(chǎn)的確權(quán)服務(wù)。降低碳交易輔助分析時的多主體，多參與方碳交易輔助分析時確權(quán)難，信任難等問題。

（5）企業(yè)碳數(shù)據(jù)上鏈

企業(yè)碳交易數(shù)據(jù)，包括：能源生產(chǎn)發(fā)電數(shù)據(jù)、能源消耗數(shù)據(jù)、碳配額交易數(shù)據(jù)、碳資產(chǎn)存證、能耗碼數(shù)據(jù)、綠證存證、碳資產(chǎn)溯源數(shù)據(jù)。

3.4.2 碳交易全流程

利用區(qū)塊鏈技術(shù)特點溯源成本低、篡改難度大、多方數(shù)據(jù)同步一致強、校驗成本低等特性。以碳交易為例，本平臺處理流程是發(fā)布碳交易需求、交易雙方確認(rèn)出售和購買資源、碳資產(chǎn)轉(zhuǎn)讓、區(qū)塊鏈服務(wù)接受并向其它節(jié)點廣播交易請求，在所有區(qū)塊鏈節(jié)點達(dá)成共識后記入到區(qū)塊鏈賬本中，交易完成后通知交易中心平臺同步交易最終結(jié)果，對每筆發(fā)起的碳資產(chǎn)交易都需要記錄交易方地址、接收方地址、交易編號、交易碳配額數(shù)據(jù)、交易單價格、交易總價格、交易時間等數(shù)據(jù)。如圖5 所示。

圖5 碳配額交易過程圖

4 場景價值分析

基于區(qū)塊鏈的能源碳交易分析服務(wù)系統(tǒng)通過打通能源互聯(lián)網(wǎng)平臺、能源碳鏈平臺適配，對接國網(wǎng)鏈，保證碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)在各個環(huán)節(jié)流轉(zhuǎn)可信溯源，并形成碳資產(chǎn)全生命周期鏈上統(tǒng)一存證與統(tǒng)一核驗，通過應(yīng)用試點系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，已完成蘭考開發(fā)區(qū)343 家企業(yè)數(shù)據(jù)接入，接入數(shù)據(jù)4.1 萬余條，完成4.1 萬余條數(shù)據(jù)上鏈，智能合約共調(diào)用8837 次。輔助企業(yè)降低清潔能源發(fā)電企業(yè)在碳交易前的核證成本與監(jiān)管成本，提升企業(yè)碳資產(chǎn)管理能力，如圖6 所示。

圖6 系統(tǒng)監(jiān)控平臺頁面

（1）管理價值

將區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化、安全透明、不可篡改、可驗證、可追溯特性應(yīng)用到碳資產(chǎn)管理的所有環(huán)節(jié)中，對新能源發(fā)電信息、碳配額信息、排放信息、交易信息等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行上鏈存證，確保碳資產(chǎn)管理關(guān)鍵數(shù)據(jù)不可篡改，提高交易數(shù)據(jù)可信度，增加數(shù)據(jù)安全性。有效促進(jìn)碳排放交易體系的健康發(fā)展，提高碳資產(chǎn)交易的運營管理水平。

（2）經(jīng)濟價值

通過統(tǒng)計后蘭考碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)與國網(wǎng)鏈及電網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行輔助，協(xié)同減排企業(yè)經(jīng)國家主管部門在國家自愿減排交易登記簿進(jìn)行登記，為當(dāng)?shù)刂鲃訙p排企業(yè)進(jìn)行可信背書，降低主管部門驗真成本，提升企業(yè)自行碳配額的交易效率，為企業(yè)創(chuàng)造額外營收。

（3）社會價值

有助于提高碳市場的流動性和活躍度，進(jìn)而促進(jìn)碳市場的價格發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)節(jié)能減碳；有利于提升碳金融市場競爭力，提升社會對碳配額資產(chǎn)價值的認(rèn)可；有利于幫助排放單位降低碳管理成本，加強碳市場風(fēng)險管理能力。有利于增加排放單位融資渠道，促進(jìn)節(jié)能減碳。

5 結(jié)束語

本文利用區(qū)塊鏈技術(shù)為用戶提供碳交易分析可信溯源服務(wù)、碳交易輔助分析可信溯源服務(wù)、綠色企業(yè)認(rèn)證管理、模碳交易輔助確權(quán)服務(wù)，并集成打通國網(wǎng)鏈從鏈、碳交易所、能源碳鏈。對多參與方需要協(xié)同的場景下從確權(quán)、核證、溯源、校驗、交易等全流程貫通提供碳交易輔助分析互信能力，降低清潔能源發(fā)電企業(yè)在碳交易前的核證成本與監(jiān)管成本，提升企業(yè)碳資產(chǎn)管理能力。

可以預(yù)見，未來“區(qū)塊鏈+雙碳”模式將在全球范圍內(nèi)得到推廣和應(yīng)用，成為全球應(yīng)對氣候變化的一項重要手段。通過區(qū)塊鏈技術(shù)，企業(yè)和政府監(jiān)管機構(gòu)可以更加精確、透明地管理碳排放和碳減排數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)更加高效的應(yīng)對氣候變化。同時，該模式還可以為平衡企業(yè)經(jīng)濟效益和減少碳排放提供更好的方式。這種模式的應(yīng)用將促進(jìn)綠色經(jīng)濟的發(fā)展，為可持續(xù)經(jīng)濟增長打下堅實的基礎(chǔ)。隨著政府積極的政策引導(dǎo)和規(guī)范，相關(guān)行業(yè)和企業(yè)的共同配合和努力下，可以更快速更高效地推動碳配額交易模式，使全球碳交易市場穩(wěn)定運行，最終實現(xiàn)全球氣候變化的長期治理和可持續(xù)發(fā)展。