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【摘要】為緩解整個(gè)碳排放的認(rèn)證與交易系統(tǒng)帶來(lái)的壓力困境，本文對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)融合碳排放交易進(jìn)行研究，提出以聯(lián)盟鏈技術(shù)為基礎(chǔ)，初步探索建立碳排放的快速認(rèn)證及交易系統(tǒng)，改善現(xiàn)有碳排放所帶來(lái)的壓力，以此為相關(guān)人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】碳排放交易；快速認(rèn)證；區(qū)塊鏈技術(shù)

1國(guó)內(nèi)碳減排認(rèn)證和交易現(xiàn)狀

1.1概述

2011年10月，國(guó)家發(fā)改委正式確定北京、天津、上海、重慶、湖北、廣東和深圳特區(qū)開(kāi)展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)；由每個(gè)試點(diǎn)省市發(fā)改委的組織下，以產(chǎn)權(quán)交易所和能源類(lèi)央企為主牽頭設(shè)立了交易所。我國(guó)主要是控制碳排放交易體系配額總量（含直接發(fā)放配額和儲(chǔ)備配額）附加自愿減排（CCRE），根據(jù)各試點(diǎn)市場(chǎng)的交易規(guī)則，可在一定額度內(nèi)抵消碳排放配額。

1.2配額分配

試點(diǎn)省市發(fā)改委按照基準(zhǔn)法確定控排企業(yè)配額數(shù)量配額發(fā)放，以免費(fèi)發(fā)放為主、競(jìng)拍為輔是碳市場(chǎng)的主要交易產(chǎn)品。基準(zhǔn)法按行業(yè)基準(zhǔn)排放強(qiáng)度核定碳配額，適用于生產(chǎn)流程及產(chǎn)品樣式規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化的行業(yè)。歷史法即按照控排單位的歷史排放水平核定碳配額，適用于生產(chǎn)工藝產(chǎn)品特征復(fù)雜的行業(yè)，如表1所示。

1.3自愿減排量

中國(guó)核證自愿減排量（CCER）是由國(guó)家發(fā)改委備案的設(shè)定機(jī)構(gòu)，采用發(fā)改委備案的方法學(xué)核證，并經(jīng)發(fā)改委備案的低碳項(xiàng)目所節(jié)約的減排量[1]。根據(jù)各試點(diǎn)市場(chǎng)的交易規(guī)則，可在一定額度內(nèi)抵消碳排放配額，如表2所示。

1.4現(xiàn)存碳減排認(rèn)證和交易的問(wèn)題

我國(guó)試點(diǎn)碳市場(chǎng)交易規(guī)模不斷增長(zhǎng)，就上海碳市場(chǎng)交易情況來(lái)看，自2013年11月26日—2019年12月31日，上海碳市場(chǎng)共運(yùn)行1422個(gè)交易日，現(xiàn)貨產(chǎn)品累計(jì)成交1.28億t，累計(jì)交易額13.91億元[2]?？紤]到未來(lái)需要開(kāi)放的全國(guó)碳交易市場(chǎng)，按照目前碳減排認(rèn)證和交易的試點(diǎn)，還有些工作待改進(jìn)：①參與碳交易的企業(yè)數(shù)量比較少，市場(chǎng)活躍度較低；②碳交易的產(chǎn)品單一，目前主要以配額分配和自愿減排量交易為主，部分試點(diǎn)交易所配以少量的遠(yuǎn)期交易產(chǎn)品；③碳排放配額分配方案中排放基準(zhǔn)的計(jì)算方式的信息不透明，不同地區(qū)的排放基準(zhǔn)也不同；④納管企業(yè)上報(bào)碳減排量，在經(jīng)過(guò)第三方進(jìn)行認(rèn)證，時(shí)間過(guò)程比較長(zhǎng)，碳排放市場(chǎng)活躍起來(lái)后，碳排放認(rèn)證的工作量將大大增加，人才需求也顯得緊缺。

2初步構(gòu)建區(qū)塊鏈碳排放的計(jì)算及交易系統(tǒng)

區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種分布式共享數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，能夠構(gòu)建公開(kāi)、透明的交易環(huán)境，為交易數(shù)據(jù)提供溯源、防篡改的功能[3]，可實(shí)現(xiàn)碳權(quán)交易的精細(xì)化管理。

2.1某分布式能源站碳減排計(jì)算

此分布式能源站目前屬于未納管企業(yè)，核算方式模擬CCER自愿減排，開(kāi)展碳減排的快速認(rèn)證和交易。此分布式能源站使用天然氣進(jìn)行熱電聯(lián)供，供應(yīng)工業(yè)園區(qū)內(nèi)的企業(yè)蒸汽，電力部分全額上網(wǎng)。估算減排量ERy=BEy-PEy其中：ERy-在y年的減排量，tCO2e/yr；BEy-在y年的基準(zhǔn)線排放，tCO2e/yr；PEy-在y年的項(xiàng)目排放/tCO2e/yr。基準(zhǔn)線排放（tCO2e/yr）由2部分組成，根據(jù)企業(yè)原有供能方式為外購(gòu)電力和外購(gòu)蒸汽作為基準(zhǔn)。根據(jù)當(dāng)年上海市XXXX年碳排放配額分配方案》電力外購(gòu)碳排放因子，本市電力排放因子為7.88噸二氧化碳/萬(wàn)千瓦時(shí)，即0.788kg/kWh。外購(gòu)蒸汽需要通過(guò)過(guò)熱蒸汽參數(shù)查表，找到對(duì)應(yīng)每噸蒸汽的熱值，正常工況在1.0MPa，過(guò)熱溫度在220℃左右，取2834kJ/kg，折算至2.834GJ/t，根據(jù)《上海市溫室氣體排放核算與報(bào)告指南（試行）（SH/MRV0012012）》，供熱企業(yè)碳排放基準(zhǔn)，按照燃煤鍋爐0.1046t/GJ作為供熱排放因子。能源站內(nèi)總共有5臺(tái)機(jī)組，考慮到機(jī)組是輪流不定時(shí)運(yùn)行，計(jì)算能源站內(nèi)的碳排放數(shù)據(jù)是按照一臺(tái)機(jī)組來(lái)進(jìn)行計(jì)算，一臺(tái)機(jī)組配置余熱鍋爐，在滿負(fù)荷運(yùn)行工況下，能夠產(chǎn)生2000kW電力和6.5t蒸汽，消耗天然氣1020m3/h，自用電為發(fā)電功率的5%。因此整個(gè)項(xiàng)目的減排計(jì)算方式如下：現(xiàn)有碳排放CCER是按照年度計(jì)算的，考慮到碳排放未來(lái)交易的實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)按照每1.5h進(jìn)行碳減排量計(jì)算認(rèn)證，計(jì)算方式如下：CO2電=2000×（1-0.05）×1.5×0.788=2245.8kg=2.2458tCO2熱=6.5×2.835×1.5×0.1046=2.89tCO2氣=1020×1.5×1.97=3014.1kg=3.0141tCO2減排量=CO2電+CO2熱-CO2氣=2.89+2.2458-3.0141=2.1217t單臺(tái)機(jī)組理論滿負(fù)荷運(yùn)行1.5h的減排量為2.1217t。

2.2硬件搭建

分布式能源站區(qū)塊鏈系統(tǒng)現(xiàn)時(shí)使用Solo單節(jié)點(diǎn)架構(gòu)，部署了兩臺(tái)主機(jī)。中心主機(jī)為HPZ440服務(wù)器，模擬交易所服務(wù)器。而客戶端主機(jī)為HP桌面計(jì)算機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)為：能源站，OrgA；交易所HPZ440，OrgB；CCER購(gòu)買(mǎi)方，OrgC。每一個(gè)Org均設(shè)有CA證書(shū)認(rèn)證伺服點(diǎn)，為所有的交易進(jìn)行背書(shū)，確認(rèn)相關(guān)企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行智行合約和系統(tǒng)架構(gòu)允許的行為。

2.3智能合約

本智能合約以GO語(yǔ)言編寫(xiě)，目前提供7個(gè)功能供客戶端使用。例如查詢ID：一號(hào)機(jī)組減少CO2量的最新記錄1.Args[0]=SerialID=一號(hào)機(jī)組減少CO2量2.Args[1]=TimeStamp=2019-3-1-1：24：47-2019-3-1-2：24：473.Args[2]=Average=N/A4.Args[3]=GreenEnergyCertValue=23845.Args[4]=GreenEnergyCertPrice=10006.Args[5]=IDforRef=497.Args[6]=Certowner=Edward8.Args[7]=Status=Bought上述記錄說(shuō)明第49個(gè)一號(hào)機(jī)組減少CO2量為2384，時(shí)間段2019-3-1-1：24：47–2019-3-1-2：24：47，用戶Edward以1000元購(gòu)入此CCER核證。

2.4客戶端APP

能源站客戶端以nodejs語(yǔ)言編寫(xiě)，主要功能是讀取能源站內(nèi)傳感器信息，平滑數(shù)據(jù)處理，導(dǎo)入方法學(xué)計(jì)算并發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈內(nèi)。本客戶端需要1個(gè)js檔案和1個(gè)html檔案合并使用。Js檔案為系統(tǒng)核心，html為可視化接口。

2.5交易平臺(tái)終端

使用者先在終端打開(kāi)v1_queryServer.js，執(zhí)行查詢系統(tǒng)本地服務(wù)器，其后用戶可打開(kāi)檔案，如能源站系統(tǒng)、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)和交易平臺(tái)系統(tǒng)都上線便可看見(jiàn)，終端界面左方為系統(tǒng)狀態(tài)信息，用戶可在此處了解系統(tǒng)的連接狀態(tài)，下一張CCER核證的生成時(shí)間以及CCER核證的數(shù)量狀態(tài)。而在界面右方可看見(jiàn)已生成的CCER核證信息，用戶可看見(jiàn)現(xiàn)在平臺(tái)上可購(gòu)買(mǎi)／已售出的CCER核證內(nèi)容。如使用者需要購(gòu)買(mǎi)CCER核證，可于右上方Username空格內(nèi)填上用戶名，在購(gòu)買(mǎi)價(jià)格上填上金額，最后點(diǎn)擊購(gòu)買(mǎi)CCER核證便可完成操作。

3系統(tǒng)擴(kuò)展及優(yōu)化方向

3.1增加配額分配模式

根據(jù)配額分配模式，發(fā)改委需要每年輸入每個(gè)企業(yè)對(duì)應(yīng)的分配額度，每個(gè)企業(yè)確認(rèn)后，將分配額度加入智能合約中。系統(tǒng)直接采集企業(yè)底層的電力和熱力數(shù)據(jù)，其他行業(yè)采集對(duì)應(yīng)參數(shù)，將數(shù)據(jù)記錄在合約中，并實(shí)時(shí)計(jì)算出所產(chǎn)生的CO2排放量，實(shí)時(shí)分配額度隨著產(chǎn)生的CO2排放量遞減。

3.2增加第三方審核準(zhǔn)入

因?yàn)檎麄€(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)是以聯(lián)盟鏈的架構(gòu)布局，原有碳排放交易管理辦法中，分配額度是進(jìn)入納管企業(yè)才有分配名額。同樣CCER認(rèn)證在原有體系中，也需要經(jīng)過(guò)更多的審批流程來(lái)確認(rèn)。雖然聯(lián)盟鏈能夠加快數(shù)據(jù)信任、碳排放本書(shū)數(shù)據(jù)的核準(zhǔn)確認(rèn)速度，但準(zhǔn)入聯(lián)盟鏈內(nèi)還需要第三方的審核和企業(yè)申請(qǐng)進(jìn)入。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次構(gòu)建區(qū)塊鏈碳排放的計(jì)算及交易系統(tǒng)，初步降低了監(jiān)管部門(mén)的成本、工作量、勞動(dòng)力。各企業(yè)公司在本系統(tǒng)中對(duì)碳排放配額的認(rèn)證與交易過(guò)程得到了清晰的見(jiàn)證。

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作者：王昊 施偉杰 黃偉 單位：上海同祺新能源技術(shù)有限公司 上海納步數(shù)據(jù)科技有限公司