碳排放快速認證及交易系統研究

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【摘要】為緩解整個碳排放的認證與交易系統帶來的壓力困境，本文對區塊鏈技術融合碳排放交易進行研究，提出以聯盟鏈技術為基礎，初步探索建立碳排放的快速認證及交易系統，改善現有碳排放所帶來的壓力，以此為相關人員提供參考。

【關鍵詞】碳排放交易；快速認證；區塊鏈技術

1國內碳減排認證和交易現狀

1.1概述

2011年10月，國家發改委正式確定北京、天津、上海、重慶、湖北、廣東和深圳特區開展碳排放權交易試點；由每個試點省市發改委的組織下，以產權交易所和能源類央企為主牽頭設立了交易所。我國主要是控制碳排放交易體系配額總量（含直接發放配額和儲備配額）附加自愿減排（CCRE），根據各試點市場的交易規則，可在一定額度內抵消碳排放配額。

1.2配額分配

試點省市發改委按照基準法確定控排企業配額數量配額發放，以免費發放為主、競拍為輔是碳市場的主要交易產品?；鶞史ò葱袠I基準排放強度核定碳配額，適用于生產流程及產品樣式規模標準化的行業。歷史法即按照控排單位的歷史排放水平核定碳配額，適用于生產工藝產品特征復雜的行業，如表1所示。

1.3自愿減排量

中國核證自愿減排量（CCER）是由國家發改委備案的設定機構，采用發改委備案的方法學核證，并經發改委備案的低碳項目所節約的減排量[1]。根據各試點市場的交易規則，可在一定額度內抵消碳排放配額，如表2所示。

1.4現存碳減排認證和交易的問題

我國試點碳市場交易規模不斷增長，就上海碳市場交易情況來看，自2013年11月26日—2019年12月31日，上海碳市場共運行1422個交易日，現貨產品累計成交1.28億t，累計交易額13.91億元[2]?？紤]到未來需要開放的全國碳交易市場，按照目前碳減排認證和交易的試點，還有些工作待改進：①參與碳交易的企業數量比較少，市場活躍度較低；②碳交易的產品單一，目前主要以配額分配和自愿減排量交易為主，部分試點交易所配以少量的遠期交易產品；③碳排放配額分配方案中排放基準的計算方式的信息不透明，不同地區的排放基準也不同；④納管企業上報碳減排量，在經過第三方進行認證，時間過程比較長，碳排放市場活躍起來后，碳排放認證的工作量將大大增加，人才需求也顯得緊缺。

2初步構建區塊鏈碳排放的計算及交易系統

區塊鏈技術作為一種分布式共享數據庫技術，能夠構建公開、透明的交易環境，為交易數據提供溯源、防篡改的功能[3]，可實現碳權交易的精細化管理。

2.1某分布式能源站碳減排計算

此分布式能源站目前屬于未納管企業，核算方式模擬CCER自愿減排，開展碳減排的快速認證和交易。此分布式能源站使用天然氣進行熱電聯供，供應工業園區內的企業蒸汽，電力部分全額上網。估算減排量ERy=BEy-PEy其中：ERy-在y年的減排量，tCO2e/yr；BEy-在y年的基準線排放，tCO2e/yr；PEy-在y年的項目排放/tCO2e/yr?；鶞示€排放（tCO2e/yr）由2部分組成，根據企業原有供能方式為外購電力和外購蒸汽作為基準。根據當年上海市XXXX年碳排放配額分配方案》電力外購碳排放因子，本市電力排放因子為7.88噸二氧化碳/萬千瓦時，即0.788kg/kWh。外購蒸汽需要通過過熱蒸汽參數查表，找到對應每噸蒸汽的熱值，正常工況在1.0MPa，過熱溫度在220℃左右，取2834kJ/kg，折算至2.834GJ/t，根據《上海市溫室氣體排放核算與報告指南（試行）（SH/MRV0012012）》，供熱企業碳排放基準，按照燃煤鍋爐0.1046t/GJ作為供熱排放因子。能源站內總共有5臺機組，考慮到機組是輪流不定時運行，計算能源站內的碳排放數據是按照一臺機組來進行計算，一臺機組配置余熱鍋爐，在滿負荷運行工況下，能夠產生2000kW電力和6.5t蒸汽，消耗天然氣1020m3/h，自用電為發電功率的5%。因此整個項目的減排計算方式如下：現有碳排放CCER是按照年度計算的，考慮到碳排放未來交易的實時性，系統按照每1.5h進行碳減排量計算認證，計算方式如下：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單臺機組理論滿負荷運行1.5h的減排量為2.1217t。

2.2硬件搭建

分布式能源站區塊鏈系統現時使用Solo單節點架構，部署了兩臺主機。中心主機為HPZ440服務器，模擬交易所服務器。而客戶端主機為HP桌面計算機。整個系統的架構為：能源站，OrgA；交易所HPZ440，OrgB；CCER購買方，OrgC。每一個Org均設有CA證書認證伺服點，為所有的交易進行背書，確認相關企業嚴格執行智行合約和系統架構允許的行為。

2.3智能合約

本智能合約以GO語言編寫，目前提供7個功能供客戶端使用。例如查詢ID：一號機組減少CO2量的最新記錄1.Args[0]=SerialID=一號機組減少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上述記錄說明第49個一號機組減少CO2量為2384，時間段2019-3-1-1：24：47–2019-3-1-2：24：47，用戶Edward以1000元購入此CCER核證。

2.4客戶端APP

能源站客戶端以nodejs語言編寫，主要功能是讀取能源站內傳感器信息，平滑數據處理，導入方法學計算并發送數據進入區塊鏈內。本客戶端需要1個js檔案和1個html檔案合并使用。Js檔案為系統核心，html為可視化接口。

2.5交易平臺終端

使用者先在終端打開v1_queryServer.js，執行查詢系統本地服務器，其后用戶可打開檔案，如能源站系統、區塊鏈網絡和交易平臺系統都上線便可看見，終端界面左方為系統狀態信息，用戶可在此處了解系統的連接狀態，下一張CCER核證的生成時間以及CCER核證的數量狀態。而在界面右方可看見已生成的CCER核證信息，用戶可看見現在平臺上可購買／已售出的CCER核證內容。如使用者需要購買CCER核證，可于右上方Username空格內填上用戶名，在購買價格上填上金額，最后點擊購買CCER核證便可完成操作。

3系統擴展及優化方向

3.1增加配額分配模式

根據配額分配模式，發改委需要每年輸入每個企業對應的分配額度，每個企業確認后，將分配額度加入智能合約中。系統直接采集企業底層的電力和熱力數據，其他行業采集對應參數，將數據記錄在合約中，并實時計算出所產生的CO2排放量，實時分配額度隨著產生的CO2排放量遞減。

3.2增加第三方審核準入

因為整個區塊鏈系統是以聯盟鏈的架構布局，原有碳排放交易管理辦法中，分配額度是進入納管企業才有分配名額。同樣CCER認證在原有體系中，也需要經過更多的審批流程來確認。雖然聯盟鏈能夠加快數據信任、碳排放本書數據的核準確認速度，但準入聯盟鏈內還需要第三方的審核和企業申請進入。

4結語

通過本次構建區塊鏈碳排放的計算及交易系統，初步降低了監管部門的成本、工作量、勞動力。各企業公司在本系統中對碳排放配額的認證與交易過程得到了清晰的見證。

參考文獻

[1]何建坤.積極推進中國特色全國碳排放權交易市場建設[N].中國環境報，2019-09-27（3）.

[2]宋金泰.天津：打造我國首家綜合性環境能源交易平臺[J].中國科技投資，2012（8）：19-22.

[3]趙曰浩，彭克，徐丙垠，等.能源區塊鏈應用工程現狀與展望[J].電力系統自動，2019（7）：14-22.

[4]張寧，，康重慶，等.能源互聯網中的區塊鏈技術：研究框架與典型應用初探[J].中國電機工程學報，2016（15）：4011-4023.

[5]吉斌，劉妍，朱麗葉，等.基于聯盟區塊鏈的電力碳權交易機制設計[J].華電技術，2020（8）：32-39.

作者：王昊 施偉杰 黃偉 單位：上海同祺新能源技術有限公司 上海納步數據科技有限公司