2022年区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书.pdf

区块链赋能区块链赋能 “碳达峰碳中和”白皮书“碳达峰碳中和”白皮书 （20222022 版）版）20222022年年3 3月月 前前 言言“碳达峰碳中和”，可简称“双碳”，是党和国家高瞻远瞩的战略部署，已经连续两年写入中央政府工作报告。“碳达峰碳中和”不仅体现大国担当、协同应对全球气候变化的要求，更是为国家民族利益的长远考虑。而区块链作为新型信息处理技术，在信任建立、价值表示和信任传递方面有不可取代的优势，目前已经在跨行业协作、社会经济发展中展现出其价值和生命力。本白皮书聚焦讨论区块链在碳达峰碳中和治理过程中的重要作用，特别是基于区块链纠正碳排放活动的负外部性。基于区块链构建广泛、有效、具有公信力的基础设施和治理体系，服务于碳减排、碳交易、碳监管等多种场景。参与本白皮书撰写的主要专家包括：中国移动通信有限公司研究院 何申、董宁、张雯、董文宇、郭忆帆 中国质量认证中心 徐少山、杨辉、云瑶、王锋、陈瑜 中化创新（北京）科技研究院有限公司 辛思海、彭圣 中国信息通信研究院 魏凯、张奕卉、刘宾 深圳壹账通智能科技有限公司 顾青山、安立、袁卫兵、赵桐 中国移动通信集团北京有限公司 付莉、杜建凤、莫韦蓬 中国远洋海运集团有限公司 蓝春海、郭晓毅 中国移动紫金（江苏）创新研究院有限公司 赵丹怀、包岩、周晓阳 四川长虹电子控股集团有限公司 唐博、李努锲 网络通信与安全紫金山实验室 谢人超、赖华尧、贾庆民、彭开来 北京国星基金管理有限公司 李敬、王建晗、王世明（排名不分先后）区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）I 目目 录录 前 言.5 1.背景.1 1.1.碳达峰碳中和的必要性.1 1.2.碳达峰碳中和所面临的挑战.2 1.3.我国碳达峰碳中和的路线.4 2.区块链赋能碳达峰碳中和.6 2.1.纠正碳排放的负外部性.6 2.2.区块链的赋能作用.7 2.3.生态体系.8 2.4.市场前景.10 2.5.应用场景.10 2.5.1.面向经济活动部门的应用场景.10 2.5.2.面向公共服务的应用场景.11 3.行业实践.12 3.1.能源行业.12 3.1.1.解决方案.12 3.1.2.案例：基于区块链的冬奥绿电溯源平台.14 3.2.工业制造行业.14 3.2.1.解决方案.15 3.2.2.案例：正泰物联网园区碳检测平台.16 3.3.交通物流行业.16 3.3.1.解决方案.16 3.3.2.案例：5G+AI+区块链赋能共享停车.17 3.4.信息科技行业.17 3.4.1.解决方案.18 3.4.2.案例：智能无线基站节能系统.19 4.区块链赋能碳达峰碳中和治理技术解决方案.20 4.1.技术需求.20 4.1.1.双碳数字化治理现状.20 4.1.2.由点到线的技术改造路径.21 4.1.3.关键技术点.23 4.2.技术方案.24 4.2.1.技术方案体系架构.24 4.2.2.技术方案兼具区块链及双碳业务特色.26 区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）II 4.2.3.技术拓展：物联网采集系统助力碳排放数据采集上链.27 5.发展展望.29 5.1.新蓝海市场空间广阔、赛道众多.29 5.1.1.绿色低碳发展是我国经济高质量发展的驱动力.29 5.1.2.市场前景广阔，行业赋能潜力大.29 5.2.规划发展路径并完善技术解决方案.29 5.2.1.按碳中和、碳达峰两个阶段开展区块链应用探索.30 5.2.2.在重点行业领域开展区块链赋能“碳中和、碳达峰”试点示范.30 5.2.3.不断完善政策协调联动及宣传推广.30 5.3.汇聚禀赋优势合作伙伴，共同构建产业新生态.30 5.3.1.多方参与，优势互补，跨界协同.30 5.3.2.构建可持续发展的产业生态.31 5.3.3.构建人才培养体系.31 缩略语列表.32 参考文献.33 区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）1 1.1.背景背景 “碳达峰碳中和”，简称“双碳”。“碳达峰”是指二氧化碳排放量达到峰值，“碳中和”是指通过产业结构调整和能源体系优化，调控二氧化碳排放总量，最终实现二氧化碳在人类社会与自然环境内的产销平衡。由二氧化碳等温室气体排放引起的全球气候变化已经成为本世纪人类面临的最大挑战之一。在巴黎协议的框架下，到本世纪中叶实现碳中和是全球应对气候变化的最根本的举措。根据世界银行统计，我国自 2005 年起始终保持碳排放量世界第一大国，2020年我国碳排放量约占全球 30%。2020 年 9 月 22 日，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060年前实现碳中和，即所谓“双碳”目标或“3060”目标。我国的这一承诺是全球应对气候变化进程中的一项有里程碑意义的事件，也开启了我国以碳中和目标驱动整个能源系统、经济系统和科技创新系统全面向绿色转型的新时代。在达成“双碳”目标的过程中将面临艰巨挑战，同时也会迎来科技创新、能源优化和经济转型的重大机遇。1.1.1.1.碳达峰碳中和的必要性碳达峰碳中和的必要性 碳达峰碳中和是党和国家高瞻远瞩的战略部署，也是国家民族的长远利益所在。一是体现大国担当，协同应对全球气候变化。一是体现大国担当，协同应对全球气候变化。应对全球气候变化是全人类的责任。在当前“百年未有之大变局”，世界领导结构变化背景下，我国宣布碳达峰、碳中和目标和愿景，体现我国作为大国的责任担当，将极大程度改变外国意识形态的一些刻板印象和负面看法，也证明我国有能力、有义务、也有决心站上世界的舞台并发挥自己的作用。二是优化能源结构，改善国家能源安全。二是优化能源结构，改善国家能源安全。碳达峰碳中和对国家安全有利，符合国家核心利益。2019年我国原油对外依存度突破70%2，2020年增长到73.5%3，区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）2 石油资源及其生产、运输对于我国是影响极大且不可控的因素，随时可能因为某些极端事件导致中断，影响能源供应，进而危害国家安全。碳减排过程中对能源结构持续优化，可以减少我国对石油、天然气等化石能源的依赖，进而削弱相关海域以及全球石油市场对我国国家安全的影响。图 1 我国原油对外依存度（来源：国家统计局、海关总署）三是化解碳关税冲击，应对潜在贸易壁垒。三是化解碳关税冲击，应对潜在贸易壁垒。欧美等发达国家纷纷制定碳边境调节税方案，包括欧盟碳边境调节机制草案，美国的 清洁能源安全法案、美国碳费法案等。在当前全球陷入低增长、孤立主义抬头、贸易摩擦不断升级的形势下，碳边境调节税可能被异化成贸易壁垒的工具。我国作为全球最大的进出口贸易国，碳边境调节税的冲击不容忽视。根据世界银行和美国美国彼得森研究所协调气候变化与贸易政策研究报告，发达国家碳关税可能导致我国制造业出口规模削减 20%。我国主动推进碳达峰碳中和战略，完善碳税等治理体系，提高绿色技术含量，提升在国际贸易的主动地位，减少贸易壁垒的冲击。四是发挥制造业优势，塑造全球领先地位。四是发挥制造业优势，塑造全球领先地位。碳达峰碳中和技术往往具有突出的制造业属性，光伏发电、电化学储能、氢能同时具备规模效应、材料替换和效率提升三个成本下降路径。我国作为制造业大国，推动低碳、零碳技术极大利好中国制造业，在新能源领域塑造全球性竞争优势，甚至从某种意义上将我国从化石能源时代的能源进口国转化为“双碳”时代的能源出口国。1.2.1.2.碳达峰碳中和所面临的挑战碳达峰碳中和所面临的挑战 在碳达峰碳中和目标下，要求各领域进行用能结构、能源供需体系以及基础区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）3 设施的升级与优化调整。目前，我国是世界第一大能源消费国，能源消费量仍将持续增长，化石能源占比高，化石能源基础设施存量大、新度高，能源转型发展面临任务重、时间短、成本高等多重挑战。主要体现在以下三点：第一，碳排放体系规模大、减排任务重。联合国环境规划署的数据显示，2018年我国碳排放当量达 137 亿吨1，占全球 26%，远超其后的美国 13%，欧盟 8%，印度 7%和俄罗斯 5%。我国能源结构优化调整和碳减排任务艰巨且繁重。第二，能源结构转型时间短。欧盟在 20 世纪 90 年代已实现碳达峰，美、日、韩等国也已在 2010 年左右实现碳达峰。按照全球 2050 年净零排放目标计算，碳达峰与碳中和的时间间隔多在 4070 年，平均周期约为 50 年。我国碳达峰、碳中和的时间间隔仅为 30 年，在经济持续发展、用能持续增长的情况下推动实现碳达峰、碳中和目标将面临发展与减排的双重压力。表 1 不同国家及地区碳达峰和碳中和时间表不同国家及地区碳达峰和碳中和时间表 国家和地区国家和地区 碳达峰时间碳达峰时间 碳中和时间碳中和时间 美国 2007 2050 欧盟 1990 2050 加拿大 2007 2050 韩国 2013 2050 日本 2013 2050 澳大利亚 2006 2040 南非 2050 巴西 2012 第三，能源转型成本高。根据国家发改委数据，我国实现碳达峰碳中和目标的总投入约为 136300 万亿元，占到 2030 年前全球实现净零排放总投资成本的1/3。能源转型成本高昂，特别需要妥善解决好化石能源基础设施搁浅带来的成本浪费问题。欧洲、美国、日本等国家和地区的煤电机组平均服役年限约为 40年，目前正处于规模退役期，煤炭发展周期与低碳转型趋势具有一致性；我国由于工业发展起步较晚，煤电机组平均投运年限仅有 12 年，“一刀切”式的煤电机组退出机制会带来极大的资产搁浅成本。为此，在实现碳达峰碳中和目标的过程中，既要防范以现实问题为借口的转型迟滞，更要防范不顾实际的转型冒进；应按照自身节奏有序推进碳达峰碳中和行动，稳妥处理好发展和减排、近期和中长期的关系，兼顾不同阶段、不同领域、不同地区的发展需要，因地制宜，探索整体转型背景下碳达峰碳中和转型路径的区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）4 最优方案。1.3.1.3.我国碳达峰碳中和的路线我国碳达峰碳中和的路线 中金研究院将实现碳中和路径概括为“碳中和之路=碳定价+技术进步+社会治理”4，量化模型测算表明，该公式可兼顾 2030 碳达峰、2060 碳中和以及经济平稳增长的目标。在该公式的三个元素中：第一，碳定价有两种执行形式：碳税和碳交易。碳税是政府通过税收直接设定一个碳价，把碳排放的长期损害折现成当下的成本。碳交易是政府创造一个交易市场，在政策设定碳排放总量限制下，由双方交易形成价格。第二，碳达峰碳中和技术进步工具箱有碳减排技术、碳中和技术两大类。碳减排技术主要包括降低能源消费、切换到更低排放的能源技术。碳中和技术是可以实现零碳和负碳的技术。第三，社会治理则主要包括价格型、命令型和宣传型三类政策。碳定价和社会治理依赖于企业、政府、其他职能机构等多个主体之间的广泛、高效率协作；而实施技术进步的过程往往需要与绿色金融、公共政策等发生联动，进而也需要企业与政府、其他职能机构建立协作。在现有的社会治理框架下，碳达峰碳中和相关的治理和协作能力还存在空白，需要通过必要的信息技术手段构建双碳场景下的多方协作体系。在操作层面，我国实现碳中和的路径可概括为：两个轮子驱动，两大领域发：两个轮子驱动，两大领域发力，一个核心抓手力，一个核心抓手 5 5。“两个轮子驱动”是指政府和市场协同作用。“两个轮子驱动”是指政府和市场协同作用。政府主要起导向作用，在起步阶段尤为重要。市场作为主体，从长远看一定要发挥市场这“无形之手”的作用。“两大领域发力”是指减排与消纳并举发展。“两大领域发力”是指减排与消纳并举发展。在减排方面，要调整能源结构，降低化石能源比例，预计 2060 年化石能源占比从现在的 84%调整到 20%；还要调整钢铁、交通、建筑等用能结构，实现再电气化，预计 2060 年电气消费比例将从现在的 24%增加到 80%。在消纳方面主要着眼于开发陆地与海洋生态系统的碳汇潜力，同时发展 CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕捉、利用和封存）/CCS（Carbon Capture and Storage，碳捕捉和封存）技术和 CO2直接利用技术。区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）5“一个核心抓手”是指以碳价格、碳交易与碳税等政策为抓手。“一个核心抓手”是指以碳价格、碳交易与碳税等政策为抓手。当前全球已有 61 项碳定价机制正在实施或计划实施中，其中 31 项属于碳排放交易体系，30 项属于碳税，共覆盖约 120 亿吨 CO2，占全球温室气体排放量的约 22%6。2021年，随着生态环境部印发的碳排放权交易管理办法(试行)启动施行，我国全国碳排放权交易市场已全面启动。区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）6 2.2.区块链赋能碳达峰碳中和区块链赋能碳达峰碳中和 碳排放活动具有时间尺度和空间尺度的负外部性，需要构建广泛、有效、有公信力的治理体系，将外部性内部化，以推动碳排放企业、个人实施减碳、零碳乃至负碳等技术改进和行为升级。碳排放治理过程需要具备普遍公信力、可扩展、普遍服务的信息技术基础设施，支撑政府、行业组织、排放企业乃至个人，支撑与国内外组织、机构互操作。在该需求框架下，区块链是可以发挥核心、基础、关键作用的信息技术，可以服务于碳减排、碳交易、碳监管等多种场景，促进参与主体之间的可信协作，为我国碳达峰碳中和目标的顺利实现提供有力支撑。2.1.2.1.纠正碳排放的负外部性纠正碳排放的负外部性 碳排放活动具有超时空负外部性。私人组织的碳排放活动使其从生产经营中受益，但由此带来的气候变化和空气污染等损害由全体社会承担。特别是，这种负外部性在空间尺度和时间尺度都达到了空前的规模。从空间尺度看，碳排放进入大气循环，会对全球气候产生影响。从时间尺度看，碳排放导致气候变化进而产生严重后果，这一过程将持续数十年甚至数百年并将日渐显著。要解决碳排放的负外部性问题，就必须把外部性内部化，即将碳排放的社会成本转移到碳排放的实施组织，将碳排放的远期成本转移到当下的碳排放活动中。自由市场无法为私人组织赋予足够的动力，需要公共政策的干预和介入。碳排放的治理体系需要广泛、有效、有公信力的治理体系，需要相应的信息技术和基础设施，支撑政府、行业组织、排放企业、审核认证机构、交易市场乃至个人大规模协同。在强调国内、国外双循环互动的大环境下，纠正负外部性还需要国际视角，信息技术和基础设施还需要具备与国外组织、机构互操作的能力。为满足碳排放治理需要广泛、有效、有公信力、对接国外的需求框架，区块链就是恰当的信息技术。区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）7 2.2.2.2.区块链的赋能作用区块链的赋能作用 区块链是新一代信息技术的重要成员，是分布式网络、加密技术、智能合约等多种技术集成的分布式账本系统，具有高可靠性、不可伪造、全程留痕、可以追溯、公开透明、集体维护等特征。相比传统的中心化信息技术，由于多方共同见证记账，区块链特别适合于支撑由多方协同实现的行政监管、商务合作等场景，例如双碳治理。区块链技术特征可以服务于双碳场景下的生产过程改造、管理模式创新、供应链和产业链多环节优化，促进参与主体之间的可信协作，特别是以下两方面：一是区块链可以构建及时、可信的碳监管环境。一是区块链可以构建及时、可信的碳监管环境。2021 年 1 月，生态环境部发布全国碳排放权交易管理办法（试行），明确了全国碳市场国家-省-市三级管理体系，并明确各级主管部门责任。区块链技术在碳排放权登记、交易、结算、碳排放报告与核查等管理和监管应用中可以增强信息透明度、时效性，降低信息管理和监督成本，构建各环节、全流程可追溯的交易监管环镜，提升政府碳排放监管和社会服务的现代化水平。二是区块链赋能产业转型升级，优化生产流程，促进碳减排，提升能源效二是区块链赋能产业转型升级，优化生产流程，促进碳减排，提升能源效率。率。目前我国碳排放主要集中在工业、电力、能源等高耗能行业。区块链是传统产业数字化转型的重要突破口。区块链去中心化、可验证性以及不可篡改等特点，可有效增加供应链环节中的透明度，减少供应链环节中的文书流程，极大提高供应链的效率。区块链技术可以构建信任、多方协作的去中心化基础设施，有助于打破行业中的数据孤岛，通过智能合约等技术构建新型协作生产体系和产能共享平台，提高多方协作效率，推动降低社会总体的能耗水平和碳排放水平。三是区块链可以构建可信、高效的碳交易平台和市场。三是区块链可以构建可信、高效的碳交易平台和市场。区块链技术应用于碳交易市场，可实现对高碳排放企业和节能企业的碳资产和碳排放权进行实时、透明、不可篡改的资产管理，增强碳交易市场的活跃性，促进统一碳价的市场化机制，打造碳交易主体、交易机构、政府等多方共建、灵活互动的碳资产交易模式，实现从排放权获取、交易、流通，到交易核消、统计的全流程数据上链存储与可信共享应用，让碳排放配额在“有目共睹”的情况下进行交易，实现流转过程透明化和全生命周期的追踪溯源。区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）8 2.3.2.3.生态体系生态体系 区块链赋能碳达峰碳中和的产业生态包括多方参与者，包括政府部门、园区、排放企业、金融机构、三方核查机构以及区块链技术/服务提供商等六方。总体视图如下图所示。图 2 区块链赋能碳达峰碳中和生态角色总体视图 各生态角色说明如下：1.政府部门政府部门 政府部门主要包括双碳工作相关各级政府主管部门及机构，如中央双碳工作领导小组、各行业主管部委以及省市县政府等。政府部门是区块链-双碳技术和服务的主要潜在客户。作为双碳工作主导部门，各政府部门的主要职责包括：主导制定科技、碳汇、财税、金融等保障措施，形成碳达峰碳中和的政策体系；推进能源绿色低碳转型，清洁能源快速发展；全国统筹，纠正运动式“减碳”，遏制“两高”（高耗能、高排放）项目盲目发展；开展大规模国土绿化行动，提升生态系统碳汇能力；启动碳排放权交易市场。2.园区园区 园区作为双碳工作中承上启下的主体，一方面接受上级政府的领导和督查，对碳排放等进行总量控制，另一方面引导园区内企业进行技术升级和统筹治理，区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）9 在保障园区生产的同时，实现有序节能减排；同时，也要与第三方机构合作，完成咨询、核查、测评认证、审计等工作，是区块链-双碳技术和服务的潜在客户。3.排放企业排放企业 几乎所有企业都会参与双碳活动中，是碳排放的责任主体或主要参与方，而实现双碳达标，一方面国家法律法规的要求，另一方面也是企业社会责任感的体现。企业的碳排放数据是企业接受行政监管、参与碳交易市场、申报公共政策等的基础依据，因此需要通过区块链技术手段证明其真实、可信。企业是区块链-双碳技术和服务的潜在客户。4.金融机构金融机构 人民银行及大商业银行推出碳减排支持工具等绿色金融服务。人民银行将推出碳减排支持工具，为碳减排提供一部分低成本资金。同时，通过商业信用评级、存款保险费率、公开市场操作抵押品框架等渠道加大对绿色金融的支持力度。金融机构是区块链-双碳技术和服务的潜在客户，直接或间接使用政府、企业等的碳排放监管等服务。5.第三方核查机构第三方核查机构 在双碳活动中，需第三方核查机构对碳排放企业提交的温室气体排放报告进行核查，以确定提交的排放数据有效。基于区块链的数字化手段，能够保证企业原始数据以及排放报告的真实性、有效性，能提升核查效率，改进核查报告的时效性，因此有意愿参与区块链双碳平台的构建和运营。6.区块链技术区块链技术/服务提供商服务提供商 面向双碳提供的区块链技术/服务可包括如下形式。第一类是区块链云服务平台，即区块链即服务（Blockchain as a Service，BaaS）。区块链框架嵌入云计算平台，利用云服务基础设施的部署和管理优势，为开发者提供便捷、高性能的区块链生态环境和生态配套服务，支持开发者的业务拓展及运营。中国移动“中移链”、金融壹账通以及区块链服务网络（Blockchain-based Service Network，BSN）等是区块链开放平台典型代表。第二类是区块链应用。碳达峰碳中和领域涉及的区块链应用包括两种。一是通用类，如区块链存证，区块链溯源等，几乎所有双碳-区块链系统中都需要的共性基础能力。二是领域应用，如区块链+政务，区块链+能源，区块链+金融等，区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）10 利用区块链智能合约等自动执行碳排放核算、合规审核、第三方核查等更多特定领域的功能和服务。2.4.2.4.市场前景市场前景 我国区块链行业保持高速增长，前瞻产业研究院认为 20212026 年市场规模年复合增速达 73%7。而随着碳达峰碳中和战略的施行，我国针对碳减排的投入也会持续增长，跨域融合的“区块链赋能双碳”也具有广阔的市场前景。区块链区块链-双碳领域的潜在政企客户规模巨大双碳领域的潜在政企客户规模巨大。在企业方面，几乎所有行业企业都需要实施碳达峰碳中和行动。据国家统计局数据，2017 年，我国二氧化碳排放量分行业占比从高到低依次是电力 44%（煤电为主）、钢铁 18%，建材 13%、交通运输 8%、化工 3%、石化 2%、有色 1%，以及造纸 0.3%，涉及规模以上企业37 万家以上。在监管部门方面，国家部委、省、市、县乃至园区，都需要构建碳排放监管能力。此外，碳达峰碳中和还需要有第三方核查认证、碳交易市场、绿色金融等多个行业或机构提供配套和支撑服务。区块链技术在赋能传统高耗能行业产业转型升级，减少碳排放，提升能源效率方面具有广阔的市场前景。2.5.2.5.应用场景应用场景 2.5.1.2.5.1.面向经济活动部门的应用场景面向经济活动部门的应用场景 依托投入产出模型14建立的区块链-双碳信息系统通常服务于企业、园区、各级政府、行业管理机构等经济活动部门，信息系统的功能及服务范围以经济活动部门为边界，通常由该部门主导实施建设和运营。鉴于双碳活动的负外部性特征，非常适合区块链发挥分布式账本、可追溯防篡改的独特优势，构建数字化产品和解决方案。典型应用场景包括两类。第一，企业碳排放核查场景。第一，企业碳排放核查场景。碳排放核查涉及行政监管、征缴碳税、碳交易、宏观监测等业务，需要保证基础性数据（直接排放数据、间接排放数据等）的真实、可信、有效，而基于区块链的分布式账本技术，为不同部门（企业、行政主区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）11 管部门、第三方机构、协同单位等）之间进行申报、测评、核查、审计等协同操作提供了技术手段。第二，碳交易场景。第二，碳交易场景。基于区块链的交易平台可实现高效率交易、安全支付和遍历统计，推动碳交易供需关系升级。基于区块链的交易市场，可支持点对点、端到端、企业对企业的交易服务，在供需双方之间快速、可信、自动的达成交易，有效提升业务流转和结算过程中数据的可靠性和可信度；同时基于智能合约的共识处理机制，可以支撑灵活的交易结算规则。2.5.2.2.5.2.面向公共服务的应用场景面向公共服务的应用场景 依托生命周期评价模型4建立的区块链系统通常服务于特定的产品或服务，聚焦于产品或服务的生产、运输、仓储、销售、使用、丢弃、再利用或降解的生命周期。由于区块链系统的服务范围超出了单一经济活动部门如企业、园区的边界，这类系统往往需要由政府、甚至政府联合体主导建设和运营，再面向广大企业、群众提供公共服务。典型应用场景包括两类。一类典型的应用场景是国际贸易或跨地域协作。一类典型的应用场景是国际贸易或跨地域协作。以关税、法案的形式减少碳泄露，即防止企业将高排放生产制造过程转移到欠发达国家。针对跨国跨境商品碳排放核算基础是跟踪商品各个阶段（原材料、生产加工、运输、仓储、再加工等）的碳排放数据，需要融合不同企业或组织记录。区块链作为分布式账本，恰好满足多个组织主体相互协作的场景，在跨国跨境贸易中，区块链以其去中心化特性，增进跨国跨境的多方信任，减少贸易摩擦，比传统的中心化信息系统发挥更大的价值。当进口国滥用碳关税、用于贸易保护时，区块链信息系统提供相关产品的完整证据链，可以成为贸易纠纷的有力证据。另一类典型的应用场景是调动公众的绿色生活意识。另一类典型的应用场景是调动公众的绿色生活意识。随着生活水平的日益提升，居民生活相关的碳排放量及占比会进一步提升。基于区块链构建公众碳足迹应用系统，记录公众低碳生活实践，帮助公众了解生活中碳排放构成，倡导绿色生活方式，培养绿色消费、拒绝浪费的习惯，改善消费行为，推广低碳饮食、推广低碳家居、节能环保等，提升全社会的责任意识。同时，基于区块链系统的可信记录，能够为政府实行鼓励政策提供第一手的可信数据资料。区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）12 3.3.行业实践行业实践 本章介绍典型行业基于区块链实施碳达峰碳中和治理的解决方案和案例，基于区块链实现溯源、检测、共享、智能调度等多种治理措施。在本章介绍的能源（主要是电力）、工业、交通、信息等四个行业中，能源（主要是电力）、工业、交通都是碳排放占比较高的行业，因此是碳排放治理的重点行业；信息行业的碳排放占比较低，但面临另一个典型情况：人们对于算力、存储、网络的需求量和使用量将持续上涨，因此碳排放治理更加困难。3.1.3.1.能源行业能源行业 能源是国家的产业基础，能源中的电力行业是目前我国碳排放的最大单一来源。通过区块链以及其他数字化手段，可以强化行业内生产环节的数字化监控能力，助力产业转型升级，推动减碳及逐步推进碳中和。3.1.1.3.1.1.解决方案解决方案 对电力行业来说，区块链存在较好的技术适配性和业务可延展性。生产力方面，区块链去中心化特性可有效解决高比例可再生能源系统运行带来的系列安全性问题；点对点特征可助力分散式与分布式发电的运行、消纳和交易；智能合约等技术提升电网管理和系统运行水平，提高对储能、电动汽车等灵活调节资源品质等；分布式数据存储和防篡改性特性将覆盖电力大数据确权、交易等各环节，促进数据资产的保护与开发。典型的解决方案包括：1.1.区块链助力可再生能源消纳区块链助力可再生能源消纳 以新能源为主体的新型电力系统中，可再生能源的消纳能力与消纳方式，将直接影响电网韧性。区块链技术可将自身多方协作、数据可追溯性和不可篡改的特点与消纳责任权重计算公式、消纳责任权重、凭证等信息相融合，提升市场主体消纳积极性；凭证的发行和交易通过智能合约自动执行也将降低成本，提高消纳；凭证上链存证可以实现全程溯源，解决凭证核发流程繁琐问题，防止虚假交区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）13 易和重复交易，促进可再生能源消纳。2.2.区块链助力电力需求侧响应区块链助力电力需求侧响应 在新型电力系统中，需求侧响应依旧作为实现调峰的重要手段，区块链可参与需求响应的各方共同部署平台建设，实现数据共享，将策略发布、响应确认、即时执行、成效评估、补贴发放等业务数据上链，结合数据挖掘技术做出需求侧响应的策略制定。通过将可追溯、实时共享的特点与智能合约技术深度融合，区块链技术可以在协议签订、事件发布、负荷分配、响应反馈、实施与检测、核证与认定中实现响应发布、响应分配、响应执行、响应监管，达到调峰提效，提升新型电力系统的调峰韧性。3.3.区块链助力输配电网智能化区块链助力输配电网智能化 随着未来我国电气化率进一步提升，社会用电量将持续增长，输配电网络损耗将成为不容忽视的能源浪费。借助区块链技术助力实现输配电网络的智能运维、状态监测、故障诊断等，提升电网管理水平，降低输配电网络损耗，达到节能降碳效果。4.4.利用区块链构建新能源云利用区块链构建新能源云 光伏发电、风电等新能源具有参与主体多、产业链条长等特点，各环节间信任传递困难，导致信息孤岛明显。基于区块链的新能源云平台，联接政府监管部门、电网企业、新能源供给方及需求方、金融机构等各方主体，打破数据壁垒，实现全产业链的能源流、数据流、价值流贯通共享，降低电力供需双方的信用成本，并为政府监管提供可信依据。5.5.基于区块链的分布式电力交易基于区块链的分布式电力交易 随着新型电力系统中分布式新能源电力机组占比提高，电力交易的类型也由传统按计划需求统一组织的计划式向直接交易、就近消纳转变的分布式转变，区块链技术的去中心化特性能够与电力交易的适应性转变契合，基于区块链的分布式交易中各节点地位平等，以报价加密传输、智能合约和共识机制达到电力自动交易、自动结算和良性竞争，实现交易安全透明、产销利益最大化和交易均衡竞争，有效支撑电力交易的市场化运作，提高市场效率，有利于交易市场的长期稳定发展。区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）14 3.1.2.3.1.2.案例：基于区块链的冬奥绿电溯源平台案例：基于区块链的冬奥绿电溯源平台 平台面向有关政府主管部门、监管机构及相关企业，有效支撑冬奥绿电从生产到消纳关键流程链上监控，降低数据传递丢失、被篡改的风险，为冬奥场馆百分百绿电全覆盖提供可信证明，实现绿色冬奥的实时、可视化、多维度感知，提高社会公众乃至全世界对低碳冬奥的可信度。平台整体包括基础层、平台层、数据层、服务层和展示层，通过与外部系统集成完成业务数据的获取,通过算法分析进行数据计算，通过图形、实时数据在可视化界面进行结果的输出。平台层基于国网链服务，封装了数据交换服务。国网链主要提供基础从链接口调用以及冬奥绿电数据上链存证服务；在数据交换平台，完成对冬奥绿电数据的集成、抽取和质量管理等；数据层包含对数据的建模、清洗和数据资产的形成，向服务层输送标准数据；服务层主要包含数据上链、数据统计、数据分析、数据开发、数据接口等服务；展示层以城市沙盘的形式，展示冬奥绿电发-输-交易结算-消纳的全过程，完成冬奥绿电信息的前端展示，实现民众、奥组委对冬奥会绿色能源生产、传输、消纳全链条的动态实时感知。3.2.3.2.工业制造行业工业制造行业 工业制造是我国第一大终端能源消费与碳排放领域，也是我国能源消费、温室气体排放的大户。区块链技术的去中心化、不可篡改、全程留痕、可追溯、多方维护、公开透明等技术特点，一方面可以为工业制造参与各业务活动中的主体提供信任基础，打通业务流程，另一方面可对工业制造中的温室气体排放构建实时、穿透的监管新模式。现阶段，工业制造领域实现减排管控，达成“双碳”目标需要重点解决碳排放数据不一致、准确性和可信性不高以及不易追本溯源三个主要问题。区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）15 3.2.1.3.2.1.解决方案解决方案 基于区块链的工业制造碳排放解决方案基于分布式网络重构底层信任基础，汇聚工厂、产线生产制造全流程碳排放数据，通过智能合约实时准确监测碳排放，自动完成各项数据申报，打通碳交易闭环，构建监管新模式。主要包括数据采集、数据预处理、系统服务、业务应用等模块。1.1.数据采集数据采集 全面梳理工厂、产线生产制造过程中涉及碳排放的生产设施，确定核算边界及排放源进行数据采集。生产设施包括工业设备、物联网设备等硬件设备以及操作技术系统、信息技术系统等软件系统。碳排放包括化石燃料燃烧排放、工业生产过程排放以及净购入电力、热力所产生的排放。支持工业制造行业不同场景下生产设施碳排放数据采集，提供多种数据采集方式，主要功能包括：通过区块链模组在边缘端实时采集排放数据；通过区块链客户端对接现有系统接口的形式采集排放数据；根据业务场景对单排放源进行多渠道数据采集，利用多维度交叉核验，提升采集数据的准确性和可信性。2.2.数据预处理数据预处理 通过对各生产设施采集的碳排放数据进行预处理，得到结构化可用数据。主要包括通过身份标识进行数据确权、设计标准统一的数据结构、数据转换与清洗、数据加密及脱敏等处理措施。3.3.系统服务系统服务 提供一站式碳排放数据服务，实时核算碳排放数据，跟踪企业碳减排项目完成进度、目标完成情况及成本费用使用情况，实现精细化的过程控制及生产运营管控。引入区块链技术，提升数据真实性和安全性，满足监管需求，支撑碳交易。4.4.业务应用业务应用 通过监控大屏、碳排报告的形式实时或定期地输出碳排放总体情况，减排管控指标的对标成果。对接碳排放监管平台和碳交易市场，配合监管部门节能管控，参与碳资产交易。该解决方案为制造产业链各参与主体重构了信任机制，并为碳排放监管、碳资产交易等应用奠定了基础。制造企业与加工企业可以统计实际生产过程中碳排区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）16 放数据，制定减排管控计划，统一进行生产管理和供应管理；监管部门可以实时、穿透的监管碳排放行为、核查企业碳排放额度；碳交易平台可以查询碳资产全生命周期数据，支撑资产尽调工作。3.2.2.3.2.2.案例：正泰物联网园区碳检测平台案例：正泰物联网园区碳检测平台 打造连接“政府、企业、核查机构、咨询机构、监管机构”的碳数据监测分析平台，通过碳排放数据的监测、汇总、分析和报告，帮助政府掌握园区碳排放数据和碳排放结构，为区域实现低碳发展战略提供量化决策依据及管理措施，通过碳资产交易服务，盘活园区企业碳资产，助力实现园区碳中和。平台提供数据接入、数据加密、数据清洗、数据上链、数据统计分析等功能，支持将碳资产数据进行清洗、处理和挖掘，突出重要指标数据，形成领导驾驶舱，使碳管理工作的进度和成果更为直观的全面展示，并可配合数据大屏，进行总体碳排信息的息实时展示。3.3.3.3.交通物流行业交通物流行业 交通领域产生的碳排放占全球碳排放总量的 16%。在能源、工业等部门碳排放增速趋缓甚至下降时，交通物流行业的碳排放却在继续增加。从运输方式来看，根据国际能源署数据，2017 年中国公路交通所产生的碳排放为 7.3 亿吨，占交通部门总碳排放的 82%，是减排的重点；航空、船舶和铁路交通产生的碳排放占比虽小却是减排的难点。3.3.1.3.3.1.解决方案解决方案 交通运输行业是人流、货流、资金流、信息流、商务流“五流合一”的行业8，区块链技术在交通行业的应用，可以有效促进行业数据共享、提升安全水平、降本提质增效，通过在交通大数据、多式联运等领域有较为成熟的应用场景和解决方案，可以助力交通运输行业降本增效，进而达成节能减碳的效果。1 1、区块链赋能交通大数据、区块链赋能交通大数据 交通行业数据主要包括两类：第一类是交通基础设施数据，例如公路、铁路、港口、机场等基础设施数据以及基础设施运营使用过程中产生的数据；第二类为区块链赋能“碳达峰碳中和”白皮书（2022）17 与交通运输相关的行业数据，例如土地资源、规划用途、气象数据、环境数据等。交通行业数据规模已达到 PB 级，面临着开放共享程度不足、安全防护手段单一等问题。基于区块链和云计算的技术特点，利用区块链+云计算的模式是当前交通大数据系统建设以及数据应用的有效解决方案。一方面，可利用区块链不可篡改的特性保证数据的安全性；另一方面，还可在保证隐私的前提下实现数据的可信、授权共享（包括交通行业内以及跨部门跨行业的数据共享）。2 2、多式联运电子提单、多式联运电子提单 多式联运是一种整合多种运输方式的运输组织形式，通过无缝衔接各种运输方式，提高整体运输效率与质量。提单是多式联运货物运输的重要部分，对多式联运的运行效率和服务质量影响较大。随着交通运输行业数字化发展，电子提单的使用愈加广泛，迫切需要解决流转过程中的质押、交易双方权益保护、当事人责任合理分配等难题。通过引入区块链技术，支持承运人、金融机构、托运人、海关、商检等多个参与方在线协作完成电子提单签发、电子提单转让、货款支付、货物检查等事项。在区块链网络中存证的每笔记录可以保障承运人和托运人双方安全透明、公平公正的完成交易，最大程度的发挥电子提单的价值。3.3.2.3.3.2.案例：案例：5G+AI+5G+AI+区块链赋能共享停车区块链赋能共享停车 利用区块链的去中心化、共识机制、资产数字化、智能合约、信用管理等特性，融合 5G 技术的高速率、低功耗、海量连接等优势，综合采用 AI 视频识别、实时查询、车位导航等停车管理技术，实现智能缴费停车、预约停车、信用停车管理、车位资产数字化等城市新型共享停车的应用场景。新型城市智慧共享停车体系作为静态交通的治理新模式，对于缓解交通拥堵、提高资源有效利用率、动态盘活停