一种基于区块链的碳中和核验系统的制作方法

1.本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种基于区块链的碳中和核验系统。


背景技术：

2.二氧化碳等温室气体的排放，造成了温室效应，使全球的气温不断上升，对全球气候造成了广泛的影响。随着温室效应问题日益严重，抑制温室效应的碳中和策略被提上日程。碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放”。碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施，吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。实现碳汇的企业能够将对应的碳汇量出售给碳汇不足的企业。这样即能够鼓励碳汇企业扩大碳汇规模，也能够通过增加碳排放企业的成本，促进企业改进生产工艺，提高能源利用效率。进行碳排放的企业需要向主管机构上报耗能设备信息和设备运行信息，主管机构具有根据设备及运行情况获得碳排放量的认定机制。碳汇企业的碳汇量也有主管机构，建立碳汇认定机制进行碳汇量的认定，并发放碳汇凭证。目前碳中和的执行和监督还缺乏自动化的信息平台，尚不能便捷的实现碳中和执行情况的监督。因而需要研究一种适合碳中和监督核验的系统。
3.如中国专利cn111062688a，公开日2020年4月24日，公开了一种基于碳排放权账户的管理方法及系统，包括：获取碳排放权账户下新增子账户的申请信息，所述碳排放权账户包括企业账户和主管部门账户；根据所述申请信息，对所述新增子账户进行权限分配，以使得分配权限后的新增子账户对碳资产进行相应管理。其技术方案通过在碳排放权账户下新增不同的子账户，并对子账户赋予相应的管理权限，通过每个子账户的管理权限对碳资产进行细化管理，保障了碳资产的数据的真实性，提高了碳资产管理的安全性。但其技术方案仅方便了单个企业碳资产的管理，不能方便的实现区域内全部企业碳中和的监督。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：目前缺乏碳中和执行核验方案的技术问题。提出了一种基于区块链的碳中和核验系统，能够提供可信且方便的碳中和核验。
5.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种基于区块链的碳中和核验系统，包括生产线接入子系统、碳汇源接入子系统、碳汇证书子系统、交易子系统和核销子系统，所述生产线接入子系统接收企业的生产线注册信息，为生产线分配生产线编号，建立生产线碳排放档案，周期性接收生产线运行数据，获得生产线对应周期内的认定碳排放量，所述碳汇源接入子系统为碳汇源分配源编号，接收碳汇源信息并认定碳汇源单位时间碳汇量，所述碳汇证书子系统周期性根据碳汇源的碳汇量生成碳汇证书，所述碳汇证书包括碳汇源的源编号、证书编号、碳汇量面额和生成时间戳，所述碳汇证书子系统在区块链上使用指定生成账户为每个碳汇证书生成通证，所述通证与所述证书编号相同，所述碳汇证书子系统保存所述指定生成账户的私钥，企业及碳汇源在区块链上均具有账户，所述碳汇
证书子系统生成将碳汇证书由指定生成账户转入对应碳汇源账户地址的交易信息上传区块链，所述交易子系统接收碳汇证书的购买及出售信息，将达成交易的交易信息上传区块链，所述核销子系统接收企业的碳汇证书核销请求信息，所述核销请求信息包括证书编号和生产线编号，将对应的碳汇证书转让给预设销毁地址，生成附带生产线编号的交易信息上传区块链存储，周期性读取生产线的认定碳排放量，若周期内关联生产线编号核销的碳汇证书碳汇量面额总和不低于认定碳排放量，则判定生产线碳中和核验通过，反之，则判定生产线碳中和核验不通过。
6.作为优选，还包括证书兑换子系统，碳汇量面额取值自预设的面额集合，所述证书兑换子系统接收碳汇证书的兑换请求，所述兑换请求包括证书编号集合、目标面额集合和兑换签名，所述兑换签名为证书编号集合和目标面额集合的哈希值经碳汇证书持有者的私钥签名后的信息，所述证书兑换子系统验证签名后，继续验证目标兑换面额总和是否与碳汇证书集合的碳汇量面额总和相符，若相符则按照目标面额集合生成新的碳汇证书，并转让给对应的持有者，将碳汇证书集合内的碳汇证书转让给预设销毁地址，生成相应的交易信息并上传区块链存储，所述交易信息包括通证、转出账户、转入账户和备注。
7.作为优选，所述交易子系统在交易时间前接收碳汇证书持有者的出售信息，所述出售信息包括证书编号和售价，在交易期间展示出售信息列表，在交易期间接收企业碳汇证书的购买请求，所述购买请求包括证书编号和账户地址，所述交易子系统收到资金支付信息后，生成将证书编号对应的碳汇证书转入所述账户地址的交易信息上传区块链。
8.作为优选，所述交易子系统在区块链上建立联合买入智能合约，所述联合买入智能合约在交易时间前接收企业的购买请求，所述购买请求记载每个企业在每个单价下欲购入的碳汇面额总量，所述联合买入智能合约按照全部购买请求均成交的情况下，出售信息列表中剩余碳汇证书的售价最低为目标进行优化购买价推算，推算获得购买价后，将该购买价下企业的购买量相加获得购买总量，计算购买总量需花费的总额，按每个企业的购买量占比分摊总额。
9.作为优选，若所述核销子系统判定生产线碳中和核验不通过，则等待预设时长后再次核验，若关联生产线编号核销的碳汇证书碳汇量面额总和不低于认定碳排放量，则更新判定对应生产线碳中和核验通过，若关联生产线编号核销的碳汇证书碳汇量面额总和仍低于认定碳排放量，则判定生产线碳中和核验不通过。
10.作为优选，所述企业为每个生产线预缴纳若干担保金，若所述核销子系统判定生产线碳中和核验不通过，则根据碳中和差额扣除担保金。
11.作为优选，若所述核销子系统判定生产线碳中和核验不通过，则通知所述交易子系统为生产线对应企业设置金额调整系数，所述金额调整系数大于1，碳汇证书出售的售价乘以所述金额调整系数为对应企业需要支付的金额。
12.作为优选，所述核销子系统接收企业的碳汇证书核销请求信息后，查询区块链，验证证书编号对应的碳汇证书是否在对应企业名下，若在对应企业名下，则生成碳汇证书转让给预设销毁地址的交易信息上传区块链，并在交易信息中附带生产线编号，若对应碳汇证书不在对应企业名下，则不做操作。
13.本发明的实质性效果是：借助区块链建立的碳汇证书子系统具有可追溯、信息透明和信息真实可信的优点，借助核销子系统能够实现自动的周期性核销，确保碳中和的执
行；通过区块链上的联合买入智能合约，自动执行预设的交易规则，使难以承受高价格的企业在碳汇证书实际单价升高前即知劣势，更早的进行生产线工艺的改进或者减产，在碳排放发生前主动减少碳的排放，即有助于稳定碳汇证书价格也有助于生产线的改进。
附图说明
14.图1为实施例一碳中和核验系统结构示意图。
15.图2为实施例一碳汇证书示意图。
16.图3为实施例二联合买入智能合约执行方法示意图。
17.其中：10、生产线，20、生产线接入子系统，30、碳汇源，40、碳汇源接入子系统，50、核销子系统，60、交易子系统，70、碳汇证书子系统，80、证书兑换子系统，90、碳汇证书，91、源编号，92、证书编号，93、碳汇量面额，94、生成时间戳。
具体实施方式
18.下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
19.实施例一：一种基于区块链的碳中和核验系统，请参阅附图1，本系统包括生产线接入子系统20、碳汇源接入子系统40、碳汇证书子系统70、交易子系统60、证书兑换子系统80和核销子系统50，生产线接入子系统20接收企业的生产线10注册信息，为生产线10分配生产线10编号，建立生产线10碳排放档案，周期性接收生产线10运行数据，获得生产线10对应周期内的认定碳排放量，碳汇源接入子系统40为碳汇源30分配源编号91，接收碳汇源30信息并认定碳汇源30单位时间碳汇量，碳汇证书子系统70周期性根据碳汇源30的碳汇量生成碳汇证书90，请参阅附图2，碳汇证书90包括碳汇源30的源编号91、证书编号92、碳汇量面额93和生成时间戳94，碳汇证书子系统70在区块链上使用指定生成账户为每个碳汇证书90生成通证，通证与证书编号92相同，碳汇证书子系统70保存指定生成账户的私钥，企业及碳汇源30在区块链上均具有账户。区块链上的账户即为钱包地址，通常直接将公钥作为钱包地址，如：0xdde714fd979d6aa96b88e8即为一个钱包地址，是一个十六进制的大数，对应的私钥由账户所有者妥善保存。碳汇证书子系统70生成将碳汇证书90由指定生成账户转入对应碳汇源30账户地址的交易信息上传区块链。如指定生成账户的钱包地址为：0xb92c17bb5953e81950b4a96f1701a96，则由指定生成账户转入对应碳汇源30账户地址的交易信息为：(from)0xb92c17bb5953e81950b4a96f1701a96(to)0xdde714fd979d6aa96b88e8(num)100。即面额为100吨的碳汇证书90颁发给了对应的碳汇源30。交易子系统60接收碳汇证书90的购买及出售信息，将达成交易的交易信息上传区块链，核销子系统50接收企业的碳汇证书90核销请求信息，核销请求信息包括证书编号92和生产线10编号，将对应的碳汇证书90转让给预设销毁地址，生成附带生产线10编号的交易信息上传区块链存储，周期性读取生产线10的认定碳排放量，若周期内关联生产线10编号核销的碳汇证书90碳汇量面额93总和不低于认定碳排放量，则判定生产线10碳中和核验通过，反之，则判定生产线10碳中和核验不通过。企业为每个生产线10预缴纳若干担保金，若核销子系统50判定生产线10碳中和核验不通过，则根据碳中和差额扣除担保金。
20.碳汇量面额93取值自预设的面额集合，本实施例中面额集合为{1,10,100}，能够
方便的构成所需要的总量。碳汇证书90的颁发仅仅只是电子数据的颁发，颁发成本低，若仅使用{1,100}面额也是完全可行的。证书兑换子系统80接收碳汇证书90的兑换请求，兑换请求包括证书编号92集合、目标面额集合和兑换签名，兑换签名为证书编号92集合和目标面额集合的哈希值经碳汇证书90持有者的私钥签名后的信息，证书兑换子系统80验证签名后，继续验证目标兑换面额总和是否与碳汇证书90集合的碳汇量面额93总和相符，若相符则按照目标面额集合生成新的碳汇证书90，并转让给对应的持有者，将碳汇证书90集合内的碳汇证书90转让给预设销毁地址，生成相应的交易信息并上传区块链存储，交易信息包括通证、转出账户、转入账户和备注。如将碳汇量面额93为100吨的碳汇证书90兑换为100张碳汇量面额93为1吨的碳汇证书90。或者将100张碳汇量面额93为1吨的碳汇证书90兑换为1张碳汇量面额93为100吨的碳汇证书90。本实施例中交易子系统60的交易最低面额为100吨，但企业购买后若生产线10的认定碳排放量并非100的整倍数，则可以将1张碳汇量面额93为100吨的碳汇证书90在区块链上进行兑换。
21.交易子系统60在交易时间前接收碳汇证书90持有者的出售信息，出售信息包括证书编号92和售价，如表1所示，在交易期间展示出售信息列表，在交易期间接收企业碳汇证书90的购买请求，购买请求包括证书编号92和账户地址，交易子系统60收到资金支付信息后，生成将证书编号92对应的碳汇证书90转入账户地址的交易信息上传区块链。
22.表1 出售信息列表证书编号92碳汇量面额93/吨售价/万元0x5b94e8061000.10x4796eaa21000.10xdd7ae1821000.10x1c425dc61000.120x705616391000.15核销子系统50接收企业的碳汇证书90核销请求信息后，查询区块链，验证证书编号92对应的碳汇证书90是否在对应企业名下，若在对应企业名下，则生成碳汇证书90转让给预设销毁地址的交易信息上传区块链，并在交易信息中附带生产线10编号，若对应碳汇证书90不在对应企业名下，则不做操作。
23.本实施例的有益技术效果是：借助区块链建立的碳汇证书子系统70具有可追溯、信息透明和信息真实可信的优点，借助核销子系统50能够实现自动的周期性核销，确保碳中和的执行。
24.实施例二：一种基于区块链的碳中和核验系统。本实施例在实施例一的基础上，针对实施例一存在的问题进行了进一步的改进。实施例一在实施中存在碳汇证书90价格不稳定的问题。即部分企业因临近核销期限，将会出现焦虑的交易情绪，容易过分的推高碳汇证书90价格，随后又会导致碳汇证书90的价格回落。在碳汇证书90价格的波动中，给企业和碳汇源30带来的额外的麻烦。碳汇源30经营者若不能把握市场，则会导致其碳汇证书90低价卖出，而经受经营损失。同样，企业若不能合理规划碳汇证书90的购买行为，抑或是对市场的把握能力不足，也容易在高价格时买入碳汇证书90，给企业带来损失。因而应当适当抑制碳汇证书90的价格的短期波动。本实施例提供了联合买入智能合约的技术手段，实现碳汇证书90价
格短期波动抑制的效果。本实施例中，在交易子系统60在区块链上建立联合买入智能合约，请参阅附图3，联合买入智能合约执行以下步骤：步骤a01）在交易时间前接收企业的购买请求，购买请求记载每个企业在每个单价下欲购入的碳汇面额总量；步骤a02）联合买入智能合约按照全部购买请求均成交的情况下，出售信息列表中剩余碳汇证书90的售价最低为目标进行优化购买价推算；步骤a03）推算获得购买价后，将该购买价下企业的购买量相加获得购买总量；步骤a04）计算购买总量需花费的总额，按每个企业的购买量占比分摊总额。如购买请求如表2所示。
25.表2 购买请求表企业a购买量500购买价0.1企业a购买量300购买价0.12企业a购买量100购买价0.15企业b购买量700购买价0.1企业b购买量400购买价0.12企业b购买量200购买价0.15企业c购买量100购买价0.1企业c购买量100购买价0.12企业c购买量100购买价0.15其中，企业a和企业b的购买量需求大，对价格的变化敏感，因而随着价格的升高，购买量显著下降。也就意味着随着碳汇证书90价格的上涨，企业a和企业b将会减产或改进工艺。企业c需要的碳汇证书90量少，其对价格变化不敏感，价格上涨对其资金的支出影响不大。若出售列表如表1所示。可见，当企业a欲购买500吨，企业b欲购买700吨时，市场上的碳汇证书90供应量是不足的，不能满足企业a和企业b的购买需求。因而企业a和企业b将不得不考虑减少规模或者提高工艺水平。根据表2中的购买请求，结合表1可知，当碳汇证书90的市场价格上升到0.15万元时，市场上供应的碳汇证书90，将满足企业的购买需求。此时每家企业的均需要为每张碳汇量面额93为100吨的碳汇证书90付出0.15万元的资金。但使用本实施例中的联合买入智能合约的情况下，在碳汇证书90实际价格尚未上涨到0.15万元时，联合买入智能合约就将企业a和企业b的购买量调整到100吨和200吨。结合企业c的购买需求100吨，向市场买入总量为400吨的碳汇证书90。根据表1可得购入400吨的碳汇证书90需要的资金额为0.42万元。计算均价为0.105万元。由此，企业a和企业c分担0.105万元，企业b分担0.21万元即可。借助该技术方案，达到了降低企业a和企业b碳排放量的目的，同时还为企业a和企业b节省了资金，节省下来的资金用于生产线10工艺的改进。有效避免了企业b企图购买700吨的决策可能性。若企业b作出了购买700吨的决策，则将迅速推高碳汇证书90价格，且最终在支出资金后，仍然不足以购买到足够的碳汇证书90，最终还是需要减产或进行工艺改进。且企业b容易和企业a陷入竞价购买碳汇证书90的情况，白白浪费了资金。既不利于生产经营的平稳，也不利于工艺的改进。在本实施例中，若核销子系统50判定生产线10碳中和核验不通过，则等待预设时长后再次核验，若关联生产线10编号核销的碳汇证书90碳汇量面额93总和不低于认定碳排放量，则更新判定对应生产线10碳中和核验通过，若关联生产线10编号核销的碳汇证书90碳汇量面额93总和仍低于认定碳排放量，则判定生产线10碳中和核验不通过。给出企业补足碳汇证书90的期限，实际是要求企业必须在限定
时间内从市场购入碳汇证书90。即如表2所示的购买需求表中，即使价格上涨，购买量也不能下降，企业容易在此期间推高碳汇证书90的价格，给企业带来损失。从而促使企业积极及时的关注市场碳汇证书90的供应状况，及时调整生产规模，有利于使碳排放和碳汇更平稳的相符。
26.若核销子系统50判定生产线10碳中和核验不通过，则通知交易子系统60为生产线10对应企业设置金额调整系数，金额调整系数大于1，碳汇证书90出售的售价乘以金额调整系数为对应企业需要支付的金额。对不能实现碳中和的企业，该技术方案能够扩大其劣势，加速其退出市场竞争。促进能源利用效率高的企业扩大生产规模。
27.通过区块链上的联合买入智能合约，自动执行预设的交易规则，使难以承受高价格的企业在碳汇证书90实际单价升高前即知劣势，更早的进行生产线10工艺的改进或者减产，在碳排放发生前主动减少碳的排放，即有助于稳定碳汇证书90价格也有助于生产线10的改进。
28.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。