一种基于区块链的碳交易构建方法与流程

1.本发明涉及区块链技术领域、碳技术领域，尤其涉及一种基于区块链的碳交易构建方法。


背景技术：

2.区块链技术是一种数据存储技术，区块链具有去中心化、不可篡改的特性，因此保存到区块链中的数据是十分安全的；近年来怎么将区块链技术运用到生活中的各种场景是区块链技术的发展方向，因为这些场景通过区块链技术保存和处理其中的数据信息，保证了数据信息的安全性。
3.碳技术是由于以二氧化碳为主的温室气体造成的环境问题不断加剧，提出的一种技术；碳技术主要包括：碳交易、碳排放、碳达峰和碳中和技术；其中，碳交易技术本质是一种金融活动：一方面金融资金直接或间接投资于创造碳资产的项目和企业，另一方面来自不同项目和企业产生的减排量进入碳金融市场进行交易，被开发成标准的金融工具；因此碳交易把气候变化的这一科学问题，转化为碳排放这一技术问题；将如何减少碳排放这一技术问题与可持续发展这一经济问题紧密地结合起来，以市场机制来解决这个科学、技术和经济综合问题。
4.中国是全球第二大温室气体排放国，虽然没有减排约束，但中国被许多国家看作是最具潜力的减排市场；印度、巴西、中国和墨西哥是全球cdm项目注册数目最多的4个国家，占据了全球cdm项目总数的75％；但进行碳交易需要去指定的交易所进行交易，交易流程较为复杂和繁琐，且碳交易市场还较为混乱，因此怎样寻找一种方法在保障交易安全且可靠的前提下，快速的进行碳资产的转移，是碳交易技术急需解决的问题。


技术实现要素：

5.为克服以上技术中存在的问题，本发明提供一种基于区块链的碳交易构建方法，该方法包括：
6.用户注册时，将注册成功的账号信息对应的公司有关计划碳减排信息写入新形成的区块；
7.根据产品生产总量、计划碳减排信息和预设的算法，计算出各公司的实际碳减排量；
8.通过减排量生成碳币，发布到区块链系统；
9.其他超出碳减排量范围的公司，通过登录账号，连接区块链系统，在区块链系统上消耗碳币，进行碳排放权的购买；
10.所述计划碳减排信息包括：碳排放权信息、往年产品生产总量和需要减排的碳百分比信息。
11.所述用户注册时包括：区块链系统对用户身份信息是否符合碳减排资格的审查，规定只有注册成功清洁发展机制(cdm)的公司才能在该区块链系统上注册成功，注册成功
所需验证的为该公司的营业执照信息。
12.所述用户注册时还包括：将符合规定的用户公司信息写入到区块链新形成的区块中，其中区块链新区块的形成伴随着记账者的选取，规定该区块链上每隔一段时间生成一个新区块，记账者的选取为在参与竞争区块记账者的节点中随机选取。
13.所述将注册成功的账号信息对应的公司有关计划碳减排信息写入新形成的区块包括：将注册成功的账号信息对应的公司信息写入新形成的区块中；所述公司信息为有关计划碳减排信息，计划碳减排信息包括该公司根据清洁发展机制(cdm)获得的：公司身份信息、今年碳的排放量上限、往年产品生产总量和需要减排的碳百分比。
14.所述注册成功的账号信息对应的公司有关计划碳减排信息写入新形成的区块还包括：其中，公司身份信息为能代表该公司的信息，保存到区块链中的公司身份信息和碳排放信息一一对应；今年碳的排放量上限指按照清洁发展机制(cdm)要求该公司今年碳的排放上限，它是由往年产品生产总量和需要减排的碳百分比计算得出的，假如往年碳排放量为m，需要减排的碳百分比为&，今年碳的排放上限为m，通过往年碳排放量m和需要减排的碳百分比&计算出m的公式为：m＝m(1－&)；往年碳排放量为根据该公司往年生产情况计算出的年生产总量对应的碳排放量平均值；需要减排的碳百分比为根据清洁发展机制分配到该公司的减排量百分比，减排量百分比以将往年产品生产总量对应的碳排放量看作1进行计算。
15.所述计算出各公司的实际碳减排量包括：在一个整的生产周期内，区块链系统通过获取的各公司的真实生产总量，通过生产总量计算出该公司的碳排放量，根据碳排放量和今年碳的排放量上限的关系，判断碳的排放量是否符合清洁发展机制(cdm)规定的该公司的碳排放标准；若碳排放量不大于今年碳的排放量上限，则证明该公司的碳的排放量符合清洁发展机制(cdm)规定的该公司的碳排放标准，若碳排放量大于今年碳的排放量上限，则证明该公司的碳的排放量不符合清洁发展机制(cdm)规定的该公司的碳排放标准。
16.所述计算出各公司的实际碳减排量还包括：若碳排放量小于今年碳的排放量上限，则证明该公司的碳排放量还有剩余，可以在区块链中进行交易这部分剩余的碳排放量；若碳排放量大于今年碳的排放量上限，则证明该公司违背了清洁发展机制(cdm)的规定，则需要在区块链上从其他公司购买相应的碳排放权，增加所允许的碳排放总量，达到符合清洁发展机制(cdm)规定的标准。
17.所述通过减排量生成碳币，发布到区块链系统包括：将各公司的剩余的碳排放量生成碳币的形式进行区块链碳排放权的交易；在生产过程完成后，将公司的剩余的碳排放量转化成碳币，并将转化的碳币与该公司钱包绑定，并广播到区块链网络。
18.所述其他超出碳减排量范围的公司包括：超出碳减排量范围的公司指碳排放量大于今年碳的排放量上限，根据超出碳排放的量换算成碳币，在区块链上购买同等数量的碳币，获得碳排放权，即使该公司的碳排放符合清洁发展机制(cdm)的规定。
19.本发明的有益效果是：
20.本发明将区块链技术和碳交易结合起来，在区块链的基础上实现碳交易的线上化；通过区块链技术保存信息的安全性，保证了碳交易信息的安全性；通过区块链技术实现碳资产在网络上的快速转化和碳排放权的快速交易。
附图说明
21.图1：一种基于区块链的碳交易构建方法的流程图。
22.图2：公司存入区块的信息示意图。
23.图3：碳币与减排量的转化示意图。
24.图4：碳排放信息统计和碳排放权转移示意图。
具体实施方式
25.以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明，应该理解的是此处所给出的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不能用来限制本发明。
26.如图1所示：为本发明的一种基于区块链的碳交易构建方法的流程图；该流程图包括如下步骤：步骤s20，用户注册时，将注册成功的账号信息对应的公司有关计划碳减排信息写入新形成的区块；s21，根据产品生产总量、计划碳减排信息和预设的算法，计算出各公司的实际碳减排量；s22，通过减排量生成碳币，发布到区块链系统；s23，其他超出碳减排量范围的公司，通过登录账号，连接区块链系统，在区块链系统上消耗碳币，进行碳排放权的购买。
27.具体地，首先，本发明将用户注册的账号信息和对应的公司有关计划碳减排信息写入区块链的新区块中；在公司的后续生产完成后，统计该公司该年份的实际产品生产总量，并运用减排前的产品生产总量、计划碳减排信息和预设的算法，判断该公司实际产品生产总量是否符合该公司减排标准；若符合，则根据预设的计算将公司过剩的碳排放权拥有的碳排放量转化为碳币，并将该公司和碳币数量广播到区块链网络；若不符合，则根据预设的计算将公司超过的那部分碳排放量转化为碳币数量，连接区块链网络，购买相同数量的碳币，即获得碳币代表的等价数量的碳排放权。
28.步骤s20，用户注册时，将注册成功的账号信息对应的公司有关计划碳减排信息写入新形成的区块；具体地，用户注册方法为：区块链系统对用户身份信息是否符合碳减排资格的审查，规定只有注册成功清洁发展机制(cdm)的公司才能在该区块链系统上注册成功，将该公司的营业执照和清洁发展机制(cdm)注册成功的标记进行绑定，通过验证该公司是否绑定的营业执照信息，判断该公司在区块链系统的注册结果，若该公司的营业执照绑定的有清洁发展机制(cdm)注册成功的标记，则确定该公司注册成功。
29.优选地，将符合规定的用户公司信息写入到区块链新形成的区块中，其中区块链新区块的形成伴随着记账者的选取，规定该区块链上每隔一段时间生成一个新区块，记账者的选取为在参与竞争区块记账者的节点中随机选取。
30.具体地，计划碳减排信息包括：碳排放权信息、往年产品生产总量和需要减排的碳百分比信息。
31.具体地，碳排放权信息为：根据清洁发展机制(cdm)分配到该公司的碳排放量的权利，一个公司拥有碳排放权，说明该公司需要按照清洁发展机制(cdm)碳排放规则进行碳的排放，该公司碳排放权拥有的碳排放量是按照清洁发展机制(cdm)分配到该公司碳排放上限量。
32.具体地，公司保存到区块链的信息为有关计划碳减排信息，计划碳减排信息包括该公司根据清洁发展机制(cdm)获得的：公司身份信息、当年碳的排放量上限、往年产品生
产总量和需要减排的碳百分比。
33.优选地，公司身份信息为能代表该公司的信息，如该公司的营业执照；保存到区块链中的公司身份信息和碳排放信息一一对应；今年碳的排放量上限指按照清洁发展机制(cdm)要求该公司今年碳的排放上限，它是由往年产品生产总量和需要减排的碳百分比计算得出的，假如往年碳排放量为m，需要减排的碳百分比为&，今年碳的排放上限为m，通过往年碳排放量m和需要减排的碳百分比&计算出m的公式为：m＝m(1－&)；往年碳排放量为根据该公司往年生产情况计算出的年生产总量对应的碳排放量平均值；需要减排的碳百分比为根据清洁发展机制分配到该公司的减排量百分比，减排量百分比以将往年产品生产总量对应的碳排放量看作1进行计算。
34.s21，根据产品生产总量、计划碳减排信息和预设的算法，计算出各公司的实际碳减排量；具体地，实际碳减排量为各公司的实际碳的减排情况，是通过实际碳的排放量和今年碳的排放量上限计算而得的。
35.具体地，计算出各公司的实际碳减排量的方法：在一个完整的生产周期内，通常一个完整的生产周期为一年，区块链系统通过获取的各公司的真实生产总量，通过生产总量计算出该公司的碳排放量，根据碳排放量和今年碳的排放量上限的关系，判断碳的排放量是否符合清洁发展机制(cdm)规定的该公司的碳排放标准；若碳排放量不大于今年碳的排放量上限，则证明该公司的碳的排放量符合清洁发展机制(cdm)规定的该公司的碳排放标准，若碳排放量大于今年碳的排放量上限，则证明该公司的碳的排放量不符合清洁发展机制(cdm)规定的该公司的碳排放标准。
36.具体地，若碳排放量小于今年碳的排放量上限，则证明该公司的碳排放权拥有的碳排放量还有剩余，可以在区块链中进行交易该部分剩余的碳排放量；若碳排放量大于今年碳的排放量上限，则证明该公司违背了清洁发展机制(cdm)的规定，则需要在区块链上从其他公司购买相应的碳排放权，增加所允许的碳排放总量，达到符合清洁发展机制(cdm)规定的标准的目的。
37.优选地，实际碳减排量计算公式为：g＝m－n，其中m为按照清洁发展机制(cdm)分配给公司的碳排放量上限，n为公司碳的实际排放量；通过公式计算出实际碳减排量情况，当g≥0时，则认为该公司的实际碳减排量符合清洁发展机制(cdm)碳减排标准；当g《0时，则认为该公司的实际碳减排量不符合清洁发展机制(cdm)碳减排标准。
38.s22，通过减排量生成碳币，发布到区块链系统；具体地，通过减排量生成碳币，发布到区块链系统，通过该方法将各公司剩余的碳排放量以生成碳币的形式进行区块链碳排放权的交易；在生产过程完成后，将公司的剩余的碳排放量转化成碳币，并将转化的碳币与该公司钱包绑定，广播到区块链网络。
39.优选地，各公司剩余的碳排放量生成碳币的公式为：x＝(m－n)α，其中，x为转化的碳币数量，α为碳币与质量的转化比，m为清洁发展机制(cdm)分配给a公司的碳排放量，n为公司实际碳排放量，其中n《m；计算出该公司实际碳减排量转化为碳币的数目，并将碳币数目广播到区块链网络进行出售。
40.s23，其他超出碳减排量范围的公司，通过登录账号，连接区块链系统，在区块链系统上消耗碳币，进行碳排放权的购买；具体地，超出碳减排量范围的公司指碳排放量大于今年碳的排放量上限，该公司根据超出碳排放的量换算成碳币，在区块链上购买同等数量的
碳币，获得碳排放权，即使该公司的碳排放符合清洁发展机制(cdm)的规定。
41.具体地，该公司通过登录区块链网络账号，在区块链网络上购买指定数量的碳币，即获得指定数量碳币所对应的碳排放权，该部分碳排放权所代表的碳排放量抵消该公司超出碳减排范围的那部分碳排放量，则使得该公司的碳排放符合清洁发展机制(cdm)的规定。
42.优选地，根据超出碳排放的量换算成碳币的方法为：y＝(n－m)α计算出生产超出碳币数y，其中n为公司实际碳排放量，m为清洁发展机制(cdm)分配给a公司的碳排放量，α为碳币与质量的转化比；运用该方法，求出超出碳排放的量代表的碳币数量，登录区块链账号，在区块量网络上购买碳币数量y，获得碳币数量y所对应的碳排放权，则既能达到碳排放符合清洁发展机制(cdm)的规定。
43.如图2所示：为公司存入区块的信息示意图；具体地，从图中可以看出公司存入区块的信息包括：碳排放权信息、需要减排的碳百分比信息、往年产品生产总量和碳排放权交易信息；
44.具体地，碳排放权信息为该公司根据清洁发展机制(cdm)获得的允许碳排放量，需要减排的碳百分比信息为该公司根据往年生产总量代表的碳排放量所需要减排的碳百分比，往年产品生产总量为该公司实行碳减排前公司的产品生产量，碳排放权交易信息为公司根据实际碳减排量情况进行碳排放权的出售和购买，其中碳排放权的交易，以碳币的形式进行。
45.优选地，存入区块的信息还有生产一个单位质量的产品所需排放到大气中的碳的排放量μ，通过该方法根据统计各公司的产品生产总量，即可以求出碳的排放量，需要注意各公司一个单位的产品所对应的碳的排放量μ，且由于生产产品的设备更新，也有可能导致μ不同，所以在进行产品生产量和碳的排放量的计算时，要针对该公司生产的该产品的碳排放量对应的μ值进行计算。
46.如图3所示：为碳币与减排量的转化示意图；具体地，以a公司的碳币和减排量的转化为例，假如：清洁发展机制(cdm)分配给a公司的碳排放量m，a公司实际碳排放量n(n《m)，则a公司的碳币和减排量的转化公式为：x＝(m－n)α将实际减排量转化为碳币，其中，x为碳币数量，α为碳币与质量的转化比；将实际碳的减排量转化为碳币数量后，将碳币数量广播到区块链网络进行出售，等待买家购买。
47.如图4所示：为碳排放信息统计和碳排放权转移示意图；具体地，首先，公司对碳排放信息进行记录；对公司的碳排放信息记录的方式为：统计公司的产品生产总量所造成的碳的排放量。
48.优选地，将产品生产总量换算成碳的排放量的方式为：根据一个单位的产品所对应的碳的排放量和产品生产总量，计算出总的碳的排放量。
49.具体地，计算出碳的总的排放量后，根据碳的总的排放量、公司计划碳减排信息和预设的计算判断该公司的碳的排放量是否符合清洁发展机制(cdm)分配的标准，若实际碳的总的排放量不超过分配的碳的排放量，则认为该公司的碳的排放量符合清洁发展机制分配的标准；若实际碳的总的排放量超过分配的碳的排放量，则认为该公司的碳的排放量不符合清洁发展机制分配的标准准。
50.优选地，判断该公司的碳的排放量是否符合清洁发展机制(cdm)分配的标准的方法为：根据公式：w＝m－n，(w为实际碳的减排量情况值，m为该公司分配的碳排放量，n为实
际碳的排放量)中w值的是否小于0和来判断该公司的碳的排放量是否符合清洁发展机制(cdm)分配的标准；若w值不小于0，则认为实际碳的排放量不超过分配的碳的排放量，该公司的碳的排放量符合清洁发展机制(cdm)分配的标准；若w值小于0，则认为实际碳的排放量超过分配的碳的排放量，该公司的碳的排放量不符合清洁发展机制分配的标准。
51.具体地，根据实际碳的排放量是否满足清洁发展机制(cdm)分配的标准，各公司采取对应措施，进行碳排放权的出售和购买；使得碳的排放量符合清洁发展机制(cdm)分配的标准的公司能够出售剩余的碳的排放权获得利益，碳的排放量不符合清洁发展机制(cdm)分配的标准的公司能够从出售方购买到超出生产的碳的排放权，并获得对应的碳的排放权，使得公司的实际碳的排放量符合符合清洁发展机制(cdm)分配的标准。
52.优选地，若该公司的实际碳的排放量符合清洁发展机制(cdm)分配的标准，且w＝m－n，(w为实际碳的减排量情况值，m为该公司分配的碳排放量，n为实际碳的排放量)中w》0，即该公司分配的碳排放量大于实际碳的排放量，则认为该公司的碳排放权所包含的碳的排放量有剩余，剩余的碳排放权包含的碳的排放量为w，根据公式：x＝(m－n)α将(m为该公司分配的碳排放量，n为实际碳的排放量，α为碳币与质量的转化比)剩余的碳排放权包含的碳的排放量转化为碳币，并将转化的碳币数量x广播到区块链网络进行出售。
53.优选地，若该公司的实际碳的排放量不符合清洁发展机制(cdm)分配的标准，即w＝m－n中w《0，则该公司分配的碳排放量小于实际碳的排放量，则认为该公司的碳排放权包含的碳的排放量已经用完，且超出了碳排放权包含的碳的排放量，超出部分为w的绝对值，因为w为负值；该公司需要购买超出的碳的排放量那部分碳币，用来抵消超出的碳的排放量；根据公式：y＝(n－m)α计算出生产超出碳币数y，需要注意的是：当w《0时，|w|＝|m－n|＝n－m；计算出碳币数y以后，在区块链网络上购买数量为y的碳币数，即获得数量为y碳币数代表的碳的排放权，使得该公司拥有的碳的排放权和碳的排放量相等，即使得该公司的碳的排放量符合符合清洁发展机制(cdm)分配的标准。