CN108364208A - 一种基于区块链技术的能源互联网碳排放交易方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于区块链技术的能源互联网碳排放交易方法，步骤如下（1）采用绿色系数衡量能量产品的绿色品质；（2）CO2币为碳排放交易中的流通货币，可在各互联网+行业中自由流通和进行碳排放交易；（3）能量产品可通过CO2币的交易实现“净化”；（4）根据能源供应商的前一次入网的能量产品绿色系数和当前拥有的CO2币数量来判断其当前能量产品是否可以进入能源互联网流通；（5）建立CO2币奖惩机制；（6）没有能量产品亦可购售CO2币；（7）由政府确定CO2排放基准和发放CO2币交易许可证；（8）基于区块链技术建立能源互联网CO2币交易平台。本申请可以极大提升能源互联网碳排放交易的公平性、透明性和灵活性，从而有利于促进整个能源互联网资源的优化配置。

Description

一种基于区块链技术的能源互联网碳排放交易方法
技术领域
本发明涉及能源互联网的节能减排技术领域，特别是涉及一种基于区块链技术的能 源互联网碳排放交易方法。
背景技术
能源互联网作为多种能源网络和信息互联网深度融合的产物，将深刻变革未来的能 源生产、传输、存储、消费等各个环节，极大提升能源的高效和清洁利用，是目前学术 界和产业界的新焦点。能源互联网的碳排放交易是能源互联网节能减排技术领域的关键 环节，通过碳排放交易可以极大地激活各类能源系统的节能减排潜力，提升整体能源互 联网系统的节能减排水平，乃至于促进整个能源互联网资源的优化配置。
当前的碳排放交易主要建立在碳排放配额和中心化运行机制的基础上，这种模式主 要存在如下两个问题：一是碳排放配额分摊的公平性很难得到保证，其分摊具有较强的人为主观性，包括企业排放历史数据的选择、未来排放数据的预测、配额计算方法的选 取等，均具有人为主观性，很难做到公平公正和客观表征系统的节能减排要求；二是中 心化的运行机制将导致碳排放交易安全性、公平性等极易受中心节点性能的影响，一旦 中心节点出现问题，整个系统将面临崩溃的风险，给能源互联网的安全运行造成极大影 响。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供一种基于区块链技术的能源互联网碳排放交易方 法，该方法所采用的去中心化机制可以极大提升能源互联网碳排放交易的安全性，而且通过 绿色系数的准入控制、CO2币的自由流通和点对点的交易可以保证碳排放交易的公平性，充 分激活各类能源系统的节能减排潜力，为达此目的，本发明提供一种基于区块链技术的能源 互联网碳排放交易方法，具体步骤如下：
(1)采用绿色系数衡量能量产品的绿色品质；
(2)CO2币为碳排放交易中的流通货币，可在各互联网+行业中自由流通和进行碳排放 交易；
(3)能量产品可通过CO2币的交易实现“净化”；
(4)根据能源供应商的前一次入网的能量产品绿色系数和当前拥有的CO2币数量来判 断其当前能量产品是否可以进入能源互联网流通；
(5)建立CO2币奖惩机制；
(6)没有能量产品亦可购售CO2币；
(7)由政府确定CO2排放基准和发放CO2币交易许可证；
(8)基于区块链技术建立能源互联网CO2币交易平台。
本发明的进一步改进，步骤一所述绿色系数γ由公式来确定，式中，mp为当前 产品单位能量中的CO2排放量，kg/kJ；mcrt为单位能量对应的CO2排放量基准，kg/kJ。
本发明的进一步改进，步骤三所述能量可通过CO2币的交易实现“净化”，指能量产品 绿色系数不符合入网要求的能源供应商可通过碳排放交易平台购买相应的CO2币来保证能量 满足入网要求。
本发明的进一步改进，步骤五所述CO2币奖惩机制为能源供应商的能量产品进入能源互 联网后，区块链系统根据能源供应商的实际能量产品输出量和绿色系数进行奖惩，奖励或惩 罚的CO2币数量Ψ根据Ψ＝λEγmcrt来确定，式中，E为能源供应商当前能量产品实际供应量， kJ；λ为CO2币与CO2减排量之间的转换系数，个CO2币/kgCO2；当Ψ大于0时为奖励， 当Ψ小于0时为惩罚。
本发明的进一步改进，步骤六所述没有能量产品亦可购售CO2币指碳排放交易平台不仅 对各类拥有能量产品的能源企业开放，同时允许各类非能源企业、金融机构和个人等参与CO2 币的购售。
本发明提供一种基于区块链技术的能源互联网碳排放交易方法，该方法所采用的去中 心化机制可以极大提升能源互联网碳排放交易的安全性，而且通过绿色系数的准入控制、 CO2币的自由流通和点对点的交易可以保证碳排放交易的公平性，本发明不仅可以充分 激活碳排放交易市场，而且可以极大提升能源互联网碳排放交易的公平性、透明性和灵 活性，使得市场机制充分发挥作用，有利于促进整个能源互联网资源的优化配置。
附图说明
图1为发电企业的碳排放交易流程。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明提供一种基于区块链技术的能源互联网碳排放交易方法，该方法所采用的去 中心化机制可以极大提升能源互联网碳排放交易的安全性，而且通过绿色系数的准入控 制、CO2币的自由流通和点对点的交易可以保证碳排放交易的公平性，充分激活各类能源系统的节能减排潜力。
实施例：以发电企业的碳排放交易为例说明本发明的具体实施方式，如图1所示为发电企业的碳排放交易流程。
(1)准入检查；
第k日竞价前，竞价平台先根据前一日(即第k-1日)各发电厂的绿色系数和CO2 币存量计算出各发电厂次日(即第k+1日)的电量申报上限(i为第i发电厂)，并发 送给各发电厂作为电量申报的参考基准。可由式(4)求得。由式中可知，当发电厂前 一日的产品绿色系数时，系统不对发电厂的电量申报预设上限，发电厂可根据自身 生产能力进行电量申报。当发电厂前一日的产品绿色系数时，则需满足式(4)所 示的上限要求。
如发电厂于前一日并未输出电产品，则系统将依次往前搜索获得最近一次输出电产 品时对应的绿色系数，对于首次申报上网的发电厂，则默认发电厂的产品绿色系数为0，对其电量上限不作预限制。
(2)各发电厂电量、电价申报：
各发电厂于第k日向竞价平台发出第k+1日的竞价清单，各发电厂根据系统给出的电量上限要求并综合考虑自身的生产能力、产品成本等因素对电量、电价进行申报。系 统自动将不符合申报要求的退回发电厂要求其重新申报。
(3)次日发电上网安排：
各发电厂申报完成后，电产品竞价平台根据各厂电量、电价以及用户端需求给出各 厂第k日的发电上网安排，并通知各发电厂。
(4)实时平衡交易：
第k+1日各发电厂按日前计划进行电产品生产和供应，不能按计划生产的电量纳入 实时平衡交易，由其它各电厂进行竞价交易。
(5)出清结算：
各发电厂第k+1日成功上网后，区块链系统于第k+2日根据各发电厂的实际发电量和产品绿色系数进行CO2币的奖惩，如式(5)所示。当为正值时表明该发电厂当日 获得了CO2币奖励，当为负值时表明该发电厂受到了惩罚，被扣除了相应的CO2币。
式中，表示时间分隔数，Δt为时间间隔(h)；j为第k+1日的第j段时间，和γi,j分别为第i发电厂第k+1日第j段时间的发电量和电产品绿色系数。
最后根据式(5)计算各发电厂第k+1日的平均绿色系数，作为各发电厂上网竞价前准入检查时核算的绿色系数。
将该机组的等参数加盖时间戳并记录到区块链中，不可纂改。
(6)CO2币交易
各发电厂可根据需要在CO2币交易平台上向其它企业、机构或个人出售CO2币或者购买CO2币。CO2币交易时，每当CO2币发生一次所有权转移，交易信息即加盖时间 戳并记录在区块链中，不可纂改。
第k+1日生产和CO2币交易完成后，各发电厂第k+1日的总累积CO2币数量可由式(7)求得。
式中，和分别为该机组通过碳排放交易市场购买和销售的CO2币数。
其它各类能量产品如热产品、冷产品均可采用上述方实现竞价和CO2币交易，由此可延伸至所有可量化CO2排放的行业。
(7)政府确定碳排放基准和发放CO2币交易许可证；
为了促使各类能源系统和能源网络向低碳水平不断进化，碳排放基准mcrt不能一成不 变，而应该隔一段时间调整一次。碳排放基准mcrt不仅影响到各能量产品商的产品准入， 还可能对现有存量的CO2币价值造成冲击。例如，将mcrt减小，即碳排放要求更严格，在各能源产品供应商不改变目前碳排放水平的前提下，部分恰好能达到原有准入基准的能源产品供应商将无法满足现有基准要求，这些供应商要么通过自身系统净化改造以提升自身产品的绿色系数，要么通过购买CO2币来实现上网，要么放弃能量产品供应。而对 于整个市场而言，在维持现有能量绿色水平的前提下，mcrt的减小将导致整个市场通过奖 励得到的CO2币变少，而扣除的CO2币将增加，这意味着原有的CO2币产量增幅将减 少，CO2币价值将提升。反之，如果将mcrt增大，则CO2币价值将贬值。因此，碳排放 基准的调整时间和调整幅度应由政府统一管控，并且在调整前应进行充分评估和听证， 以确保其调整不至于给市场造成风险而且有利于充分提升能量互联网的低碳化水平。
此外，向所有企业、金融机构和个人开放CO2币交易无疑将极大地激活碳排放市场， 但同样会带来安全性和风险问题。如果任何人均可以不受约束的进行CO2币交易，则CO2 币很可能会成为攻击和劫持整个能源互联网的强大工具。因此，在碳排放交易机制中仍 需保留一些必要的行政约束，包括CO2币交易许可证的发放、非能源企业和个人CO2币持有量的限制等，以确保碳排放交易机制健康、可持续的运作。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制， 而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于区块链技术的能源互联网碳排放交易方法，具体步骤如下，其特征在于：
(1)采用绿色系数衡量能量产品的绿色品质；
(2)CO2币为碳排放交易中的流通货币，可在各互联网+行业中自由流通和进行碳排放交易；
(3)能量产品可通过CO2币的交易实现“净化”；
(4)根据能源供应商的前一次入网的能量产品绿色系数和当前拥有的CO2币数量来判断其当前能量产品是否可以进入能源互联网流通；
(5)建立CO2币奖惩机制；
(6)没有能量产品亦可购售CO2币；
(7)由政府确定CO2排放基准和发放CO2币交易许可证；
(8)基于区块链技术建立能源互联网CO2币交易平台。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的能源互联网碳排放交易方法，其特征在于：步骤一所述绿色系数γ由公式来确定，式中，mp为当前产品单位能量中的CO2排放量，kg/kJ；mcrt为单位能量对应的CO2排放量基准，kg/kJ。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的能源互联网碳排放交易方法，其特征在于：步骤三所述能量可通过CO2币的交易实现“净化”，指能量产品绿色系数不符合入网要求的能源供应商可通过碳排放交易平台购买相应的CO2币来保证能量满足入网要求。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的能源互联网碳排放交易方法，其特征在于：步骤五所述CO2币奖惩机制为能源供应商的能量产品进入能源互联网后，区块链系统根据能源供应商的实际能量产品输出量和绿色系数进行奖惩，奖励或惩罚的CO2币数量Ψ根据Ψ＝λEγmcrt来确定，式中，E为能源供应商当前能量产品实际供应量，kJ；λ为CO2币与CO2减排量之间的转换系数，个CO2币/kgCO2；当Ψ大于0时为奖励，当Ψ小于0时为惩罚。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的能源互联网碳排放交易方法，其特征在于：步骤六所述没有能量产品亦可购售CO2币指碳排放交易平台不仅对各类拥有能量产品的能源企业开放，同时允许各类非能源企业、金融机构和个人等参与CO2币的购售。
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