构建生态文明的“碳币”系统

梁扬志

摘要 作为国家生态文明建设示范区的深圳市盐田区，根据碳排放权交易政策和规范，率先探索和建立生态文明碳币系统和碳币的体系。本文详细阐述碳币系统的设计思路、系统架构及系统功能，通过采用了体系化、结构化的“平台+应用”设计模式创新性地建设具有“碳交易”功能特色的应用系统，为生态文明建设做出先行的探讨和示范。

[关键词]生态文明通讯 碳交易 碳币系统

1 导言

1997年12月国际社会于日本京都签订了《京都议定书》（简称《议定书》）。《议定书》把市场机制作为解决二氧化碳为代表的温室气体减排问题的新路径，即把二氧化碳排放权作为一种商品，从而形成了二氧化碳排放权的交易，简称碳交易。

碳币系统作为城市“碳交易”建设的重要抓手，它的建立让人们的绿色低碳行为有了量化标准，对生态文明的行为赋予一定的价值量，提供兑换低碳奖励，以正面激励的方式让社会各界积极参与到生态文明建设中来。

深圳市作为当前全国唯一启动的碳市场的城市，积极探索适应中国国情且具有深圳特色的碳排放权交易机制。作为国家生态文明建设示范区的盐田区，率先探索和建立生态文明碳币系统。

2 碳币系统的功能模式和构建思路

2.1 系统框架和功能

建立生态文明网站、微信号，形成以手机为主，网站为辅的碳币系统，建有用户注册、碳币获取、碳交易盐田板块和物流配送等16个主要应用功能，系统框架如图1所示。实现“碳交易”中的低碳行为数据的获取和量化、碳币兑换和获取、以及碳币实物兑换和碳币消费的主要业务功能。

2.2 数据的获取

碳币系统充分整合环境监测监控系统、垃圾分类系统、共享自行车系统，并与电网、自来水以及燃气公司进行居民用电、用水和燃气的数据对接，建立数据库实现相关数据的流通共享、自动化处理及可视化呈现，为科学量化碳币提供数据支撑。

2.3 碳币量化

以碳排放核算为基础和价值规律为参照，系统设置科学的、可微调的量化计算功能模块，碳币量化计算基本原则：1碳币=O.O1元人民币，1吨二氧化碳（C02）市场价约在40-50元人民币，按照节约1吨C02=4000碳币，1立方米水=减排0.695kgCO2。

2.4 碳币流通和兑现

碳币作为虚拟兑换券，由减碳量科学换算而来，具有价值尺度和支付功能。系统流通如图2所示，用户可通过生态文明行为以及捐赠资金及产品获得相应碳币，获得的碳币可互相赠与、可通过基金会获得相应的物资或精神奖励。

用户获得的碳币一方面可兑换物资奖励，也可通过碳交易盐田板块实现将碳币兑换成CCER，参与到碳交所的市场交易，对于交易不成功的，基金会将采取回购政策。

2.5 碳交易盐田板块

碳交易盐田板块是系统的核心功能模块之一，实现用户购买CCER和“碳交易”。碳币系统的企业用户发起兑换CCER申请，运营人员按照申请价格，在交易系统发起交易，交易成功后再将交易信息记录到系统，并反馈给申请用户，申请用户即获得相应的CCER等。用户也可将拥有的CCER进行交易，交易所得金额，直接反馈给用户。该模块主要功能有：通过K线图方式提供CCER行情信息;委托购买/委托出售的碳币交易;交易记录参数等方面的管理。交易流程如图3所示。

3 碳币系统的实现方案

依照国内、外和业界标准，考虑碳币系统和信息化发展的需求，本系统的设计采用了结构化的“平台+应用”框架模式，强调突出应用、整合资源、信息共享的建设思路。架构如图4所示。

3.1 应用层的实现

系统涉及到Web网站和移动端两方面的应用：

3.1.1 Web应用架构图

如图4的应用层框架所示。按MVC模式将控制层、业务逻辑层、数据持久层分开。控制层使用StructsAction来响应请求和分发数据，控制页面跳转;业务逻辑层使用spring来实现注入和事件控制，还提供对外的webService接口，通过企业服务总线，实现对业务流程的控制和调用外部系统的数据;数据持久层使用Persister组件实现ORM映射，减少程序代码对表结构的依赖。

3.1.2 移动应用架构图

如图5所示，移动开发框架为整合了HTML5+CSS3+Javascript三种技术，并利用移动开发框架提供的云编译环境，把HTML5的应用打包成安卓、IOS平台的安装包。实现了一次开发，适应多种平台，减少了移动APP的开发成本，缩短了开发周期。

3.2 用户层实现

该层支持浏览器、智能手机、邮件等模式，浏览器为主要的展示方式，所有的业务功能将在浏览器上进行展示，其于J2EE框架，开发各种功能页面，再通过浏览器来访问这些页面。系统与手机的交互主要是短信方式和WAP方式，短信方式主要用来进行工作提醒和告警作用，同时可进行简单的审批操作。WAP方式用来处理工作待办以及用来查看系统的待阅信息。本系统与邮件的交互主要是用来发布待办通知以及公告推送等功能。

3.3 表现层实现

3.3.1 Web方案

主要通过JsP和servlet来实现各类功能页面，使用ajax技术来辅助实现一些与后台的数据交互。同时封装了一批常用的，具有较好用户体验的UI组件，这些UI组件基本上覆盖了常用网页开发的各个方面，通过这种方式可以快速的搭建出高质量的Web功能页面。

3.3.2 移动端方案

主要是采用HTML5+CSS3+Javascript技术构建页面控件。由于Javascript可调用移动终端操作系统提供的原生的API，因此，使用该技术开发出来的页面控件，跟操作系统提供的原始控件风格是一致的。

3.4 系统接口设计

为了满足碳币系统平台SOAP体系技术来搭建具有高可扩展性的系统体系架构的要求，系统与其他系统接口方式采用网络服务（WebService）方式为主，数据库直连（DBLink）方式为辅。采用网络服务技术把业务封装并发布出来，通过安全权限授权访问，如图6的交换过程所示。

3.5 云技术的应用

考虑到数据容量、系统运行速度和安全性的要求，本系统数据存储采用公有云+私有云架构技术，解决大用户访问下的高并发问题，保证数据安全性，同时确保数据和用户信息的隐秘性、可扩展。

4 结语

盐田区碳币系统具有如下特色：

（1）国内首创以碳币为纽带的社会动员系统平台，充分利用互联网+的趋势，在碳排放交易上走出创新的路径;

（2）对公众的生态文明行为通过“碳交易”进行碳币奖励;

（3）以服务和应用为主，利用系统平台为公众提供便民服务;

参考资料

[1]张清玉，英国个人碳交易研究及启示[J]，财会通讯，2013 （04）：117-119.

[2]孙建卫，赵荣钦，等.1995-2005年中國碳排放核算及其他因素分析研究[J].自然资源学报，2010 （06）.

[3]范进，赵定涛，等，基于消费者视角的碳排放权交易机制研究[J].中国软科学，2012 （06）.