基于区块链的排污权交易创新机制研究

赵楠 盛昭瀚 严浩

摘要 排污权交易机制的合理性和科学性是环境经济政策有效实行的关键所在。就中国而言，排污权交易的试点实践中存在着因机制的不完备导致的信息不对称、监管效率低、政企行为异化等现象。区块链技术的引入将创新传统交易模式，形成去中心化、点对点交易、可信任的排污权交易市场。为此，文章首先从目前的排污权交易机制和区块链技术特征出发进行核心技术与应用场景功能需求耦合。在此基础上，分别从排污权交易监管、二级交易市场构建和排污权交易激励与惩罚机制三个方面搭建基于联盟链Fabric的创新应用框架，综合应用区块链中的共识机制、智能合约、Merkle树、非对称加密等技术。在排污权交易二级市场的区块链框架构建中就参与主体、交易流程和交易范围分析区块链在各个层面上带来的制度变革和创新。同时，就排污权的申购、出让和交易设计智能合约功能函数和算法，分析智能合约的运行业务逻辑。整体来看，文章在宏观层面挖掘区块链技术在排污权交易领域的场景应用框架，在微观层面上就框架内的每一耦合点分析区块链相应技术的应用机理。在两个层面协同分析说明区块链技术和排污权交易机制需求能够有效耦合，并且区块链技术的应用能够促进排污权交易中企业排污行为得到有效的监管，实现二级市场中的排污权申购、出让申请和交易等管理流程智能化和自动化，为跨区域排污权交易提供技术支撑从而降低交易成本和管理复杂度。除此之外，基于智能合约的排污信用币发行在排污权交易市场中将是推动企业积极参与到交易中的一种全新的激励手段。基于上述分析，研究认为区块链技术的创新应用是推动排污权交易的要素市场化配置和环境资源合理分配的一把利剑，将在制度和交易模式上突破传统的交易体系，形成政府和排污企业间环境资源的价值传递网络。

关键词 排污权交易;创新机制;区块链;智能合约

中图分类号 X196文献标识码 A文章编号 1002-2104（2021）05-0131-10DOI：10.12062/cpre.20200938

改革开放以来，在经济突飞猛进的同时也出现了各种环境污染问题，人们对绿色发展的要求推动着对环境治理的粗放型、命令型方式逐渐向以市场驱动为主、政府监管为辅的环境经济政策转变。排污权交易作为其中一项关键的环境治理政策，旨在通过市场机制使得环境资源得到有效配置，从而实现全社会的减排成本最小化。排污权交易在我国的试点实践已经走过了三十多年，然而在实践中却存在着信息不对称、监管不到位、排污企业参与积极性低等各方面的问题，这些也是近年来这一研究领域内学者们广泛关注的排污权制度的痛点所在。近些年，新型技术的产生为环境治理注入了新鲜的血液。2008年以比特币为代表的加密数字货币进入金融等领域[1]，区块链（Blockchain）随之应运而出，并逐渐在供应链、智能制造、物联网等领域崭露头角[2]。区块链技术所具有的去中心化、防篡改、可追溯、安全性高等特点与排污权交易机制设计中长期以来面临的信息不对称、企业排污机会主义行为监管困难等难题不谋而合，区块链技术的这些特点为排污权交易体制上的再设计提供了新的思路。因此，如何把握区块链技术优势，将排污权交易机制的痛点与区块链核心技术特点耦合并挖掘排污权机制设计中区块链的嵌入点以实现环境资源的要素市场化配置和排污权交易主体价值网络的形成，亟需科学合理地进行基于区块链的排污权交易创新机制设计和研究。

1研究综述

1.1排污权交易

作为一项实现绿色经济发展的环境手段，排污权交易体现了经济发展和环境污染之间的密切联系[3]。排污权交易制度（EmissionTradingScheme）最早是美国经济学家Crocker[4]和Dales[5]提出，其主要内涵是政府代表社会公众和环境资源的拥有者，将总量限制下的排污权有偿或无偿分配给污染者，污染者可以从政府购买该权利，也可以从拥有该权利的污染者那里购买，污染者之间可以互相出售或转让这种权利[6]。从理论根源来看，排污权交易以外部性理论、交易成本理论和环境资源产权理论等为基础，是科斯理论在生态环境保护方面的应用体现，即当交易成本为零或足够小以及交易自由的情况下，环境资源可以通过市场机制得到有效配置[7-8]。

排污权交易在我国的实践先后经历了起步尝试试点、摸索和试点深化三个阶段。随着多地试点实施的不断深入，排污权交易制度逐渐呈现出一些关键的机制性痛点问题，主要障碍存在于管理机制、信息机制和市场机制三个层面。从管理机制来看，核心问题在于监管核查机制不到位以及责任主体不明确。我国污染物计量及监管能力较为薄弱，环保部门难以掌握企业排污的真实情况，对交易情况的追踪和核实也难以有效展开从而无法对问题企业进行追责，并且公众缺乏渠道获取环境污染信息导致无法实现公共监管[9]。从信息机制来看，排污权交易中的信息不对称是企业搭便车行为和寻租行为以及政府部门逆向选择行为滋生的沃土，而传统交易机制下的信息不对称难以避免，对这一问题的处理也只能单一的依赖契约设计的尽量完备化[10-11]。在市场机制层面，我国排污权交易二级市场由于交易范围的限制、交易程序的烦琐、试点间交易机制差异明显以及交易费用和政策限制带来的交易主体准入门槛高[9，12]等市场化要素配置的不合理性而呈現出有价无市、“一潭死水”的状态。

从根源来看，机制障碍的根本在于排污权交易制度本身的要素市场化配置的产权界定不明晰、交易主体行为不规范及交易规则的公平性和效率性缺乏，从而致使排污权交易市场失灵，但是目前少有文献能够在机制设计上综合集成考虑这些关键根源问题。文章将试图从宏观分析的角度构思如何在区块链技术环境下更有效地解决排污权交易体系的这些问题症结。

1.2区块链技术及应用

2008年，区块链（Blockchain）技术思想在中本聪的一篇名为“Bitcoin：Apeer-to-peerelectroniccashsystem”[1]的报告中首次揭示，并且阐述了基于P2P网络技术、加密技术、时间戳技术等的电子现金系统的构架理念。至此，区块链世界的大门向人们逐渐开启。区块链作为一个分布式账本（Decentralizedsharedledger），按照时间顺序将数据区块以链式存储为特定的数据结构，并以密码学方式保证数据的不可篡改和不可伪造[13-14]。因此，具备透明可信、防篡改可追溯、隐私安全保障以及系统高可靠四个主要特征[15]。

目前，国内外对区块链应用研究较为广泛的领域包括数字货币交易、供应链、版权和产权保护等方面[16-17]，在排污权交易领域，部分国外学者针对区块链在这一领域的适用性和风险以及基于区块链平台的排污权交易市场设计进行了初步的探索。在应用研究方面，Al等从隐私性和系统安全性角度提出了一个以比特币系统为基础的去中心化碳排污权交易系统结构模型，解决了交易主体之间的匿名交易问题[18]。Fu等[19]将区块链与工业4.0结合构建服装制造行业的排污权交易框架，兼容了去中心化、透明化、自动化等特征，实现了污染物排放的全生命周期的管理。Pate等[20]在研究中将以区块链为底层技术的代币应用到碳交易中，探索碳排放许可证的数字化追踪，促进碳经济在全球范围内的去中心化和透明化。另外，也有部分研究采用了较为成熟的区块链框架作为排污权交易的平台，例如Yuan等[21]

选择联盟链中的超级账本（Hyperledger）设计排污权交易系统，应用分布式账本、共识机制、智能合约等核心技术，初步实现了排污权交易的区块链平台搭建;Franke等[22]构建了一套评估区块链系统的技术和软要素指标体系用以对比以太坊（Ethereum）和超级账本在排污权交易中的适用性程度，为区块链的选择决策提供借鉴。除此之外，区块链技术在排污权交易中的可应用性分析和风险分析也是进一步深入探索的关键点，Zhao等[23]采用风险分析模型对区块链技术在排污权交易中的成本效益深入研究，对于何时部署区块链、如何将核心业务转移到区块链平台以及区块链服务定价等方面提供了决策建议。

总体而言，排污权交易领域的研究在相当长一段时间内仍围绕着上文中所提及的核心痛点问题，然而由于排污权交易所在的传统中心化交易体系以及政企间的信息不透明等机制缺陷使得难以对症下药。

在目前的排污权交易与区块链技术相结合的研究中大多局限在适用性分析以及简单的平台搭建，未能在交易机制和市场要素配置层面厘清区块链为排污权交易带来的创新突破意义，尤其是国内的研究几乎处于空白的状态。因此，相教以往的研究，文章可能的创新之处在于：①鲜有研究在宏观层面对区块链在排污权交易中的应用进行框架性的探讨和分析，文章在对区块链技术特征和排污权交易的痛点进行耦合的基础之上，以超级账本Fabric为平台对排污权交易监管、排污权交易二级市场和激励惩罚机制三个方面分析区块链在排污权交易机制设计中的创新应用。②以往的区块链与排污权交易结合的研究中大多单方面地应用区块链某个核心技术，文章在排污权交易相关的三个研究内容中探究基于Fabric的区块链智能合约、共识机制、跨链技术、资产通证化等多个技术在排污权交易机制创新设计中的协同和集成作用，更加清晰地反映区块链的各个技术与排污权交易机制设计的关键耦合点。

2区块链技术特征与排污权交易需求耦合

一般来说，区块链技术的应用场景都存在三个基本特征[15]：第一，存在去中心化、多方参与和写入数据的需求;第二，对数据真实性要求高;第三，存在初始情况下相互不信任的多个参与者建立分布式信任的需求。排污权交易系统存在政府、排污企业以及社会公众多个参与主体。同时，需要不断地将交易信息、排污数据等存入数据库，更重要的是排污数据的真实性直接影响排污权交易的公平和效率。因此，从系统特征来看排污权交易是适合区块链应用的一个场景。从排污权交易需求和区块链功能的耦合来看，如图1所示，排污权交易中的痛点问题主要源于交易监管、交易规则、市场关联性（交易范围）和激励机制设计，这些宏观上的问题能够通过区块链网络的协同化、数字化、智能化、去中心化、信息透明、防篡改可溯源等功能优化解决。在涉及监管、问责的管理机制层面，区块链核心技术中的身份认证、数字签名、哈希加密将在解决传统的问题污染数据难以溯源、问题主体难以追踪中提供溯源证据链[24]，并以独特的链式存储结构及共识机制使得非法篡改污染和交易数据难度大大提升，篡改成本远远超过其获利[25]。区块链在身份授权和准入认证下的链上数据具有全网全节点的透明化特征[26]，污染数据和交易数据都需共识节点认可后上链。同时，上链后的数据能够通过默克尔树快速查询到所在区块高度，而非对称加密技术则为数据共享提供完备性和安全性保障[27]，从而实现多主体间的可靠信息传输和共享。另外，在市场机制层面区块链的智能合约技术能够在基本操作流程上优化政府的管理成本，释放公共治理资源，同时自动化执行代码能够为公平性和效率性提供保障。其次，跨链技术在排污权交易的跨区域和跨流域层面则具有独到的技术优势。同时，资产通证化结合相关的激励机制设计在企业减排技术创新和生产优化上具有调动积极性的优势。

3排污权交易的联盟链架构体系

排污权交易体系是一个多组织参与、具有一定准入要求的系统，对照区块链的分类，具有同样特征的联盟链更加适合排污权交易这一应用场景，联盟链也通常应用在多个互相已知身份的组织之间[15，28]。文章选取联盟链作为排污权交易的区块链体系基于以下四点考虑：第一，联盟链的多中心化特征较公有链的完全去中心化相比更加切合排污權交易机制的治理需求[29]。

第二，联盟链具有身份认证模块[30]，在排污权交易中更利于对排污单位的交易参与资格进行审核，同时可以管理不同网络节点的权限，适合具有不同参与角色的排污权交易市场。第三，联盟链交易速度更快，联盟链的联盟成员共识机制缩短了共识达成时间[31]，交易信息只对共识节点公开，保障了交易信息的隐私性。第四，联盟链不需要设计激励节点共识的Token体系[15]，减少了区块链分叉的可能性，也降低了系统的开发难度和使用难度。Linux基金会发起的区块链技术和交易验证的开源项目——超级账本（Hyperledger）中的Fabric是典型的带有节点许可管理的联盟链系统[32]。作为一种允许可插拔实现各种功能的模块化架构，Fabric具有强大的容器技术，来承载各种主流语言来编写的智能合约，并且具有权限管理模块、区块链应用模块以及基于SDK和CLI的应用开发服务[33]。文章主要基于Fabric构建排污权交易的联盟链架构体系，如图2所示，整体架构共包含7层结构：数据层、网络层、共识层、合约层、基础服务层、外部接口层和应用层。

数据层主要包含不同数据类别排污权交易相关的数据信息，包括污染源排污监管信息、排污权二级交易信息以及企业的生产行为数据。每个分布式节点都可以通过特定的哈希算法和Merkle树数据结构，将一段时间内接收到的交易数据和代码封装到一个带有时间戳的数据区块中，并链接到当前最长的主区块链上，形成最新的区块。该过程涉及区块、链式结构、哈希算法、Merkle树和时间戳等技术要素，均封装在数据层。

网络层是为了满足去中心化的分布式数据结构。在这一层，区块链主要提供P2P网络、Gossip协议、公钥基础结构（PublicKeyInfrastructure，PKI）和数据验证机制。在排污权交易中体现在对排污单位身份准入的限制上，需要通过政府部门的身份认证机构（CertificateAuthorities，CA）对其进行准入以及每次交易的身份审核。

共识层封装网络节点的各类共识算法，在联盟链Fabric中，依据版本的不同分为Solo算法、Kafka算法和Raft算法。Solo算法只提供单节点的排序功能，仅用于测试使用，安全性和稳定性较差。Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统，将所有的排序节点集群，实现对交易的排序。Raft算法新增了Raft主导节点，每个组织的排序节点中投票产生一个主导节点共同组成排序服务。在排污权交易的Fabric系统架构设计中，初期的试验可以采用Solo算法作为演示，在后期系统较为成熟的情况下可选择Kafka或Raft共识算法。

合约层能够应对更为复杂的信息互动需求，封装了各类脚本、算法和智能合约，是区块链在特定场景下应用的功能体现。在排污权交易应用中，交易规则的每个细节都将体现在智能合约相关函数的设计上，基于Fabric的智能合约（链码）的管理主要包括链码的开发、安装、实例化、升级和运行操作[32]。

基础服务层为整个系统提供后台管理服务，使得参与排污权交易中的各方能通过基础服务层满足其需求。

主要包括参与排污权交易的用户账号管理、权限管理、会员管理、排污权交易检测平台管理、排污权交易平台管理、排污许可证管理和信息公开化服务等[34]。

外部接口层为外部应用提供各类接口的调用服务，使得各主体能够通过接口方式将信息同步到区块链系统中，并且能够从区块链系统中获取信息。排污权交易的参与主体通过应用程序界面（ApplicationProgramInterface，API）与基础服务层对接，同时每个对接接口的权限设计会依据主体的参与资格进行相应的调整[35]。

最顶层应用层涉及区块链在排污权交易中的具体应用，主要分为三个部分：排污源数据监管、排污权二级市场交易以及激励与惩罚机制，具体将在下文分析。

4排污权交易的区块链创新机制构建

4.1区块链技术下的排污权交易监管

现存排污权交易中的污染源核算和监管普遍存在“信息损耗”问题。首先表现在污染检测数据通过现有系统层层上报的过程中存在“信息损耗”。在不同的行政区域内，不同的流域范围内，排污企业和政府等各类主体均可能为了减轻排污压力而虚报排污数据，导致“偷排”“虚报”“误报”等现象的发生，使得整个过程监管失效。同时，在发现排污数据有出入时，现有监管机制很难确定责任主体，进一步导致排污权交易的公平性、可信度降低。区块链技术中的防篡改、可溯源、透明公开等特征为这一问题提供了新的解决思路。

搭建基于联盟链的排污权交易监管体系将在源头监管、过程监管和末端监管中全方位地维护数据的真实性并通过数据溯源明确责任主体，如图3所示。具体来说，排污权交易包括污染源监控和排污核算两个部分。在线监测设备安装在各个污染源的排污源位置获取实时的排污数据，包括排污单位的基本信息、污染防治情况、主要污染物种类、排放浓度、排放总量、排放去向以及排污指标存量和可转让量等数据信息。基于这些数据，排污单位自主或通过中介进行核算，通过排污统计计算区域环境总量、各个排污单位排污總量、排污指标情况等，最后数据将录入排污信息库，并且将相关的排污数据公开给社会公众。整个过程中，所有环节的核心数据自动化上传到联盟链系统中并进行哈希运算，同时上传节点对其附加数字签名并由环保部门对提案进行背书验证。区块链中保存着所有环节的数据信息和参与者的行为信息，所有数据的最新值将保存在世界状态中以便于进行快速查询，联盟链运行的全过程由环保部门进行监管。

通过将区块链技术纳入到现有排污权交易监管体系的底层，一方面所有的环节上链数据一旦存入区块将不可篡改。因此，在源头数据准确的情况下，排污单位和政府部门很难存有侥幸心理在后期私自篡改排污数据。另一方面，上传的所有关键数据都将成为溯源凭证，在后期一旦发现排污数据不同统计口径存在出入，可通过区块链区块中的Merkle树进行哈希运算对比以快速查询到存在问题的数据源。同时，通过数字签名溯源到该数据的负责主体，为清晰有效的问责和排污权交易仲裁提供事实依据。

4.2区块链技术下的排污权二级市场交易

相比排污权交易一级市场，我国二级市场的建立和实行还停留在非常初期的阶段，存在着交易程序复杂、交易成本高，中小企业的参与门槛较高等问题，并且现有机制中的政府干预较多，容易导致市场失灵并使得二级市场交易活跃度持续低迷。区块链技术的引进，以信息化方式传播、验证及执行智能合约，使得排污权交易对中介介入以及政府审核的要求降低，进而简化交易程序并优化交易成本。基于此，文章构建基于区块链技术的排污权交易框架，如图4所示。

4.2.1参与主体

传统机制下排污权交易二级市场的参与主体包括排污企业、政府环保部门和行使交易审核权力的排污权交易中心。排污指标买入申请和转让申请、排污指标交易申请中的审核工作需要排污权交易中心和政府环保部门协同完成。在排污权交易二级市场区块链技术框架中，大部分申请审核工作由智能合约自动化执行代码来完成，市场参与主体主要是排污企业，政府在其中扮演着交易的验证者和整个体系的监管者角色。相较于传统模式，政府的职能转型并且对交易市场的干预性降低，有利于提升二级市场交易的活跃度，提高排污企业的交易积极性。

4.2.2交易流程

区块链技术下排污权交易二级市场的流程将原有的审核工作纳入了智能合约。具体来说，排污单位和地方政府部门都需要通过身份验证获取公私钥对和身份证书。排污单位参与交易，通过智能合约实现对排污单位的准入资格、排污指标购买申请、转让申请以及交易申请的自动化审核执行。在核算和交易申请中，排污单位和核算方都需要采用私钥对其提案进行数字签名，以便于政府节点运用相对应的公钥对交易进行验证。

智能合约的执行过程是在满足预置的触发条件后，根据预设逻辑读取相应数据并进行计算，最后将计算结果永久保存在链式结构之中。以排污权交易智能合约为例，预设的触发条件和响应规则中包括排污权供给方的出让资格、排污权需求方的购买资格、排污权交易双方制定的交易协议、双方保证金的缴纳以及这些条件的审核要求，同时还包括交易双方的违约条件以及违约责任等方面的条件和规则设定。智能合约通过交易动作和时间进行自动化判断执行，在一定条件下产生相应响应。智能合约审核通过后提交给政府部门验证同时双方签订合同，审核未通过则拒绝该次排污权交易申请，其中一方存在违约行为下会自动扣除保证金并转到对方账户同时记录违约信息。这些触发机制、触发事件和响应也会经过背书节点背书验证和主节点的排序后生成区块永久保存在区块链中。

为了更清楚地说明智能合约在基于区块链的排污权交易机制中所体现的核心业务逻辑，文章以排污权交易二级市场中的排污权转让、排污权买入和排污权交易为例设计基于Fabric的智能合约算法结构。Fabric中链码（智能合约）的基础函数包括链码的初始化（init）、调用（invoke）和查询函数（query）。对排污权交易业务逻辑的实现关键在于核实交易主体的资格，包括转让资格、购买资格，初步协议达成的合法化审核以及违约和合同签署。

排污权交易转让、购买和交易的智能合约的执行过程可描述为排污权需求方提出购买申请，调用proposeTrading（）方法;验证供给方身份并判断转让资格，调用isQualifiedSeller（）接口;验证需求方身份并判断购买资格，调用isQualifiedBuyer（）接口;检查双方初步协议内容，如转让份额、排污权指标协议价格等，调用isQualifiedBuyer（）接口;双方缴纳保证金，如存在一方违约则进行资金转移并保存违约记录，调用recordBreachBehaviour（）方法;签订合约并保存，调用signContract（）方法，具体的算法流程如下所示。

输入：sellerID（供给方标识），buyerID（需求方标识），agreementID（初步协议标识）

输出：contractID（最终合约标识）

functionproposeTrading（sellerID，buyerID，agreementID）

init（）;

whiletradingClosed=Falsedo

ifisQualifiedSeller（sellerID）=Truethen

ifisQualifiedBuyer（buyerID）=Truethen

ifcheckAgreementValid（agreementID）=Truethen

earnestFromSeller←moneyRequest;

earnestFromBuyer←moneyRequest;

ifcheckBreachBehaviour（sellerID）=Truethen

accountOfBuyer←earnestFromSeller;

earnestFromSeller←0;

recordBreachBehaviour（sellerID，breachBehaviour）;

elseifcheckBreachBehaviour（buyerID）=Truethen

accountOfSeller←earnestFromBuyer;

earnestFromBuyer←0;

recordBreachBehaviour（buyerID，breachBehaviour）;

else

contractID←signContract（agreementID）;

saveContract（contractID）;

tradingClosed←True;

returncontractID;

elsereturnnull;

elsereturnnull;

elsereturnnull;

4.2.3交易范圍

排污权二级市场交易中非常关键的一个模式选择是交易范围的确定。目前的实践中大多试点地区都将交易限定在本区域内或者流域内，不允许跨区域以及跨流域的交易，进而使得环境资源优化配置上达不到最优的效果，并且区域内的排污单位数量有限，致使市场规模无法扩大，多区域市场关联受到限制，抑制了排污单位的排污权交易参与积极性。区块链中的跨链技术在基于排污权交易监控和排污权交易二级市场的区块链应用下可以应用在跨区域和跨流域的排污权交易中并体现在不同区块链之间的跨链交易。

跨链技术是区块链之间实现数据传递、价值转移和提升可扩展性的重要技术手段，以实现多条区块链之间的互联互通[36]。对于排污权的跨区域交易来说，不同区域内部的交易较为频繁，故形成紧耦合关系，各自形成一个区块链，而区域之间的排污权交易相比频率较低一些，故为松耦合关系，跨区域的交易中应用跨链技术是合理的映射关系。

目前主流的跨链技术主要有三种[37]：公证人机制、中继链机制和哈希锁定。依据排污权交易跨区域的特征，以及政府监管的参与和跨链技术的复杂度等方面，本文选取公证人机制作为排污权跨区域交易的实现机制。假设一个省行政单位中有A、B、C三个市为排污权交易试点地区，每个市内部排污单位之间的排污权交易形成内部的交易账本，即各形成一条区块链，在跨市之间的交易则需要公证人的验证，省级政府环保部门担任这一公证人的角色。每次交易都需要公证人的托管，公证人签名验证后跨链交易才能生效。

区块链跨链技术在排污权跨区域交易中簡化交易程序，降低企业交易成本和政府部门的管理复杂度，促进不同区域的排污单位之间排污指标的交易，增加交易机会，提高交易效率，进而优化环境资源配置。跨流域交易相比跨区域交易更为复杂，需要考虑上下游企业的地理位置，因此可在公证人节点部署调整交易比率的智能合约，鼓励上游排污企业将排污指标转让给下游排污企业，促使排污权由上游向下游的移动。

4.3区块链技术下的排污权交易激励与惩罚机制

有效的激励与惩罚机制是保证排污权交易公平和效率的根基。排污权交易体制中政府激励和惩罚机制主要包括排污权交易监管中对排污单位上报真实排污数据的激励以及在排污权交易中对企业进行技术创新以促进消减排污总量的激励两个方面。在实践中，排污权交易的激励多以命令-控制型手段为主导。政府在每个固定时间期限内对排污企业所购买的不同类别的排污权许可证与污染检测中实际排污数据和统计数据进行比较，对企业排污权配额实际运作绩效进行考核，连续多次靠后的企业将被政府强制回购排污权，而考核合格的企业在未来将优先获得排污权的申购权力。这种强制手段对排污权交易的市场调节机制带来过度的干预，容易消减排污企业参与交易的积极性，无法带来真正的激励效应。

基于区块链中的智能合约自动化执行、数据真实透明、代币发行可信度高等特点，文章基于以上分析，构建排污权交易激励和惩罚机制区块链框架，如图5所示。与传统机制类似，政府将在一定期限内，例如每个

季度、每年或每5年在区块链网络中定期提交奖惩管理申请，部署在区块链网络中的节点将通过跨链技术在排污权交易监管区块链和排污权交易区块链的世界状态中查询企业的排污权许可证账本数据和实际排污采集数据等信息。依据事先制定的奖惩规则，智能合约将自动化依据触发条件和处罚规则判断排污单位在排污权监管中是否真实上报排污数据，同时依据排污权交易相关数据判断排污单位在消减污染物上所实现的减排技术创新。

区块链技术最成熟的应用在数字货币交易上，本文在区块链技术环境下引入“排污信用币”作为排污权交易激励和惩罚的通证媒介，将其理解为一种只能在排污权交易中应用的数字货币，可代替法币进行交易。每个排污单位节点除了表示其区块链网络中身份证明的公私钥对，还将配置一个排污信用币账户，类似于银行账户的概念，账号为公钥，账号密码为私钥。排污信用币的发行和交易将部

署在排污权交易激励和惩罚区块链的智能合约中。对于受到激励的企业，智能合约将为其发行一定量的排污信用币，而对于受到惩罚的排污单位则会扣除其账号内的一定量排污信用币。

排污信用币的流通不需要第三方机构作为担保，从而将在一定程度上减少交易成本。与此同时，基于排污信用币的惩罚激励措施将更符合市场“看不见的手”的调整方式，进一步促进企业技术创新消减污染物排放量，抑制排污单位虚假上报或窜改排污数据信息的机会主义行为以及政府的寻租行为。

5总结与建议

文章基于区块链技术设计排污权交易机制的Fabric联盟链框架体系，从排污权交易监管、排污权交易二级市场规则设定以及相应的激励和惩罚机制上分别应用区块链中的分布式存储、哈希运算、非对称加密、智能合约、共识算法、跨链技术等核心技术，以期对目前排污权交易机制中的信息不对称、监管不到位、政府公权力异化、企业寻租行为等方面起到改善作用。在机制设计上应用区块链技术的核心思想，构建一个弱中心化、信息透明公开、点对点交易、政府监管的排污权交易区块链网络，促进环境产权的要素市场化配置，实现排污权交易的价值网络构建以及可信任环境下的政企间环境价值的有效传递。

作者针对区块链技术在排污权交易机制创新中的应用提出在政策上和进一步的研究建议：

（1）推动区块链技术自身的基础设施建设是将其创新应用到排污权交易中的重中之重，包括在密码学、共识机制、智能合约等基础技术以及区块链应用平台的设计和实现等方面的技术探索。

（2）文章在区块链的排污权交易机制的研究还是一个初步的探索，虽然尽可能地尝试比较全面的涵盖区块链在排污权交易机制中对关键问题带来的解决思路，但仍主要是框架性的结构分析。之后的研究可就其中一个点进行深入的思考和挖掘。

（3）文章在构建基于区块链的排污权应用框架中未考虑在实际应用中带来的技术开发和维护成本以及监管机构的管理组织架构和管理流程变革的阻碍所带来的影响。由于区块链技术的实施难度大，技术门槛高，在从传统模式向这一技术转型的过程中需要从技术实施成本和管理变革阻碍等方面综合衡量。

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（责任编辑：于杰）