基于区块链的碳账户智能管理体系建设

武彰纯 路萍 李婷婷

【摘要】构建基于区块链的碳账户智能管理体系， 是数智时代下企业低碳发展的有效路径。以区块链共识机制、 智能合约及加密算法技术为关键支撑， 可畅通碳账户额度转换通道、 拓展碳账户信息运用场景、 保障碳账户信息数据安全。进一步， 以区块链为技术底座， 构建涵括碳账户数据处理、 碳账户业务管理与碳账户安全维护三大子系统在内的碳账户智能管理体系框架， 助力企业碳账户智能化转型。为确保碳账户智能管理体系落地， 赋能企业碳账户管理智能化转型， 针对性提出三点建议： 完善碳账户应用顶层设计， 夯实体系建设外部环境； 拓展碳账户应用金融场景， 推动体系多元化发展； 开拓绿色云计算项目， 扩大体系减排效应。

【关键词】区块链；碳账户；智能管理；碳积分；绿色金融

【中图分类号】F832.5；X196      【文献标识码】A      【文章编号】1004-0994（2023）12-0054-6

一、 引言

党的二十大报告指出： “积极稳妥推进碳达峰碳中和”“协调推进降碳、 减污、 扩绿、 增长， 完善能源消耗总量和强度调控”。作为低碳责任履行的关键主体， 企业如何摸清排放家底、 明晰降碳路径成为其降碳减排行动的重要内容。碳账户是碳足迹核算、 碳排放权边界划定与减碳贡献衡量的数据治理工具， 可通过强化绿色金融供给、 提升碳市场交易效率， 辅助企业进行节能减排与绿色低碳转型（孙传旺和魏晓楠，2022） 。一方面， 碳账户可为银行提供企业碳排放信息， 辅助银行提供差异化绿色金融服务， 缓解内部降碳面临的财务压力， 推动其降碳能力提升。另一方面， 企业通过碳账户记录信息参与碳市场交易， 获取经济收益以开展降碳项目， 助力降碳计划制定。然而， 现有企业碳账户面临碳积分核算认定难、 与绿色金融及碳市场存在信任危机等困境， 无法有效发挥自身辅助性作用（殷兴山，2022）。为此， 2022年8月， 国家发展改革委等部门印发的《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》提出， “加强碳排放统计核算信息化能力建设， 加快推进5G、 大数据、 云计算、 区块链等现代信息技术的应用， 优化数据采集、 处理、 存储方式”， 为碳账户的推广应用提供技术与政策支持。立足政策导向与现实需求， 企业有必要运用新一代信息技术建立碳账户管理体系， 加大绿色金融支持力度， 破解碳账户建立难题， 有效化解“双碳”目标实现进程中所面临的财务危机。

作为新一代数智技术， 区块链凭借密码学、 分布式存储、 智能合约等关键技术元素， 在去中心化、 去信任网络中形成链式数据结构， 能够强化碳排放统计核算能力， 助力企业碳账户管理向智能化转型。就内部角度而言， 区块链可凭借分布式账本与加密技术强化企业内部碳账户数据处理能力， 辅助碳管理人员明晰内部碳资产。就外部角度而言， 区块链可通过共识机制在分布式节点上生成和同步碳账户数据， 辅助银行评定企业碳效等级并获取绿色金融产品。同时， 区块链能够借助可编程脚本实现合约条款的自动执行， 提升企业参与碳市场交易效率与信任度。是以， 立足区块链技术构建碳账户智能管理体系存在必要性与可行性。

二、 区块链在碳账户智能管理中的技术适用性

1. 共识机制： 融通差异化测算标准， 畅通碳账户额度转换通道。碳信息共享是金融部门及碳市场有效识别低碳企业的重要前提， 而碳账户能够将碳信息转化为碳积分， 辅助金融市场、 碳市场有效识别企业碳排放水平， 发挥及时反馈与交易功能。然而， 现有碳账户缺乏统一的碳积分认定规则与兑付标准， 难以自由转换碳积分额度， 无法及时获取绿色金融支持与碳市场交易情况（何起东，2021）。因而， 企业需打通差异化平台与测算标准下的碳账户额度转换通道， 辅助碳减排效益积分的公平兑换与自由流通， 实现低碳管理的高效化。区块链共识机制可促使互不信任的节点数据相互验证， 并通过更新分布式账本规范碳积分核算标准， 以解决差异化测算下的碳积分口径偏差问题， 提升碳账户信用互认水平（侯本忠等，2022）。一方面， 共識算法可形成去中心化分布式账本， 有利于融通差异化碳账户数据测算标准。传统碳账户在数据测算标准方面存在差异， 引致碳账户积分兑付难度较大， 无法实现碳账户信息的有效利用（颉茂华等，2022）。共识算法是在分布式系统中实现去中心化信任的核心， 能够利用网络通信交互达成共识， 规范不同碳账户中的数据测算标准， 辅助碳账户完成服务交换与信息交换。另一方面， 共识算法可缩短数据出块时间， 提升碳账户额度转换效率。传统碳账户额度转换路径匮乏， 只能依靠人工调取碳账户信息并开展低碳企业认定工作， 引致碳账户额度转换效率低下， 无法及时获取金融支持与碳交易市场信息（李兆东和李萝宇，2022）。而区块链共识算法可依靠Merkle根计算元数据， 并以广播形式向全链节点分发共识信息， 能够极大缩短碳账户数据出块时间， 提升碳账户额度转换效率（Wang Kaiyu等，2023）。综合来看， 在区块链技术深度应用背景下， 企业碳账户凭借区块链可信化数据处理模式， 推动碳账户差异数据共识化， 高效转化碳账户额度， 提升碳市场交易效率与绿色金融支持效率。

2. 智能合约： 链接外部交易主体， 拓展碳账户信息运用场景。碳账户信息运用场景涵括碳交易市场与绿色金融服务。在此过程中， 企业碳账户需与碳交易市场及金融市场中各主体沟通并链接， 形成闭环交互模式。在碳账户与多主体链接过程中， 如何应用区块链提升涉碳数据处理能力与共享程度， 从而提升碳账户信息运用水平、 高效推进多主体交互事项， 成为碳账户建设的关键环节。第一， 智能合约可共享碳账户信息， 自动执行碳市场交易。区块链智能合约可借助计算机程序编写自动执行合约条款的程序代码， 并将其嵌入碳账户中， 代为履行多交易主体的合约规定， 提升碳市场交易效率（Troy 和Christopher，2020）。同时， 智能合约可基于既定规则， 依据既定事件触发相应程序代码， 充分满足不同碳市场交易事项， 拓展碳账户信息运用场景。第二， 智能合约可辅助金融机构评定碳账户等级， 拓展绿色金融服务场景。金融机构需对企业碳账户等级进行核查与评定。在此过程中， 企业碳账户可链接金融机构核心业务， 通过数据交互辅助金融机构评定企业减碳等级并提供差异化金融产品， 提升绿色金融服务效率。然而， 在碳账户数据评价环节， 金融机构仅能依靠人工对企业碳账户进行等级评定， 引致金融服务企业存在滞后性、 碳账户评级主观性较强， 限制碳账户信息运用的金融场景进一步拓展（李金栋，2019）。智能合约嵌入下， 企业可联合金融机构形成完整的等级评定规则， 并将服务接口合约化。进一步， 智能合约可通过差异化规则触发不同的等级评定结果， 上传至区块链网络节点。与此同时， 金融机构可凭借智能合约自动读取等级评定结果， 依据差异化结果精准调用适应性绿色金融政策、 创新开发多元绿色金融产品， 为企业治碳、 管碳与降碳提供多样化金融支撑。

3. 加密算法： 提升数据安全管理能力， 保障碳账户信息数据安全。企业碳账户可对内部涉碳数据进行全面系统记录， 具体涵括数据采集、 数据核算与数据评价等环节。其中， 碳排放数据处理涉及多主体、 多部门的信息收集工作， 与信息保护存在冲突。此外， 企业参与碳市场交易仍需运用碳账户信息， 无法保障内部数据隐私性。区块链的加密算法可提升碳账户隐私性、 避免涉碳数据泄露等安全问题发生。一方面， 零知识证明可隐藏碳账户信息， 保障碳账户数据安全性。碳账户信息运用过程涉及两方或多方主体的数据处理工作， 因而数据接收方需对涉碳数据展开真实性验证。零知识证明能够在不向验证者提供任何有用信息的情况下， 使验证者相信数据真实可信， 在隐藏碳账户信息的同时完成涉碳数据验证（王勇等，2022）。另一方面， 对称加密可保障碳交易匿名性， 确保交易碳账户数据隐私性。区块链的对称加密技术可运用数学原理点对点传输碳交易数据， 并对碳账户数据进行编码处理， 以形成特定数据格式， 避免数据泄露。此外， 对称加密嵌入下， 碳交易主体可通过一套加密密钥与解密密钥进行交易， 形成支持碳交易双方交互的封闭式交易模式， 提升企业碳账户数据隐私性。

三、 基于区块链的碳账户智能管理体系框架构建

1. 碳账户智能管理体系框架介绍。数智化时代下， 企业碳账户管理需实现智慧化、 绿色化转型， 更新以往人工管理效率低及标准化不统一等管理模式， 从而提升碳账户应用水平。这就要求企业建立标准化与系统性碳账户智能管理体系运作模式， 繼而通过与多主体的时空联系， 平衡碳账户收支， 助力碳账户管理模式智能化转型。由此， 本文从碳账户“数据采集—信息应用—决策支撑—安全管理”维度出发， 构建基于区块链技术的碳账户智能管理体系。从整体来看， 碳账户智能管理系统由区块链数据层、 网络层、 共识层、 合约层及应用层共同赋能， 能够推动碳账户管理智能化转型。从部分来看， 碳账户智能管理体系内含碳账户数据处理、 碳账户业务管理与碳账户安全维护子系统（见图1）。第一， 碳账户数据处理系统的主要职能包括碳账户数据标准化处理、 可视化管理、 碳积分管理及碳数据库管理， 可为碳账户管理提供可信化、 精准化涉碳数据。第二， 碳账户业务管理系统涵括碳账户信息应用与决策支撑两项内容， 能够提升企业降碳决策实效性。第三， 碳账户安全维护系统重点负责碳账户风险预测、 访问控制、 安全监控及取证溯源， 能够保障碳账户安全。需要注意的是， 基于区块链的碳账户智能管理体系内各子系统并非相互独立， 而是相互支撑、 协调运作的， 并与碳交易市场和金融机构相互链接运行， 以此提升企业碳账户建设效能。碳交易市场方面， 碳账户智能管理体系可依据企业碳配额使用情况选择性参与碳排放权交易， 进而平衡碳账户收支。金融机构方面， 碳账户可辅助金融机构评定信用等级， 以此获得金融优惠与绿色金融产品支撑， 用以开发绿色低碳技术， 实现企业低碳发展。综合而言， 在区块链技术赋能下， 企业碳账户能够实现账户信息智能化管理、 应用与安全控制， 有利于企业低碳发展。

2. 碳账户智能管理体系框架拆分。

（1）碳账户数据处理子系统。碳账户数据处理子系统的核心职能是对碳账户管理过程中所涉数据进行处理与应用， 以高于人工、 快于人工、 精于人工的方式实现链上整合与链下应用相对接， 支撑碳账户智能管理体系数据处理智能化（见图2）。一方面， 碳账户数据处理模块可对碳减排行为明细、 碳账户统计数据、 碳账户相关文件及碳交易数据等数据源进行采集与整合。进一步， 该子系统对数据源进行计算与处理。其中， 碳账户数据计算内含选择性认证披露、 联邦学习与安全多方计算方法， 可抓取并整合多种计算轨迹形成隐私计算密码库， 并借助数据使用与机器学习建模实现碳账户数据共享。在此过程中， 选择性认证披露利用区块链的零知识证明， 有效提供最小化认证数据披露功能， 避免碳账户数据隐私泄露。碳账户数据处理方面， 碳账户数据处理子系统可对相关数据进行抽取与脱敏、 分类与聚类、 标准化与结构化、 整理与存储处理， 最终形成高质量碳账户数据。另一方面， 碳账户数据应用模块涵括数据治理、 服务与应用环节。第一， 碳账户数据治理具备接入控制、 数据目录、 权限控制、 分布式身份标识、 授权管理与传输管理功能， 能够对处理后的碳账户数据进行统筹管理， 提升碳账户数据可信度。第二， 碳账户数据服务能够以前置接点的形式链接多节点， 为节点提供数据应用服务、 数据存储服务、 协同训练服务与接口调用服务。第三， 碳账户数据应用可对数据治理与服务内容进行智能运用， 具体包括碳账户数据查询验证、 碳账户信用评级、 存证溯源与碳积分核算。需注意， 碳账户数据处理模块重点服务于链上区块， 可在各区块间共享共识的同时导出至链下， 以供碳账户管理人员综合调取所需数据。值得强调的是， 碳账户数据处理子系统与传统碳账户数据处理模式存在差异， 重点表现在数据处理效率方面。从时间维度来看， 碳账户数据处理子系统可凭借P2P网络， 将各类数据同步至链上节点， 高效、 持续性传输碳账户数据。从空间维度来看， 碳账户数据处理子系统可凭借区块链技术， 在无需信任的环境下精准调取所需数据， 突破空间局限与信息孤岛困境， 提升数据调取环节的智能化程度。

（2）碳账户业务管理子系统。碳账户业务管理子系统可提高碳账户应用水平， 通过将多主体与碳账户核心业务对接， 形成碳账户业务优化闭环， 为发挥企业碳账户实用功能提供实效资源， 推动企业碳账户业务智能化（见图3）。实效资源的获取需充分整合企业内外部涉碳数据， 这就决定碳账户业务管理子系统应通过区块链网络架构畅通内外部沟通渠道， 充分激发碳账户现实功能， 助力企业低碳发展。第一， 畅通绿色金融对接渠道。企业设立碳账户的关键目的之一是与金融机构搭建沟通渠道， 引导金融机构创新开发减碳贷、 低碳贷等绿色金融产品， 满足自身低碳发展的资金需求。碳账户业务管理子系统支撑下， 区块链依靠用户密钥、 通道创建与数据上链等功能可为企业与绿色金融渠道对接提供支撑， 实现去信任化沟通， 支撑内部降碳管理。此外， 该子系统具备合约容器， 可通过脚本算法自动核算碳账户积分， 辅助金融机构对碳账户进行等级评定， 以选取适应性绿色金融产品支撑低碳运营， 赋能企业低碳发展。第二， 疏通碳市场交易对接渠道。碳账户业务管理子系统内含链码管理与区块排序， 能够依据算法对参与碳市场交易的主体碳账户进行最优搭配， 并筛选相适应的交易者， 解决差异化碳账户对接困难的问题。随后， 该子系统通过智能合约与交易认证促使碳交易自动化、 智能化执行， 提升碳交易效率。第三， 畅通企业内部多部门渠道。碳账户业务管理子系统具备碳账户数据上链与共识管理功能， 能够凭借容错机制确保多节点达成共识。即该子系统可容纳将近1/3的错误节点误差， 形成共识化数据流转渠道， 辅助企业实现内部多部门碳账户共享， 支撑企业合理制定碳减排决策。

（3）碳账户安全维护子系统。碳账户安全维护子系统以碳账户“风险预测—风险防护—风险响应”为核心管理模式， 旨在保障碳账户数据安全与业务隐私， 提升碳账户智能管理的可持续性， 实现碳账户应用效益最大化（见图4）。對碳账户安全维护工作而言， 企业可通过碳账户安全维护子系统， 实现对碳账户安全的全方位、 全流程、 一体化管理， 保障碳账户可持续应用。第一， 碳账户风险预测模块。该模块涵括碳账户威胁扫描、 碳账户漏洞扫描、 自动化安全测试、 风险分析、 安全报告出具与碳账户改进职能， 可凭借上述职能前置碳账户风险节点， 减少安全风险对碳账户的负面影响。其中， 碳账户威胁与漏洞扫描针对系统、 接入设备与应用的脆弱性进行自动化检测， 帮助碳账户侦测、 扫描与减少可能面临的风险隐患。风险分析能够侦测漏洞特定节点、 特定服务器可能存在的隐患， 提供漏洞修补与补丁管理预方案， 初步定位风险节点。第二， 碳账户风险防护模块。该模块可围绕碳账户风险进行实时防护与监测， 具体包括碳账户访问管理、 源码混淆、 信息加密、 数据销毁、 安全监控及安全审计工作。其中， 碳账户访问管理可对碳账户涉入主体进行统筹管控， 避免访问主体产生不规范操作， 确保真实性； 源码混淆即对碳账户中涉密数据重新组织与处理， 提升代码反编译难度， 保障碳账户内源码语义安全； 信息加密与数据销毁可确保数据隐私性， 避免碳账户数据泄露。安全监控及安全审计能够对碳账户应用全过程进行初步修正与调节， 维护碳账户安全。第三， 碳账户风险响应模块。该模块可对已发生的碳账户风险事件进行响应并处理， 具备对风险事件的取证溯源、 虚拟补丁、 漏洞修复及可视化管理功能， 从事后角度改善碳账户安全维护工作。其中， 取证溯源工作由区块链时间戳支撑， 通过综合分析碳账户风险预测环节提供的安全报告， 追溯特定节点风险环节进行记录， 并由虚拟补丁进行自动修复。在此过程中， 区块链技术可为碳决策层提供可视化管理功能， 使管理者充分掌握风险环节， 有效传达风险解决方案， 以供管理者决策参考。

四、 推进碳账户智能管理体系建设的建议

企业构筑依托区块链的碳账户智能管理体系时， 在重构体系框架、 技术载体等方面可能面临能源消耗增大等问题， 影响体系建设， 不利于企业低碳发展。此外， 现有碳账户应用场景较少， 无法充分发挥碳账户智能管理体系效能。因此， 应持续优化体系运行基础条件， 为基于区块链技术的碳账户智能管理体系建设提供外部性环境支撑。

1. 完善碳账户应用顶层设计， 夯实体系建设外部环境。完备性制度体系是企业碳账户建设的关键保障， 亦是区块链技术在企业碳账户智能管理方面应用的重要前提。为进一步发挥区块链技术对企业碳账户智能化应用的驱动效应， 需完善相关顶层设计， 夯实碳账户智能管理体系建设的外部环境。第一， 政府出台区块链相关制度体系及适用要求。具体而言， 政府应依据企业实际情况对区块链嵌入企业碳账户的适用性进行界定， 研判其是否能够引入区块链， 并严格把关区块链使用范围。第二， 政企联合制定区块链安全防范政策， 提高区块链违规使用成本， 严控区块链嵌入下企业碳账户安全隐患， 避免碳账户数据泄露。第三， 政府强化区块链与企业碳账户方面的财政支持， 并鼓励社会组织参与低碳建设， 协同扶持企业建立碳账户智能管理体系， 为体系建设筑牢资金环境基础。

2. 拓展碳账户应用金融场景， 推动体系多元化发展。金融场景为碳账户应用的关键领域， 可拓展碳账户智能管理体系应用路径。因而， 金融机构应着力探索绿色金融产品、 拓展增新渠道与绿色金融覆盖面， 为碳账户智能管理体系应用创设多样化金融场景。一方面， 布局企业碳金融业务， 丰富碳账户应用场景。第一， 金融机构可为企业提供绿色身份识别与认证、 绿色政策查询与绿色金融产品发行等服务， 为碳账户智能管理体系提供外部接壤平台， 及时输送绿色融资产品变更信息， 促使体系多元化发展。第二， 金融机构可开设碳账户金融应用试点， 动态追踪绿色金融产品对企业碳账户智能管理体系产生的优化效应， 适当调整碳账户智能管理体系发展方向。另一方面， 金融机构强化外部碳账户联动建设， 赋能体系多元化发展。金融机构应完善环保部门、 社会组织间的联动协作机制， 将环境违规、 生产排放等相关信息纳入企业外部碳账户中， 建立以金融机构牵头管理的联动制企业碳账户管理模式。随后， 金融机构依据外部碳账户差异化调配绿色金融产品， 建立覆盖面广、 时效性强的多元化碳账户智能管理体系发展模式。

3. 开拓绿色云计算项目， 扩大体系减排效应。基于区块链的碳账户智能管理体系建成后， 企业涉碳数据及碳管理交互行为均由区块链算力体系负责。这虽然会在一定程度上提升碳账户数据处理效率及碳账户管理水平， 但也会进一步增加企业算力能源消耗压力。因此， 企业需探索区块链嵌入下碳账户智能管理体系低能耗运行新模式， 充分释放体系的减排效应， 建立体系运行优势。一方面， 构筑“区块链+绿色云计算”耦合项目。企业应充分开拓“区块链+绿色云计算”耦合技术优势， 通过优化资源分配、 加强网络基础设施建设等手段提升碳账户业务产出。同时， 企业可依据“区块链+绿色云计算”耦合技术优势， 分类设定不同算力情况下的体系运作模式， 实现能源高效利用。另一方面， 建设绿色云计算资源共享项目。企业应建设绿色云计算资源共享项目， 节省体系运作的能源与物理空间。此外， 企业可运用绿色云计算的虚拟机和多租户进行路由， 将体系工作负载转移至云提供商， 在不消耗体系性能的情况下共享各类减排资源， 节省体系资源消耗， 充分释放整体减排效应。

五、 结语

碳账户作为记录企业碳资产的基本载体， 可用于持有、 履约、 清缴、 交易或管理等环节， 是赋能企业高效碳管理的重要工具。而持续整合企业碳资产的碳账户智能管理体系更是实现“双碳”目标的关键。区块链技术依靠共识机制、 智能合约与加密算法技术， 可融通差异化碳账户额度测算标准、 拓展碳账户信息运用场景并保障碳账户信息数据安全， 进而强化企业碳资产管理能力。因此， 本文尝试性构筑基于区块链的碳账户智能管理体系框架， 发现基于区块链的碳账户智能管理体系可精准处理涉碳数据、 推动业务高效运行、 维护业务全流程与各环节的安全性， 有利于碳账户管理智能化转型， 赋能企业低碳发展。进一步地， 针对性提出推进碳账户智能管理体系建设的几点建议， 期望为企业推进高效财务管理、 实现低碳绿色发展提供理论参考。仍需注意， 基于区块链的碳账户智能管理体系尚处于理论探索阶段， 体系落地运行的可行性有待验证。未来， 仍需学界进行广泛、 深入探索， 为碳账户智能管理体系推广、 应用提供新思路。

【 主 要 参 考 文 献 】

何起东．以碳账户为核心的绿色金融探索［ J］．中国金融，2021（18）：56 ～ 57．

李金栋．低碳经济视角下中国绿色金融发展研究［ J］．财会通讯，2019（29）：44 ～ 48．

李兆东，李萝宇．基于云计算的碳审计主体协同研究［ J］．会计之友，2022（24）：58 ～ 63．

孙传旺，魏晓楠．“双碳”背景下我国碳账户建设的模式、经验与发展方向［ J］．东南学术，2022（6）：197 ～ 207．

王勇，陈莉杰，钟美玲．基于零知识证明的区块链方案研究进展［ J］．信息网络安全，2022（12）：47 ～ 56．

颉茂华，李玲玉，李晓玲．中国碳会计：远景战略、现实挑战与实现路径［ J］．财会月刊，2022（17）：73 ～ 81．

殷兴山．绿色金融支持碳达峰碳中和的浙江实践［ J］．中国金融，2022（1）：27 ～ 29．

Troy Felver，Christopher Salatiello. A Distributed carbon ledger： Using blockchain for emissions trading［ J］．The International Journal of Sustainability Policy and Practice，2020（1）：37 ～ 50．

Wang Kaiyu， Tu Zhiying， Ji Zhenzhou， He Shufan. Faster service with less resource： A resource efficient blockchain framework for edge computing［ J］．Computer Communications，2023（199）：196 ～ 209．