基于区块链技术的节能减排核查平台体系构建及发展思考

胡 涛 赵文会

上海电力大学经济与管理学院

0 引言

2020年，习近平主席庄严向世界宣告中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。这是中国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求作出的重大战略决策。国务院编制的《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》指出：扎实做好碳达峰、碳中和各项工作；制定2030年前碳排放达峰行动方案；优化产业结构和能源结构，培育壮大节能环保产业；加快建设全国用能权、碳排放权交易市场，完善能源消费双控制度；实施金融支持绿色低碳发展专项政策，设立碳减排支持工具。中国作为地球村的一员，将以实际行动为全球应对气候变化作出应有贡献。在中央政府的领导和大力支持下，我国节能行业迎来了一个新的发展机遇。

1 上海节能项目审核现状和存在的问题

1.1 节能项目审核现状

节能行业是通过对用能单位进行技术改造，帮助其减少能源消耗，从而获取收益的行业。实施技术改造模式主要有节能技改和合同能源管理两种类型。节能行业是国家重点支持的行业，各级政府对节能项目都采取按照节能量（减排量）进行财税奖励的模式进行支持。

以上海为例，早在2003年上海市出台了《上海市节能减排专项资金管理办法》，节能减排支持范围包括城市能源储备及运行安全保障、可再生能源利用和新能源开发、淘汰落后生产能力、工业节能减排技术改造、合同能源管理、建筑节能、交通节能、清洁生产、水污染减排、大气污染减排、固体废物减量、循环经济发展、节能减排产品推广及管理能力建设等十三个方面。节能减排财税支持多以项目节能量为基础进行补贴。例如对于节能技术改造项目：项目年节能300 tce以上的每吨标煤奖励600元，最高奖励额不超过500万元且不超过项目投资额的30%。对于合同能源管理项目：项目年节能50 tce以上的分享型每吨标煤奖励800元，诊断费200元；保证型每吨标煤奖励600元，诊断费200元；最高奖励额不超过500万元，诊断费不超过6万元；不超过项目投资额的30%。从这些政府奖励支持中可以发现，所有支持政策都涉及到对项目节能减排量的核查。

1.2 上海节能项目审核目前存在的问题

1）节能量（减排量）贯穿整个项目改造过程，判断节能改造项目成功与否的唯一特征是节能（减排量）是否达到预期效果，过程确认及见证机制不健全造成多数项目的节能认定比较复杂。合同双方发生纠纷的项目主要是因为全过程确认及见证机制不健全造成的。

2）申请政府支持的节能项目会因为实际用能数据缺乏原始记录，奖励申请报告编制不规范等问题被取消或减少奖励额度。

3）多数金融机构没有对项目节能效益进行评估的能力和实施监视的手段，影响了绿色金融发放及节能服务公司融资效率。

4）随着节能项目业务的发展，衍生出了节能项目咨询服务的六大需求，分别是：节能量验证方案设计、财税奖励申请报告编制、项目节能量审核、项目融资技术评估、全过程信息存档管理、第三方技术仲裁服务。由此可见在节能项目开展过程中的各类第三方咨询机构还是很多的，节能项目效益评估流程冗长、参与方的运营成本较高，各方协同效率较低。

2 区块链技术特点及应用优势

2.1 政策推动支持区块链发展

2019年10月24日习近平总书记在中共中央政治局就“区块链技术发展现状和趋势”进行第十八次集体学习时的讲话指出，“要抓住区块链技术融合、功能拓展、产业细分的契机，发挥区块链在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、建设可信体系等方面的作用。”“要推动区块链底层技术服务和新型智慧城市建设相结合，探索在信息基础设施、智慧交通、能源电力等领域的推广应用，提升城市管理的智慧化、精准化水平。”

2.2 区块链

区块链是以分布式共识算法为基础实现的一种数学可信的、数据安全透明、数据传输可靠的可靠数据库解决方案。其架构如图1所示。

图1 区块链架构示意图

区块链是一个分布式的共享账本和数据库，存储在数据库中的数据或信息，具有去中心化、难以伪造、不可窜改、全程留下痕迹、可以追溯源头、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”，为区块链创造信任奠定基础。而区块链丰富的应用场景，基本上都基于区块链能够解决信息不对称问题，实现多个主体之间的协作信任与一致行动。

2.3 区块链的技术特点与应用优势

1）第三方身份：区块链技术保全证据，是属于在关系双方之外，建立一个无利益的第三方身份。

2）多节点结构：数据/内容被区块链多节点共同影响和控制，有效防止黑客等对数据本身进行攻击、窜改。

3）时间戳证明：每一次存取、变动等行为都会有一个时间戳记录，让每一个行为的时间点有据可查。

4）证据链举证：区块链技术对行为形成了证据链证据，而非单点证据，有效还原了整个行为的真实过程。

5）低成本：虽然区块链技术作用很大，但它还是一项低成本的技术，区块链技术本身对硬件的要求不高，也不需要很大的硬件投入。

6）法律支持：法律上对链上数据进行司法保护，能够证明真实性的，法院层面承认。

7）分布式记账：交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点都记录的是完整的账目，因此它们都可以参与监督交易合法性，同时也可以共同为其作证。

8）非对称加密和授权技术：存储在区块链上的交易信息是公开的，但是账户身份信息是高度加密的，只有在数据拥有者授权的情况下才能访问，从而保证了数据的安全和个人的隐私。

9）共识机制：所有记账节点之间怎么达成共识，去认定一个记录的有效性，这既是认定的手段，也是防止窜改的手段。

10）智能合约：智能合约是基于这些可信的不可窜改的数据，可以自动化地执行一些预先定义好的规则和条款。

区块链技术有效地解决了信任和安全问题，根据区块链的技术特点，将区块链技术应用到节能减排核查领域可以帮助解决节能减排项目中节能数据核查的问题，即：建立“节能减排核查+区块链”，简称“节能减排核查链”。

3 节能减排核查链平台建设阶段性目标

3.1 构建节能减排核查链平台阶段性目标

3.1.1 建立节能减排核查链

1）搭建节能减排核查链。区块链架构设计，区块链平台搭建，由市能效主管部门牵头组织试点企业上链。

2）将验证方案、实施数据等信息实时上链存证。节能量审核，原始资料采集、检测、线下见证材料准备以及相关信息上链。上链信息包括：节能量验证方案，项目实施前边界范围内基准节能量、项目节能量分享期间逐月用能数据记录等（以上海市能效中心的要求为准）。

3）利用上链信息编制财税奖励申请报告及项目节能量审核报告，相关报告也同时上链。

4）达到节能方案共识、项目原始数据可追溯、项目阶段性评估可见证的目标。

3.1.2 建立节能减排核查链“联盟链”

以节能技改或合同能源管理项目全过程鉴证管理为主线，搭建包含政府监管部门、第三方咨询审核机构、相关金融机构及节能技术改造需求和实施单位的联盟链为平台，利用区块链技术进一步的推广应用，实现节能量精准管理、精准核算，增强信任度。

1）引入金融机构和多公信力节点，搭建联盟链；第三方技术仲裁机构可以凭借链上信息为依据对存在纠纷项目进行仲裁。金融机构可以通过区块链信息对融资项目进行评估，融资信息也同时上链。

2）对于长期效益分享的项目除了项目建设全过程上链管理外，可以做到全寿命上链管理及信息长期存档管理。

3）数据采集和分析更加专业，对原始数据的积累形成次生数据进行分析，在业务平台呈现分析结果。

4）开发节能技改DAPP，开发合同能源管理DAPP。

5）扩大参与企业范围。

6）业务资产数字化，引入金融机构服务建设方。

3.2 实现节能减排核查链层级目标

1）全过程重点环节核查信息储存共享（无法窜改的分布式记账），传统服务工作+信息共享，大幅提升诚信度，减少重复劳动，降低成本30%，大幅减少低级错误。

2）节能减排量核查电算化、标准化；提升传统核查方法（半自动化）；大幅减少核查人员自由裁量权，进一步降低成本30%。

3）节能减排量核查在线化、智能化、实时化；真正的去中心化，节能项目收益实时可见（全自动化）；第三方机构的工作量再降30%，工作性质变为区块链平台的服务机构。

4 上海市节能减排核查链平台

为了解决多年来节能减排核查过程中所面临的各种问题，并依据区块链的技术优势,探索节能行业和区块链技术相结合的创新发展，上海市能效中心加大了投入力度，建立节能减排核查链。

4.1 节能减排核查链平台搭建方案

建立节能减排核查链平台，首先要构建基于区块链技术的微模型、数据对接等链管理平台，实现对链上数据的状态监控。其次设置链上的各个节点，并根据职能定义各自角色。最终实现多公信力节点交叉验证，有效监管，解决各方信任问题。上海市节能减排核查链平台见图2。

图2 上海市节能减排核查链平台

政府节能行政主管部门可以通过建立一个“节能减排核查链”联盟链，将节能服务公司、用户方、金融机构、行政主管部门、司法部门、行业协会、区块链维护平台等相关机构作为节点纳入该联盟链。纳入“节能减排核查链”联盟链的每一个机构处设为一个区块链节点，所有节点单位同时拥有节能减排项目全部的信息和节能数据记录，包含但不限于项目能耗数据和项目改造各项成本数据等，可随时掌握项目能耗数据、节能效益和节能效益的分享情况。项目节能数据受联盟链各方监管认可，各个节点均可查看，但不能单方面对数据进行修改，在符合司法证据要求的情况下具有证据效力。

4.2 建立节能减排核查链的实施步骤

1）组建区块链网络。上海市能效中心在节点服务器上部署安装区块链节点程序，启动节点程序，互联形成“节能减排核查链”区块链网络。

2）区块链中间件软件安装。在节点服务器上安装中间件软件，提供数据加密、数据解密、密钥存储、数据存证API接口等功能。

3）数据上链。上链数据建模、上链SDK定制、上链SDK使用对接、数据定时上链程序定制等功能研究与实现。

4）可视化业务系统定制开发。根据需求分析调研定制业务系统，功能包括可视化展示企业及项目信息、节能量验证方案、实施后逐月节点数据、投资凭证、分享信息等数据在链上的存储情况，并且可以按要求生成PDF报告。

4.3 节能减排核查链管理首个建筑节能示范项目

上海市能效中心、上海能发能源有限公司等作为节点首批加入上海市节能减排核查链管理平台。同时，上海市能效中心与上海能发能源有限公司联手建设了节能减排区块链管理首个建筑节能示范项目，推动了节能行业和区块链技术的深度融合和有效探索。上海市节能减排区块链管理首个建筑节能示范项目平台界面见图3。

图3 上海市节能减排区块链管理首个建筑节能示范项目平台界面

1）该示范项目在链上设有2个监管账号+1个节能公司账号；

2）实现功能：企业及项目信息、节能量验证方案、实施后逐月节能数据、投资凭证、分享信息等上链存证；

3）逐月生成PDF报告；

4）随时供监管单位和金融机构查询数据。

5 结语

1）区块链技术保障了节能减排项目数据可信度，解决了节能减排项目融资难的问题。节能减排项目改造前的基准能耗数据、项目合同等信息都通过节能服务公司将所有数据信息上传上链；项目实施过程中产生的各类合同、发票、能耗数据也随着节能减排项目推进同步进行上传上链。节能减排项目场景和节能数据可以同步分享给包括金融机构在内的各方，甚至在发放融资之前金融机构就可以查看相关的数据，为评估融资额度和融资风险提供数据。在区块链技术的保障下，可以确认节能数据真实可靠、清晰明了。金融机构基于可靠数据可以提供更多的绿色融资支持。数据越多，越真实，节能项目推广和落地所能获得的融资金额就会越多，利率越低。同时，金融机构与节能服务公司之间的资金往来数据，比如融资金额，节能服务公司还本付息的记录也可以记录在区块链上，通过区块链技术进行固定和分享。

2）区块链技术保障了节能减排项目的合同履约，解决了节能减排项目双方对节能效益分享的争议问题。节能减排项目改造完成后，用户方通过传感器、物联网、区块链等技术集成，建立能耗在线监测系统，实时监测能源消耗数据，实现数据上链。项目实际产生的能耗账单和节能数据通过附加在用能设备上的传感器采集，节能效益测量与验证报告、节能效益分享数据、发票等数据上传上链，再通过物联网技术实时上链固定，可以达到数据公开透明且不能单方面被窜改的效果。节能服务公司与用户方的资金往来数据也可以通过区块链技术进行固定和分享。用户方支付给节能服务公司的节能效益分成，支付的记录也记录在区块链上，作为证明履约的一部分。

3）区块链技术保障了节能减排项目的数据可信度，解决了节能减排政府奖励扶持对项目节能减排量的核查难问题。节能减排项目改造完成后，通过传感器、物联网、区块链等技术集成建立项目能耗在线监测系统，实时监测能源消耗数据，实现数据上链。项目实际产生的能耗账单和节能数据通过附加在用能设备上的传感器采集，再通过物联网技术实时上链固定，可以达到数据公开透明且不能单方面被窜改的效果。

4）区块链技术增强了节能减排项目的数据公信力，提高了数据使用率，解决了节能减排的原始数据缺失问题和各方协同问题，而且大幅提高了审核效率。各机构、公司在“节能减排数据链”见证下，形成对节能减排项目的共识，增加参与各方信任度。共同建设可信的节能减排体系，满足“公平、公正、公开”的要求，实现对全过程以及评价体系的共识。同时，为后期的供应链金融产品储备基础业务数据。参与项目的企业在“节能方案设计阶段”、“实施阶段”及“运营阶段”进行全过程节能数据信息上链存证，有效解决原始数据缺失等问题。充分发挥区块链在数据共享方面的优势，上链数据不可窜改、可追溯，避免因数据偏差等问题被取消或减少奖励额度。各企业、机构共同上链，可以优化节能项目效益评估流程、降低参与方运营成本，提升协同效率。

综上，基于区块链技术，建立节能减排核查链、联盟链，构建基于区块链技术的节能减排核查平台体系，能够有效解决目前节能减排项目中遇到的节能量确认、数据采集、奖励申请、绿色金融贷等诸多复杂问题，同时，将有利推进落实政府节能减排工作扶持政策，为我们的碧水蓝天做出贡献。