基于區(qū)塊鏈的碳抵消研究綜述與展望

摘 要：碳抵消市場因為缺乏透明度、質(zhì)量難以保證等問題導致發(fā)展十分緩慢，區(qū)塊鏈技術可有效解決上述問題。通過區(qū)塊鏈發(fā)行碳通證不僅體現(xiàn)了碳資源的價值，還運用市場手段促進了碳普惠的發(fā)展。目前，大部分文獻集中論述基于區(qū)塊鏈構建碳抵消的理論設想及必要性，現(xiàn)實應用研究極少。未來要繼續(xù)探索相關的政策支持、激勵機制、計量標準、審核機制，更好地發(fā)揮區(qū)塊鏈技術對碳抵消市場的積極作用，以促進“碳中和”目標的實現(xiàn)。

關鍵詞：碳抵消;區(qū)塊鏈;碳通證;碳中和;自愿碳排放市場

本文索引：沈哲鑫.<變量 2>[J].中國商論，2022（04）：-115.

中圖分類號：F124.3 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2022）02（b）--04

為應對全球氣候變化，2020年9月，習近平總書記在聯(lián)合國大會上提出，中國將為實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的目標作出更多努力和貢獻，二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，爭取2060年前實現(xiàn)“碳中和”。其中，碳中和（carbon neutrality）是指通過消除二氧化碳的量，來抵消產(chǎn)生的二氧化碳排放量，從而達到二氧化碳的“零排放”目標。碳抵消（carbon offset）作為實現(xiàn)“零排放”的有效途徑，在未來碳排放交易中具有較高的研究價值及發(fā)展空間。目前，國內(nèi)碳排放交易體系有待完善，國外碳抵消發(fā)展的過程中也存在不少問題。隨著區(qū)塊鏈使用場景的不斷拓寬，這些問題將在區(qū)塊鏈中通過碳抵消來逐一解決。

1 相關概念

1.1 碳抵消的概況

世界資源研究所（World Resources Institute）對“碳抵消”的定義是減少二氧化碳排放的貢獻，與產(chǎn)生的碳排放量進行抵消。也就是說個人或組織通過有效措施獲得相應二氧化碳減排額度，可用于抵消本身產(chǎn)生的二氧化碳排放量。

現(xiàn)時世界上被廣泛認可的碳抵消有兩種：核證減排量（Certified Emission Reduction，CER）和自愿認證減排量（Voluntary Emission Reduction，VER）。對應的，碳排放市場也分為強制性交易市場和自愿性交易市場，自愿性交易市場一般是指除了碳排放權配額交易市場外，自愿參與減排項目，通過購買認證的減排量進行抵消的交易市場。自愿認證減排量是由獨立的第三方認證機構根據(jù)國際公認標準驗證，不受《京都議定書》排碳“總量控制及交易協(xié)議”的約束，可通過購買自愿認證減排量即“碳信用”來抵消他們的碳足印。碳抵消機制體現(xiàn)了碳交易體系的靈活性，也是其重要補充（Carbon Footprint，是指企業(yè)機構、活動、產(chǎn)品或個人通過交通運輸、食品生產(chǎn)和消費及各類生產(chǎn)過程等引起的溫室氣體排放的集合），一方面有助于碳信用更加市場化，另一方面也可以吸引更多群體的加入。

截至2019年底，全球共計注冊約14550個碳信用項目，碳抵消體系所覆蓋的行業(yè)也有所不同，其中覆蓋較多的領域為林業(yè)、能源效率、可再生能源等（楊宇，2021）。芝加哥氣候交易所作為全球第一個具有法律約束力，基于國際規(guī)則的溫室氣體排放登記、減排和交易平臺，其創(chuàng)始人Richard L.Sandor在2021年中國未來金融峰會上指出，全世界碳抵消發(fā)展前景巨大。芝加哥氣候交易所在印第安納州有一個除碳項目，該項目通過無人機等技術對土地生產(chǎn)能力進行監(jiān)測，預測未來二十年農(nóng)戶的收入水平并實現(xiàn)碳抵消。如果讓世界各地的農(nóng)戶有動力來參與到類似的減排項目并積極推進碳抵消，就有助于實現(xiàn)二氧化碳減排目標。

1.2 區(qū)塊鏈及碳通證

2008年，區(qū)塊鏈技術由于比特幣興起而備受關注，因其具有去中心化、資料可追溯、防篡改、共識機制等技術特征，開始被各行業(yè)關注、研究及應用。目前，區(qū)塊鏈技術的落地應用集中于金融、產(chǎn)品溯源、數(shù)據(jù)查證等領域，具有跨國轉(zhuǎn)賬費用低、效率高、數(shù)據(jù)安全及準確度高等優(yōu)勢（吉斌，2019）。

區(qū)塊鏈中的通證化（Tokenization）是將實物或權益轉(zhuǎn)化成區(qū)塊鏈上的通證，由區(qū)塊鏈保障其安全性并在各個區(qū)塊中記錄其流通，持有者可以便利地享受通證流通所帶來的收益。通證，需要具有高流動性、快速交易、快速流轉(zhuǎn)、安全可靠的“通道”，區(qū)塊鏈技術為通證提供了交易和流轉(zhuǎn)的基礎設施，帶動了通證的不斷發(fā)展（Yongfeng，2018）。

如圖1所示，碳通證是將碳消除項目產(chǎn)生的二氧化碳消除量通過加密上鏈變成可以流通交易的通證。形成的碳通證可以用于直接抵消生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的二氧化碳，也可以繼續(xù)持有。碳通證交易比傳統(tǒng)碳抵消交易更加安全便捷，可以容納更多的投資者，境外購買者可以通過平臺購買碳通證來抵消自身產(chǎn)生的碳排放量，提供碳消除項目的供給者能通過平臺獲取相應的碳補償。

2 發(fā)展基于區(qū)塊鏈的碳抵消的意義

自愿性交易市場和抵消機制的設計初衷是希望加強氣候合作及解決公平問題，然而，執(zhí)行的過程不盡人意。世界自然基金會（World Wildlife Fund）曾在碳抵消標準的報告中表示，部分學者認為，碳抵消的計算方法不夠準確，難以證實真實的碳消除情況或支持“碳中和”的實現(xiàn)。同時，自愿碳抵消市場因為缺乏透明度、質(zhì)量保證及非官方標準而飽受批評。

2.1 解決碳市場中信息不對稱、不透明的問題

碳排放量的審核工作，一般是委托第三方核查組織對企業(yè)或項目上報的碳排放實際情況進行核查。在這個過程中，被核查對象與委托人之間容易出現(xiàn)信息不對稱的問題，如果第三方核查組織沒有負責地履行自己的義務，使企業(yè)隱藏了碳排放的真實情況，就會出現(xiàn)碳排放造假（袁莉莉，2020）。同樣的，在碳抵消過程中，如果現(xiàn)實中的碳消除量無法驗明真?zhèn)?，除了會影響其自身價格外，還無法抵消現(xiàn)實中排放的二氧化碳，將會嚴重擾亂碳排放市場的秩序，不利于碳市場的長期發(fā)展。

潘曉濱 （2018）認為自愿減排項目是強制性碳排放交易制度的重要補充，因此減排項目所產(chǎn)生的碳抵消信用具有真實性、額外性、可核證性、永久性及可執(zhí)行性。當前，碳抵消信用系統(tǒng)缺乏透明度導致過度信貸和雙重支出，高額的交易成本將財富轉(zhuǎn)移給經(jīng)紀人和代理人。因此，需要結合區(qū)塊鏈技術創(chuàng)建碳信用生態(tài)系統(tǒng)，以便為碳市場帶來更高的透明度、可訪問性、流動性和標準化 （Saraji ，2021）。

2.2 區(qū)塊鏈上形成共識和激勵

雖然維護氣候穩(wěn)定、減少碳排放是全人類在發(fā)展過程中的共識，但由于國家及地區(qū)資源不均，在博弈過程中希望自身利益最大化，即使在碳排放交易體系較為完善的歐洲，也會陷入“囚徒困境”。歐盟委員會為成員國分配碳配額采用“分散決策”的模式，這一模式管理成本較高，各成員國碳配額分配方案的審批程序繁瑣，也容易引起歐盟委員會與成員國之間的矛盾（何少琛，2016）。

在區(qū)塊鏈中，促使成員達成共識的方法是給予成員遵守共識的獎勵，這種獎勵又被稱為“通證”，通證是指在區(qū)塊鏈上發(fā)布的任何數(shù)字和電子權益（劉金婷，2020）。發(fā)行碳抵消通證就是將碳信用數(shù)字化后上鏈流通，通過權益證明共識機制，借助智能合約實現(xiàn)碳通證的交易和抵消。

碳通證交易比傳統(tǒng)的碳排放權交易更加安全便捷，可容納更多投資者，能及時反饋碳產(chǎn)品的消耗及交易情況，有助于管理者及時對碳排放計劃進行調(diào)整。同時，發(fā)行碳通證能夠用經(jīng)濟手段為區(qū)塊鏈賦能，相比于直接獎勵，碳通證可轉(zhuǎn)化為多種后援增強物，緩解價值波動帶來的影響（張俊，2019）。對于碳抵消應用較為廣泛的農(nóng)林業(yè)而言，有效的碳消除措施，不僅可以拓寬收益來源、提高收入，還可以為農(nóng)民提供更多有關氣候適應的有效信息，應對災害（Buck，2020）。

2.3 發(fā)行碳通證有助于促進碳普惠的發(fā)展和環(huán)境改善

將碳信用作為區(qū)塊鏈上的激勵機制不僅可以為農(nóng)民群體帶來額外收入，還可以鼓勵人們積極參與到環(huán)境修復過程中。

Buck（2020）認為碳消除對氣候有至關重要的影響，積極尋求適應性碳清除措施并通過國家或國際氣候融資機構給予碳信用，有助于鼓勵有針對性地采用適應性碳清除。同時，指出在建立碳信用機制的過程中，工作重心應該偏向構建環(huán)境的復原力，而不是單單依靠碳消除來實現(xiàn)。Zhang（2018）則是建立了基于區(qū)塊鏈的加密貨幣交易框架，不僅可以通過發(fā)行能源幣為用戶提供激勵，以指導用戶行為、節(jié)約聚合商成本，還可以與法定貨幣進行兌換。發(fā)行能源代幣與發(fā)行碳通證有相似之處，在區(qū)塊鏈上對于用戶都具有一定的激勵作用。

Dodge（2018）認為農(nóng)民修復土壤通常是沒有報酬的，一般只是基于自身對提高產(chǎn)量的需求進行土壤修復，但碳沉積系統(tǒng)為土壤修復提供獎勵會影響農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，特別是在收入較低的發(fā)展中國家。Wassenaer（2021）在對不同類型的農(nóng)民參與區(qū)塊鏈應用的研究中發(fā)現(xiàn)，小農(nóng)往往是氣候金融中的最終用戶和受益者，可以更好地獲得融資和全球價值鏈。以農(nóng)林為主而無法兼顧經(jīng)濟發(fā)展的國家和地區(qū)，通過區(qū)塊鏈技術下的碳通證抵消交易，能夠使多參與者從消除二氧化碳中獲利，激起人們減排的意愿。

3 區(qū)塊鏈技術在碳抵消的發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)碳排放市場的交易產(chǎn)品以碳排放配額為主，為鼓勵自愿減排，各試點碳市場設置了CCER（Chinese Certified Emission Reduction）抵消制度且允許CCER抵消的比例普遍在5%～10%。加之目前我國對于區(qū)塊鏈的監(jiān)管嚴格，關于區(qū)塊鏈技術在碳抵消的應用主要集中在理論框架和模型設想。彭軍霞（2020）基于區(qū)塊鏈技術的思想，將碳消除量的數(shù)據(jù)錨定到區(qū)塊鏈上轉(zhuǎn)化為有價格的綠色通證，從而構建出碳普惠生態(tài)系統(tǒng)，該模型可以應用于多類型場景，包括社區(qū)、工業(yè)園區(qū)、低碳城市及綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展。碳普惠生態(tài)系統(tǒng)可以促進碳普惠市場化，多場景的應用將使更多人參與到碳抵消項目中。

境外對于碳金融的項目更加豐富，對于區(qū)塊鏈的應用也相對開放，美國聯(lián)邦法規(guī)中的CF規(guī)則對于通證的發(fā)行提出了合規(guī)要求，由業(yè)界倡導的未來通證簡易協(xié)議逐步被交易市場采納。Saraji （2021）設想出一種基于區(qū)塊鏈的碳信用生態(tài)系統(tǒng)，該生態(tài)系統(tǒng)不僅包括用于安全數(shù)字化的通證機制、具有公開透明的發(fā)行通證和抵消碳信用的協(xié)議、吸引利益相關者參與的激勵機制，還包括免費的自動化做市商、項目驗證者、流動性提供者、非政府組織、有關部門等。這一設想為基于區(qū)塊鏈的碳抵消項目的落實提供了一定的參考。

目前，市面上已實現(xiàn)的結合區(qū)塊鏈技術自愿交易碳抵消的應用案例極少，且由于發(fā)展時間較短、市場反饋有限，深入項目應用的研究并不多。IBM與中國香港公司合作的Veridium Labs系統(tǒng)，可通過名為VerdePay的支付系統(tǒng)對位于加里曼丹中部的森林保護區(qū)的碳信用額度進行交易。Howson（2019）指出該系統(tǒng)充分利用了自動化智能合約支付協(xié)議，幫助消費者計算購買隱含碳排放量后自動購買相應的碳信用額進行抵消。Mihaylov（2014）通過研究數(shù)字貨幣NRG幣，認為生產(chǎn)者和消費者可以通過NRG幣實現(xiàn)可再生能源交易，其價值由交易市場決定，并且認為在環(huán)境保護方面NRG幣相對傳統(tǒng)貨幣更具優(yōu)勢。不僅是NRG幣，能源交易平臺還發(fā)揮著積極的作用，WePower綠色能源交易平臺在發(fā)行能源代幣籌集資金以促進全球可再生能源的發(fā)展。目前，美國西雅圖的Nori公司，通過區(qū)塊鏈技術構建了一個全球性的碳通證交易平臺，用戶可以通過平臺購買農(nóng)業(yè)除碳項目產(chǎn)生的碳通證來抵消自己產(chǎn)生的二氧化碳。該平臺已經(jīng)完成了400萬美元的融資，成功啟動了市場，已有超過31個國家和地區(qū)的個人及機構參與了碳通證交易。

4 研究展望

4.1 政策支持

楊虹等（2021）通過博弈模型測算森林碳匯的需求價格及預測森林碳匯需求價格受政策變化的影響，發(fā)現(xiàn)政府允許碳匯抵消比例的提高和碳匯補貼額度的增加，各行各業(yè)對碳匯的需求和價格也隨之上升。碳抵消市場的發(fā)展與政策的支持是相輔相成的，目前世界各國給予抵消的占比普遍較低，一方面是碳抵消的過程需要相關技術解決存在的問題，另一方面是過去全球在碳排放交易市場建設的速度上遠不及預期。

區(qū)塊鏈技術為全球碳排放交易的發(fā)展開啟新的大門，在技術層面彌補了碳抵消機制中的不足。眼下，世界各國都提出了更加積極進取的減排計劃以實現(xiàn)“雙碳目標”，而關于結合區(qū)塊鏈技術及碳抵消的法律法規(guī)寥寥無幾，未來如何在法律層面讓兩者在政策支持下融合到一起，還需要不斷挖掘前瞻性的思考。

4.2 激勵機制

白江迪等（2017）從碳匯需求方的角度對森林碳匯抵消政策實施的影響因素進行分析，認為外部激勵作用越大，減排的動力越大，企業(yè)傾向于支持森林碳匯抵消政策實施的意愿會越大;若外部約束不夠強烈，市場對低碳的需求不足，企業(yè)較難實現(xiàn)自主實質(zhì)性的減排。碳抵消多運用于自愿性碳交易市場，普遍缺乏政府部門的強效介入，這就需要合理的激勵機制來形成長效的市場激勵作用和約束。

基于區(qū)塊鏈技術的碳抵消系統(tǒng)，包括產(chǎn)生碳排放的消費者、提供減排量的供給方、提供服務的第三方機構等參與者，參與方之間環(huán)環(huán)相扣，需要足夠的動力來驅(qū)使整個交易過程的銜接，任何一個節(jié)點出問題都會影響碳抵消的實現(xiàn)。碳通證作為碳消除量的數(shù)字權益，反映了除碳量的內(nèi)在價值，在系統(tǒng)中的流通可以貫穿多個參與方，是激勵機制中重要的組成部分，因此碳通證及相關的獎懲規(guī)則在系統(tǒng)設計中都是未來研究值得關注的主題。

4.3 計量標準

在區(qū)塊鏈自愿碳排放項目的研究中，減排量及排放量的計算對于整個系統(tǒng)的運作是十分重要的。Dodge（2018） 在利用區(qū)塊鏈技術構建碳沉積系統(tǒng)時指出，由于土壤含碳量隨著土地上發(fā)生的活動而不斷變化，其中的挑戰(zhàn)在于準確計算排放和封存的碳量，只有開發(fā)足夠準確的工具和統(tǒng)計模型，才能被市場認為是公平和可靠的。

碳抵消方式包括生物固碳、土壤固碳、海洋固碳、林業(yè)固碳等，這些項目的碳消除量需要專業(yè)測量，是碳信用上鏈交易的前提。

4.4 審核機制

碳通證可以作為經(jīng)濟獎勵的手段吸引更多參與者加入?yún)^(qū)塊鏈的碳抵消交易中，而一味追求利益不僅會使碳抵消偏離初心，還會造成投機者和共謀現(xiàn)象的出現(xiàn)。

基礎資產(chǎn)在上鏈前，需要保證該資產(chǎn)的真實性、有效性和完整性，因此在碳信用上鏈前，需要專業(yè)且獨立的第三方機構對相應碳消除項目的具體情況進行核實。同時，為了避免碳消除項目的提供者與第三方機構之間的舞弊行為，系統(tǒng)還需要在項目的不同階段或周期完結時進行抽查及復查。許多關于區(qū)塊鏈與碳交易的研究并沒有關注到系統(tǒng)所標注的碳消除量是否真實，通過碳通證交易是否能在真實世界里實現(xiàn)碳抵消。隨著“碳中和”熱潮的席卷，除了注重發(fā)展技術及擴大交易外，還要對減排效果進行跟進和驗證。

參考文獻

白江迪，沈月琴，龍飛，等.森林碳匯抵消政策實施影響因素的實證研究[J].林業(yè)科學，2017（7）.

何少琛.歐盟碳排放交易體系發(fā)展現(xiàn)狀，改革方法及前景[D].長春：吉林大學，2016.

吉斌，昌力，陳振寰，等.基于區(qū)塊鏈技術的電力碳排放權交易市場機制設計與應用[J].電力系統(tǒng)自動化，2021，45（12）.

劉金婷.Token在不同領域內(nèi)的中文譯名淺析[J].中國科技術語，2020（5）：66-69.

潘曉濱.碳排放交易中的自愿減排抵消機制[J].收藏2018（9）.

彭軍霞，聶兵.碳普惠綠色通證生態(tài)模型研究[J].環(huán)境科學與管理，2020（5）.

楊虹，龍飛，朱臻，等.抵消機制背景下企業(yè)森林碳匯需求價格模擬[J].浙江農(nóng)林大學學報，2021，38（1）：173-183.

袁莉莉，李東格.基于區(qū)塊鏈技術的碳排放機制設計[J].網(wǎng)絡空間安全，2020（2）：115-121.

張俊，王飛躍，陳思遠.能源系統(tǒng)通證經(jīng)濟學：概念，功能與應用[J].電氣應用，2019（11）：76-85.

Adamkiewicz， W.， Jabbar， K.Blockchain as an Innovation Driver in Broader Adoption of Carbon Offsetting Solutions[J].Crossing the Chasm，2020.

Buck， H. J.， Furhman， J.， Morrow， D. R.，etal. Adaptation and Carbon Removal[J].One Earth，2020，3（4）：425-435.

Dodge， E.Carbon Deposits：Using Soil and Blockchains to Achieve Net-Zero Emissions. InTransforming Climate Finance and Green Investment with Blockchains[M].New York： Academic Press，2018.

Howson， P.Tackling climate change with blockchain.Nature Climate Change，2019（9）：644-645.

Mihaylov，M.Jurado， S.vellana，etal. NRGcoin： Virtual currency for trading of renewable energy in smart grids[J]. European Energy Market，2014.

Wassenaer， L.， Hilten， M.， Asseldonk， M.， etal.Applying blockchain to climate action in agriculture： State of play and outlook： Background paper[J]. Wageningen Economic Research，2021.

Zhang，T.Pota，H.Chu，etal. Real-time renewable energy incentive system for electric vehicles using prioritization and cryptocurrency[J]. Applied Energy， 2018，226：582-594.

Literature Review and Prospect of Carbon Offset Based on the Blockchain

City University of Macau Macau， China 999078

SHEN Zhexin

Abstract： The carbon offset market is developing very slowly due to the lack of transparency and quality assurance. The blockchain technology can effectively solve the problems above. The issuance of carbon token through the blockchain not only reflects the value of carbon resources， but also uses market means to promote the development of carbon inclusion. At present， most of the literature focuses on the theoretical assumption and necessity of building carbon offset based on the blockchain， and there are very few practical application studies. In the future， people will continue to explore relevant policy support， incentive mechanisms， measurement standards， and audit mechanisms， so as to give better play to the positive role of the blockchain technology in the carbon offset market to promote the realization of the goal of “carbon neutrality”.

Keywords： carbon offset; blockchain; carbon token; carbon neutrality; voluntary carbon market