腾讯云计算（北京）有限责任公司
1. 引言
当前我国正在有序推进碳达峰碳中和工作，碳资产也受到了越来越多的关注。2021 年 7 月 16 日，全国碳市场上线交易正式启动。国家能源集团、国家电投、中国华能、中国大唐、中国华电集团、中国石油化工集团、中国石油天然气集团、申能、华润电力、浙能集团等 10 家企业成为全国碳交易市场首批交易企业。碳市场将对发电行业的发展方式、电源布局、生产运行等产生影响。在确保履约的前提下，优化碳资产的管理和使用，不仅能够降低企业碳排放履约成本，更能够为企业拓宽融资渠道、提高盈利能力。完善碳排放数据统计体系，提升数据管理能力是发电企业提升自身能力、应对碳市场挑战和把握市场机遇的重要基础碳排放数据的准确可信是实现碳交易市场的公平公正的基础。生态环境部在此前印发了《企业温室气体排放核算方法与报告指南 发电设施》《企业温室气体排放报告核查指南（试行）》，对发电行业重点排放单位的核算和报告进行统一规范，对省级主管部门开展数据核查的程序和内容提出严格要求。国家生态环境部正在探索和试点构建基于人工智能、区块链等新型信息技术的企业排污信息与温室气体排放信息申报的数据质量控制与可信保障技术。
区块链是一种分布式多节点“共识”实现技术，作为一个去中心化的数据库，具有分布式存储、不可篡改和加密安全的特点。基于区块链技术的碳资产管理平台，能够帮助企业高效践行“企业自证”原则，向绿色评估认证机构、交易所、银行以及保险机构等提供真实可信的企业运行数据，实现多方协同认证，可充分利用区块链网络的扩展性，灵活连接登记系统、交易系统及政府监管系统等，实现碳项目全生命周期管理自动化、项目效能监测统计自动化。
2. 现状分析
2.1 发电企业碳资产管理总体情况
为了解国内发电企业碳资产管理及碳资产相关系统建设和应用情况，腾讯云联合中关村华电能源电力产业联盟，通过查阅公开资料、文献、问卷调研等方式，开展持续近 2 个月时间，调研覆盖各电力集团总部及发电板块二级单位超过 500家，于 2021 年 10 月完成《发电企业碳管理系统调研分析报告》，对各类发电集团及下属单位的双碳战略、碳资产管理总体部署、碳资产管理相关信息系统需求、碳资产管理系统建设情况和应用情况、跨企业碳资产协同调度等内容进行了调研分析，形成了量化调研结果。调研分析结果显示：
1）碳资产管理总体部署和实践方面，大部分发电企业已经在碳资产管理上
进行了长期的探索与实践。大型电力央企均已开始部署，但各地方电力国企的部署情况相对滞后，多数处于研究部署阶段；此次调研收集到已完成初步部署的地方电力集团有广东能源集团、广投集团，都由生产技术部主管碳管理工作。大型发电企业通常会采用集团统一管理模式，在集团层面设置单独的专业化部门、并设置专业化的碳资产管理公司来开展集团的碳资产管理工作。
2）主管碳管理工作的部门方面，目前已经有 4 家调研单位成立了独立的碳资产管理部门或机构，其余调研单位主管碳资产管理工作的部门存在较大差异，但主要集中在生产技术 （设备），其次是计划经营（市场）部和安全环保（发展）部。
3）碳资产调剂、虚拟交易与协同管理方面，大型电力央企多数已开展集团内碳资产调剂，接近半数的电力央企正在进行或计划部署集团内部的虚拟交易结算。其中：
正在进行集团内部碳资产调剂的集团有：中国华能、中国大唐、国家电投、国家能源集团、华润电力、中核集团、京能集团、浙能集团、广东能源集团、豫能控股、广投集团等；
考虑进行内部虚拟交易的集团有：中国大唐、国家电投、中国华电、中核集团、广东能源集团、豫能控股等；
与集团外部进行了碳交易的有 11 家单位，分属国家能源集团、中国大唐、中国华能、国家电投、中核集团、广东能源集团、广州发展电力集团、江西赣能以及淮南矿业集团（淮浙煤电）。
2.2 发电企业碳资产管理系统建设情况
根据调研分析，参与调研的发电企业中，约 22%使用集团统建的碳资产管理系统、约 7%使用第三方系统，其余约 71%尚未建设或使用碳资产管理平台。其中，我国五大电力央企中至少已有三家集团自行开发部署了较完善的碳资产管理系统，包括：中国大唐的碳资产管理系统已运行 3 年；国家电投碳资产管理系统由国家电投集团北京电能碳资产管理有限公司开发建设；中国华电自行开发的“中国华电集团有限公司碳排放管理信息系统”，入选保尔森基金会绿色金融中心与北京绿色金融与可持续发展研究院共同发布的《金融科技推动绿色金融发展：案例与展望（2021 年）》报告。
根据调研分析，碳资产管理系统应用模块方面，发电企业认为重要性排名前三位的分别是自助碳盘查、数据接入和碳市场交易信息；其次是自助报表和配额信息管理模块，居于次重要水平；自助大屏和碳账户管理模块，处于相对不重要位置。
2.3 目前碳资产管理平台主要挑战
目前，国内各类碳资产管理平台，通常已具备碳排放数据管理、排放履约管理、CCER 项目管理、碳交易管理、碳业务培训、分析决策等功能，对发电企业的碳资产管理起到了基础支撑作用，但是这类碳资产管理工具通常具备如下单方面或者多方面的不足：
1）数据整理周期长
电力企业碳排放基础数据较多，发电企业燃料消耗量大，燃料使用量数据涉及的采购、投料台账记录频繁、数据量大；生产控制数据（DCS）、用电量数据、在线监测数据量大，数据处理工作量大；燃料低位发热量、含碳量、碳氧化率等需每日进行检测，检测报告数量多，材料整理工作量大；检测设备的维护、校准信息、车辆使用、设备维修等台账种类繁多。同时部分企业存在台账结构化、电子化不足，导致基础数据获得难度较大，数据整理周期较长。
2）数据可信保障低
基础数据来源较多，对于燃料使用量，基础材料涉及采购及消耗台账、财务报表、采购发票等，对于燃料检测数据，涉及检测结果、送检频次、实验室资质、设备维护及校准等资料等，涉及材料种类繁多。若企业存在误报、漏报、错报情况，人工开展多源数据交叉校验短时间内不能保证核查质量。
3）市场分析及风险防控缺失
缺少市场形势分析及风险防控措施。目前尚无对碳市场的预测机制及相关模块，规避人为造成的风险存在较大困难，碳资产运作存在风险，企业资产得不到保障。
4）碳资产增值保值功能缺失
手工进行碳交易，难以适应碳投资对时效性的要求，无法保障最小化交易成本；对碳减排项目开发技术支撑不完善。针对当前碳资产管理平台存在的痛点与不足，腾讯公司设计开发了一套以区块链作为底层技术支持的碳资产管理平台，可为发电企业提供全方位的碳监测、碳盘查、碳账户、碳交易、可视化等功能和服务。
3. 方案设计
3.1 总体架构
区块链技术为发电企业碳资产管理、碳交易提供了高性能、高可信、高安全的数字基础保障。基于区块链的碳资产管理平台可以充分满足发电企业各分公司、子公司多样化的节点功能需求，同时保证系统运行的高并发性能，可保障不同控排企业之间数据并行处理、互相隔离、非授权互不可见的数据隐私性，同时便于后期快速扩展新的区块链应用场景，导入丰富的技术和联盟资源 。基于区块链的碳资产管理平台总体架构如下图所示：
关键业务流程如下：
1）控排企业通过应用系统接入、物联传感器数据接入、手动填报等多种采集方式实现碳排放数据的自动汇接；
2）汇接数据统一上传至区块链进行存储存证；
3）碳盘查管理模块通过可视化拖拽配置方式完成碳排放量核算公式编辑及数据关联映射，并执行碳盘查核算；
4）基于碳排放量核查、核算结果进行碳资产管理工作，包括：配额管理、碳预算管理、碳中和生产智能优化、碳资产数据指标管理等；
5）基于碳排放数据及碳排放权交易数据，可以支撑开展碳排放预测、配额预测及交易策略制定等工作。
3.2 功能设计
基于区块链的碳资产管理平台可以实现碳排放数据自动抽取与汇集、碳排放数据的精准核算、配额预测与测算、集团内部配额交易撮合与优化调配、碳价预测、风碳减排项目开发、碳减排计划制定等功能。
1）碳排放监测
利用区块链技术、数据汇接技术，连接客户自建系统、数据采集系统、用户文件等，实现碳数据采集，监测、存储，支持实时监测。通过碳排放监测模块，可以定位碳排放异常并预警，实现在核查周期中的持续监测，做到对企业碳排放情况“心中有数”。
2）碳盘查管理
通过平台的搭建实现盘查工具化、自动化、图表化。控排企业可通过应用生成报告，上报到环境信息管理系统，支持直接测量法核算、质量平衡法核算、排放系数法核算等主要计算法则和持续更新的碳排放因子。平台支持确定核算边界、识别碳排放源、收集活动水平数据、选取排放因子数据、计算碳排放的主要业务流程。
3）碳资产管理
基于区块链技术构建多方参与的可信数据共享治理机制。支持为集团内各排放企业建立碳账户，统一管理碳资产，包括碳排放数据管理、碳预算管理、配额管理、CCER 管理、减排项目管理、数据存证管理、生产智能优化等。
4）碳交易管理
支持平台上集团内部虚拟配额账户的开设及虚拟配额的确权分配、碳资产保值策略建议、履约管理、交易分仓管理等。平台支持碳交易辅助决策、绿证交易支撑以及绿证核算与申办。
5）数据可视化
借助数据可视化组件搭建可视化平台，分别建立基于大屏、PC、平板、移动端的碳资产数据可视化，为整个碳资产管理工作的可视、可知、可用打好基础。
3.3 关键技术
1）区块链技术
区块链是一种分布式多节点“共识”实现技术，作为一个去中心化的数据库，具有分布式存储、不可篡改和加密安全的特点。分布式存储的任何节点中数据内容一致，可避免某个数据节点故障影响整个数据库；区块链按时间序列、按区块记录数据的模式，使得数据传输可追溯，不可随意篡改；采用加密技术使得数据可用不可见，有效解决数据共享中的隐私保护问题。通过区块链可以完整、“不可篡改”地记录价值转移（交易）的全过程。总而言之，区块链技术支持的场景可以实现更广泛的参与，更低的沟通或集成成本，更高的效率以及更低的风险。
腾讯区块链服务平台 TBaaS
（Tencent Blockchain as a Service）是依托腾讯云基础设施和技术积累构建而成的区块链技术服务平台，致力于为企业客户提供高效、易用、安全、弹性的区块链服务，帮助客户理解、掌握、运用区块链相关技术，协助客户构建企业间高效协作工具和价值流转通道，降低客户利用区块链进行业务创新的综合成本，最终使得客户可以在区块链技术的加持下获益。
2）碳引擎技术
碳引擎是腾讯推出的灵活、开放的企业碳排放计算引擎，内置了国家 24 个行业核算指南模板及推荐参数，可协助企业快速识别排放源，零门槛快速搭建碳盘查方案。碳引擎整合了国内外多种碳排放参数库和排放因子库，并持续性地收纳和更新，便捷引用，省心省力；提供了功能强大的公式编辑器与可视化交互界面，实现所见即所得；支持主公式下内嵌无限级子算式及求和等复杂运算，支持将碳盘查数据自助拖拽式形成报表、大屏，支持中国式复杂报表，支持回归分析、分项分析等多种维度。
3）物联引擎技术
基于计量在线监测系统采集和物联接入的碳排放数据监测方式适合对发电控排企业在生产过程中消耗的电力、燃气等能耗进行精准计量，同时也可对生产过程所排放的颗粒物、二氧化碳、一氧化氮、二氧化硫、氮氧化物、氧气等碳排放气体浓度以及流速、烟温、湿度等数据进行精准计量与实时监测。通过物联平台接入获取的数据可同步上传至区块链进行存证。
通过传感监测与物联采集技术实现的直接测量方式，能够精准、客观的获取各类型碳排放数据，能够客观反映企业能耗规模与用能结构，实现了碳排放数据的自动采集与数字化沉淀，不仅便于后期的碳盘查核算，也避免了人工填报带来的效率与可信度问题，但整体增加了实施成本与系统复杂度。
基于移动端实现随时随地的人与人、人与设备、人与系统、人与服务连接，对于有业务人员参与的活动数据（如：交通运输燃油使用量、行车里程、货运量、生产过程监督采用等），能够高效进行碳排放数据的采集、录入以及溯源。
4）数据汇接技术
数据汇接技术支持不同应用的数据打通和沉淀，支持对各类技术栈、部署地点的应用进行非侵入式数据接入，通过零代码可视化的方式进行数据模型配置和数据传输。腾讯 EnerLink 平台是数据汇接技术的载体，支持任意应用与任意数据模型进行数据输入与输出，为碳排放数据的自动收集提供有力的支撑。数据汇接提供了简洁、灵活、规范的 API 接口，包括数据拓扑查询、拓扑授权查询、数据上报、数据查询等。
4. 应用效益
以区块链技术为基础，融合碳引擎技术、物联引擎技术构建的碳资产管理平台，可为发电企业碳资产管理水平的提升提供有力支撑。主要应用效益包括：
1）提升数据的实时性。基于物联引擎，可实现企业 DCS 系统、CEMS 系统及电表等在线监测数据自动采集并实时上链，每日动态更新发电企业燃煤消耗量、发电量、发热量、脱硫机使用量、外购电量的数据。
2）提升数据的可信性。通过区块链平台数据接口可对接企业台账系统，将企业台账或统计报表、能源台账等数据自动抽取上链，用于碳排放核算数据的交叉核验，可确保数据的真实可信。同时基于链上内嵌的智能合约核算模块，可实现碳排放数据的自动化精准核算，合约算法在链上公开发布，确保计算流程公开透明、各子公司标准统一。
3）提升交易的灵活性。企业可根据自身配额盈缺情况，在链上实时发布碳配额交易量需求，通过智能合约匹配交易对象、价格、时间等信息，完成配额交易，提升交易的灵活性。
5. 总结
区块链技术在建立多方参与的可信碳排放数据与交易数据共享治理机制方面优势明显，基于区块链技术搭建的碳资产管理平台，可以将发电企业碳资产管理、碳交易及供应链业务管理、发电集团下属各控排企业、上下游供应商、节能服务商、金融机构、监管机构链接起来，帮助发电企业摸清碳资产家底、实现碳排放控制、降低排放成本、拓展绿色产业链生态圈，实现碳资产收益最大化。