基于区块链的碳交易系统及方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010288413.X
(22)申请日 2020.04.14
(71)申请人 浙江浙燃能源有限公司
地址 323000 浙江省丽水市莲都区城北街
368号绿谷信息产业园1号楼2楼201-3
(72)发明人 缪美芳　刘霁阳　
(74)专利代理机构 北京细软智谷知识产权代理
有限责任公司 11471
代理人 谭承世
(51)Int.Cl.
G06Q 20/38(2012.01)
G06Q 40/04(2012.01)
G06F 21/62(2013.01)
G06F 21/64(2013.01)
G06F 16/27(2019.01)
(54)发明名称
基于区块链的碳交易系统及方法
(57)摘要
本发明涉及一种基于区块链的碳交易系统
及方法，包括碳排放量获取模块获取碳行为数
据，生成碳排放量数据；碳行为数据包括碳消耗
和碳减排行为中至少一项；碳交易模块对所述碳
行为数据添加时间点并处理成分布式碳交易账
单；区块链模块为各个区块链节点配置所述碳交
易账单；碳交易管理模块确认区块链模块中各个
区块链节点的不同买方和卖方之间的碳交易以
及碳交易数据并存储；本发明通过区块链技术与
碳交易相结合，利用区块链技术的去中心化、透
明化、不可篡改、不可伪造和系统自治性等优点，
可实现对高耗能碳排放企业和绿色节能的节能
企业的碳资产和碳排放权进行实时、透明、不可
篡改的区块链碳资产管理，为未来碳金融的到来
提供技术支撑。

权利要求书2页 说明书6页 附图1页CN 111539722 A 2020.08.14
C N 111539722
A
1.一种基于区块链的碳交易系统，其特征在于，包括：
碳排放量获取模块，用于获取能源领域、工业领域和交通领域中的碳行为数据，生成碳排放量数据；所述碳行为数据包括碳消耗和碳减排行为中至少一项；
碳交易模块，用于对所述碳行为数据添加时间点并处理成分布式碳交易账单；
区块链模块，用于为各个区块链节点配置所述碳交易账单并为各个碳排放单位分别配置一个惟一ID；
碳交易管理模块，用于确认区块链模块中各个区块链节点的不同买方和卖方之间的碳交易以及碳交易数据，对所述碳交易数据进行存储。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的碳交易系统，其特征在于，所述获取碳行为数据，包括：
获取能源领域中锅炉排放的锅炉烟气中的温室气体含量，根据所述温室气体含量获取所述锅炉烟气中的碳排放量；
其中锅炉包括：工业锅炉、热电锅炉和工业炉窑。

3.根据权利要求1所述的基于区块链的碳交易系统，其特征在于，所述碳排放量获取模块包括：
碳排放量检测单元，用于检测各个区块链节点的碳排放量，根据实际排放量与标准值进行对比，如果实际排放量超过标准值，则为超排，如果实际排放那个良低于标准值，则为减排。

4.根据权利要求3所述的基于区块链的碳交易系统，其特征在于，所述碳排放量检测单元包括下列传感器之一或组合：
甲烷传感器、氧化亚氮传感器、全氟碳化物传感器、六氟化碳传感器、三氟化氮传感器。

5.根据权利要求1所述的基于区块链的碳交易系统，其特征在于，所述碳交易账单包括：
投资人信息、碳排放量信息、碳排放时间信息的分布式账单。

6.根据权利要求1所述的基于区块链的碳交易系统，其特征在于，
各个区块链节点之间基于智能合约进行信息交互。

7.根据权利要求1至6任一项所述的基于区块链的碳交易系统，其特征在于，
所述区块链模块采用树状结构区块链；
所述树状结构区块链通过设置数据层实现。

8.根据权利要求7所述的基于区块链的碳交易系统，其特征在于，所述数据层包括：
碳减排超排标识位、数据区块、时间戳、哈希数列、默克尔树根数据、点对点网络、公钥、私钥、密钥管理、非对称加密和验证机制中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的基于区块链的碳交易系统，其特征在于，所述碳交易数据包括：
交易价格、交易碳排放量以及交易条件。

10.一种基于区块链的碳交易方法，其特征在于，包括：
获取能源领域、工业领域和交通领域中的碳行为数据，生成碳排放量数据；所述碳行为数据包括碳消耗和碳减排行为中至少一项；
对所述碳行为数据添加时间点并处理成分布式碳交易账单；
为各个区块链节点配置所述碳交易账单并为各个碳排放单位分别配置一个惟一ID；
确认区块链模块中各个区块链节点的不同买方和卖方之间的碳交易以及碳交易数据，对所述碳交易数据进行存储。

基于区块链的碳交易系统及方法
技术领域
[0001]本发明属于碳交易技术领域，具体涉及一种基于区块链的碳交易系统及方法。

背景技术
[0002]区块链技术作为去中心化的价值传输系统，由匿名人士中本聪首次提出并应用到比特币当中。

在比特币系统中，为完成相对复杂的交易类型，中本聪创造性的提出了脚本机制。

但当开发者想要通过比特币脚本实现更多的功能时，往往就会受到诸多的限制。

为此，Vitalik Buterin提出的Ethereum通过引入图灵完备的智能合约和EVM使得基于区块链技术的应用开发成为可能，并被业界称赞为继比特币之后的“区块链2.0”。

但无论是比特币还是以太坊，都面临着由于用户与交易增长过快所带来的拓展性及交易延迟的问题。

究其根源，在于当前区块链系统中单链的结构，使得诸多优秀项目在这些问题面前都缺乏足够的灵活性，区块链在物联网这一天生适用的领域的发展也举步维艰。

并更好的将区块链与物联网技术相结合，经过不断地探索论证，我们提出了树状结构区块链即树型区块链。

树状结构区块链呈“主链+多应用支链”的树状结构，通过支链的无限拓展实现单链结构无法解决的交易拓展性和高并发性问题。

同时树状结构区块链作为物联网的基础设施，将建立多实体的设备互信及异构环境下的数据互通。

为未来物联网更复杂的商业模式打造稳定可靠的技术基础。

[0003]相关技术中，区块链技术与碳排放量检测以及碳交易市场的结合还不够完善，碳交易市场的可信度和交易率较低。

发明内容
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于区块链的碳交易系统及方法，以解决现有技术中碳交易市场的可信度和交易率较低的问题。

[0005]为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种基于区块链的碳交易系统，包括：
[0006]碳排放量获取模块，用于获取能源领域、工业领域和交通领域中的碳行为数据，生成碳排放量数据；所述碳行为数据包括碳消耗和碳减排行为中至少一项；
[0007]碳交易模块，用于对所述碳行为数据添加时间点并处理成分布式碳交易账单；[0008]区块链模块，用于为各个区块链节点配置所述碳交易账单并为各个碳排放单位分别配置一个惟一ID；
[0009]碳交易管理模块，用于确认区块链模块中各个区块链节点的不同买方和卖方之间的碳交易以及碳交易数据，对所述碳交易数据进行存储。

[0010]进一步的，所述获取碳行为数据，包括：
[0011]获取能源领域中锅炉排放的锅炉烟气中的温室气体含量，根据所述温室气体含量获取所述锅炉烟气中的碳排放量；
[0012]其中锅炉包括：工业锅炉、热电锅炉和工业炉窑。

[0013]进一步的，所述碳排放量获取模块包括：
[0014]碳排放量检测单元，用于检测各个区块链节点的碳排放量，根据实际排放量与标准值进行对比，如果实际排放量超过标准值，则为超排，如果实际排放那个良低于标准值，则为减排。

[0015]进一步的，所述碳排放量检测单元包括下列传感器之一或组合：
[0016]甲烷传感器、氧化亚氮传感器、全氟碳化物传感器、六氟化碳传感器、三氟化氮传感器。

[0017]进一步的，所述碳交易账单包括：
[0018]投资人信息、碳排放量信息、碳排放时间信息的分布式账单。

[0019]进一步的，各个区块链节点之间基于智能合约进行信息交互。

[0020]进一步的，所述区块链模块采用树状结构区块链；
[0021]所述树状结构区块链通过设置数据层实现。

[0022]进一步的，所述数据层包括：
[0023]碳减排超排标识位、数据区块、时间戳、哈希数列、默克尔树根数据、点对点网络、公钥、私钥、密钥管理、非对称加密和验证机制中的一种或几种。

[0024]进一步的，所述碳交易数据包括：
[0025]交易价格、交易碳排放量以及交易条件。

[0026]本申请实施例提供一种基于区块链的碳交易方法，包括：
[0027]获取能源领域、工业领域和交通领域中的碳行为数据，生成碳排放量数据；所述碳行为数据包括碳消耗和碳减排行为中至少一项；
[0028]对所述碳行为数据添加时间点并处理成分布式碳交易账单；
[0029]为各个区块链节点配置所述碳交易账单并为各个碳排放单位分别配置一个惟一ID；
[0030]确认区块链模块中各个区块链节点的不同买方和卖方之间的碳交易以及碳交易数据，对所述碳交易数据进行存储。

[0031]本发明采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：
[0032]本申请通过本发明涉及一种基于区块链的碳交易系统，包括碳排放量获取模块获取碳行为数据，生成碳排放量数据；碳行为数据包括碳消耗和碳减排行为中至少一项；碳交易模块对所述碳行为数据添加时间点并处理成分布式碳交易账单；区块链模块为各个区块链节点配置所述碳交易账单；碳交易管理模块确认区块链模块中各个区块链节点的不同买方和卖方之间的碳交易以及碳交易数据并存储；本发明通过区块链技术与碳交易相结合，利用区块链技术的去中心化、透明化、不可篡改、不可伪造和系统自治性等优点，可实现对高耗能碳排放企业和绿色节能的节能企业的碳资产和碳排放权进行实时、透明、不可篡改的区块链碳资产管理，为未来碳金融的到来提供技术支撑。

附图说明
[0033]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0034]图1为本发明一种基于区块链的碳交易系统的结构示意图；
[0035]图2为本发明一种基于区块链的碳交易方法的步骤示意图。

具体实施方式
[0036]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

[0037]下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的基于区块链的碳交易系统及方法。

[0038]树状结构区块链通过安全共识组织用户交易，按时间顺序形成数据区块。

同区块链单链系统不同，树状结构区块链采用树结构来存储排列区块，可以根据业务类型和数据负载进行分叉形成多个分支。

分支之间区块相互独立，新增区块只与自身分支数据相关。

在多重分支的情况下，根据业务数据流量，可以分布到多个分支区块中，由此产生的可扩展性和高并发性正是IoT系统所需的基本性能。

树状结构区块链的多重分支结构由唯一安全主链和众多应用支链构成，安全主链用于支撑全网共识机制，应用支链用于实际业务。

在应用支链可以提供最低2秒的低延迟交易确认，用户可以指定交易紧迫性，支付相应交易手续费，以此实现低延迟业务。

[0039]如图1所示，本申请实施例中提供的基于区块链的碳交易系统包括，
[0040]碳排放量获取模块101，用于获取能源领域、工业领域和交通领域中的碳行为数据，生成碳排放量数据；所述碳行为数据包括碳消耗和碳减排行为中至少一项；
[0041]碳交易模块102，用于对所述碳行为数据添加时间点并处理成分布式碳交易账单；[0042]区块链模块103，用于为各个区块链节点配置所述碳交易账单并为各个碳排放单位分别配置一个惟一ID；
[0043]碳交易管理模块104，用于确认区块链模块中各个区块链节点的不同买方和卖方之间的碳交易以及碳交易数据，对所述碳交易数据进行存储。

[0044]基于区块链的碳交易系统的工作原理为：碳排放量获取模块101获取碳行为数据，生成碳排放量数据；碳行为数据包括碳消耗和碳减排行为中至少一项；碳交易模块102对所述碳行为数据添加时间点并处理成分布式碳交易账单；区块链模块103为各个区块链节点配置所述碳交易账单；碳交易管理模块104确认区块链模块中各个区块链节点的不同买方和卖方之间的碳交易以及碳交易数据并存储。

[0045]本发明通过区块链技术与碳交易相结合，利用区块链技术的去中心化、透明化、不可篡改、不可伪造和系统自治性等优点，可实现对高耗能碳排放企业和绿色节能的节能企业的碳资产和碳排放权进行实时、透明、不可篡改的区块链碳资产管理，为未来碳金融的到来提供技术支撑。

[0046]一些实施例中，所述获取碳行为数据，包括：
[0047]获取能源领域中锅炉排放的锅炉烟气中的温室气体含量，根据所述温室气体含量获取所述锅炉烟气中的碳排放量；
[0048]其中锅炉包括：工业锅炉、热电锅炉和工业炉窑。

[0049]优选的，所述碳排放量获取模块101包括：
[0050]碳排放量检测单元(图中未示出)，用于检测各个区块链节点的碳排放量，根据实际排放量与标准值进行对比，如果实际排放量超过标准值，则为超排，如果实际排放那个良低于标准值，则为减排。

[0051]优选的，所述碳排放量检测单元包括下列传感器之一或组合：
[0052]甲烷传感器、氧化亚氮传感器、全氟碳化物传感器、六氟化碳传感器、三氟化氮传感器。

需要说明的是，本申请提供的技术方案还可以包括其他传感器，在此不做赘述。

[0053]一些实施例中，所述碳交易账单包括：
[0054]投资人信息、碳排放量信息、碳排放时间信息的分布式账单。

[0055]具体的，本申请中的分布式账单可以包括投资人信息、碳排放量信息或者投资人信息、碳排放时间信息还可以包括碳排放量信息以及对应的碳排放量时间信息，还可以包括：投资人信息、碳排放量信息、碳排放时间信息。

[0056]优选的，本申请中各个区块链节点之间基于智能合约进行信息交互。

[0057]优选的，所述区块链模块103采用树状结构区块链；
[0058]所述树状结构区块链通过设置数据层实现。

[0059]其中，本申请中区块链采用树状结构区块链，树状结构区块链主链数据与应用数据进行了分割处理，以“安全主链+多重应用支链”的树状区块结构来存储系统区块数据。

[0060]安全主链主要存储交易与安全共识相关数据；应用方则通过从任意链条进行分叉，生成支链(分叉链)，专门组织和存储与应用业务相关的数据。

并且随着交易规模的扩大，支链可以继续建立子级支链。

通过这种类似垂直分割的方式，杜绝了传统单链结构中所有交易填充在主链区块的弊端，实现了整体系统的横向拓展。

[0061]除此之外，树状结构区块链具有高拓展、高并发、数据快速接入、数据公证以及物联网价值流转平台的特点。

其中，高拓展为面对物联网海量的数据交易，通过依托于无限拓展的树状结构来实现整个系统的横向拓展，高并发是应用支链每秒的交易笔数(TPS，Transaction Per Second)能够达到5200笔，并且一笔交易最快2S即可完成链上确认，能够满足物联网下数据交易频繁且低延迟的场景特点。

数据快速接入是通过良好的系统设计，为流式数据和持久化数据均提供稳定接口和后端服务使得数据快速上链。

数据公证是区块链上存储数据标识及流转记录，数据标识一旦上链就不可更改，可为需求方和提供方提供数据的一致性证明和公证信息。

物联网价值流转平台是作为物联网技术底层的基础设施，为物联网上的数据传输与价值流转提供稳定可靠的技术平台。

[0062]优选的，所述数据层包括：
[0063]碳减排超排标识位、数据区块、时间戳、哈希数列、默克尔树根数据、点对点网络、公钥、私钥、密钥管理、非对称加密和验证机制中的一种或几种。

[0064]优选的，所述碳交易数据包括：
[0065]交易价格、交易碳排放量以及交易条件。

[0066]本申请实施例提供一种基于区块链的碳交易方法，包括：
[0067]S201，获取能源领域、工业领域和交通领域中的碳行为数据，生成碳排放量数据；所述碳行为数据包括碳消耗和碳减排行为中至少一项；
[0068]S202，对所述碳行为数据添加时间点并处理成分布式碳交易账单；
[0069]S203，为各个区块链节点配置所述碳交易账单并为各个碳排放单位分别配置一个惟一ID；
[0070]S204，确认区块链模块中各个区块链节点的不同买方和卖方之间的碳交易以及碳交易数据，对所述碳交易数据进行存储。

[0071]本申请基于区块链的碳交易方法的工作原理为：获取能源领域、工业领域和交通领域中的碳行为数据，生成碳排放量数据；所述碳行为数据包括碳消耗和碳减排行为中至少一项；对所述碳行为数据添加时间点并处理成分布式碳交易账单；为各个区块链节点配置所述碳交易账单并为各个碳排放单位分别配置一个惟一ID；确认区块链模块中各个区块链节点的不同买方和卖方之间的碳交易以及碳交易数据，对所述碳交易数据进行存储。

[0072]综上所述，本发明提供一种基于区块链的碳交易系统及方法，包括碳排放量获取模块获取碳行为数据，生成碳排放量数据；碳行为数据包括碳消耗和碳减排行为中至少一项；碳交易模块对所述碳行为数据添加时间点并处理成分布式碳交易账单；区块链模块为各个区块链节点配置所述碳交易账单；碳交易管理模块确认区块链模块中各个区块链节点的不同买方和卖方之间的碳交易以及碳交易数据并存储；本发明通过区块链技术与碳交易相结合，利用区块链技术的去中心化、透明化、不可篡改、不可伪造和系统自治性等优点，可实现对高耗能碳排放企业和绿色节能的节能企业的碳资产和碳排放权进行实时、透明、不可篡改的区块链碳资产管理，为未来碳金融的到来提供技术支撑。

[0073]可以理解的是，上述提供的系统实施例与上述的方法实施例对应，相应的具体内容可以相互参考，在此不再赘述。

[0074]本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。

因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

[0075]本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。

应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。

可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

[0076]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令方法的制造品，该指令方法实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0077]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0078]以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

图1
图2。