一种基于区块链的碳指标追溯及交易系统的制作方法

本发明属于碳追溯和交易，具体的说是一种基于区块链的碳指标追溯及交易系统。

背景技术：

1、随着工业化和经济发展的推进，各国二氧化碳排放和温室气体的释放大大增加，导致全球气温上升、冰川融化、海平面上升等一系列环境问题。因此，减少碳排放成为保护地球生态系统和人类生存环境的迫切任务。计算碳排放量可以评估产品在生产过程中对气候变化的影响。

2、现有技术针对碳排放量也提出一些改进方案，如公开号为cn116051129a的一项专利申请公开了一种基于区块链技术企业温室气体数字化核算系统与方法，包括碳排放数据监测模块用于确定企业的碳排放源、排放因子与监测规则；碳排放参数记录模块用于获取温室气体活动水平数据；碳排放核算模块用于计算温室气体总排放量；碳排放报告模块用于根据温室气体总排放量生成碳排放报告。提高了数据的安全性、可靠性和可追溯性，支持实时存证和随时验证，提高碳排放信息的真实性。

3、上述技术方案虽然对碳排放数据提供了安全性、可靠性和可追溯性，但是一个产品在从生产以及结束需要经过多个阶段，目前难以根据总体的碳排放量而追溯到产品的具体阶段碳排放量，无法实时的掌握企业碳排放情况。

4、为此，本发明提供一种基于区块链的碳指标追溯及交易系统。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种基于区块链的碳指标追溯及交易系统，包括：

3、碳排放收集模块：所述碳排放收集模块用于收集产品在不同阶段下的消耗数据；

4、碳排放分析模块：所述碳排放分析模块用于分析在不同阶段下碳排放指标是否正常；

5、碳排放追溯模块：所述碳排放追溯模块用于追溯碳排放指标不正常的阶段；

6、所述碳排放收集模块用于收集原材料在不同阶段下的消耗数据具体为：

7、所述不同阶段至少包括：原材料阶段、生产阶段、运输阶段；

8、对碳排放过程建立排放超标集合f，{f1，f2，…fn}；所述碳排放超标包括：f1表示原料生产碳指标排放超标，f2表示工业废水厌氧处理ch4的排放值超标，f3表示净购入电力和热力隐含的co2排放量超标，f4表示运输环境的碳排放量超标；

9、建立碳排放超标集合与原材料在不同阶段下的碳排放消耗数据之间的相互映射关系。

10、优选的，根据碳排放过程的排放超标集合f，{f1，f2，…fn}，并根据产品在不同阶段下产生的碳排放量，生成信号传输至碳排放追溯模块，碳排放追溯模块根据已建立的相互映射关系追溯到产品的不同阶段下的碳排放量。

11、优选的，所述碳排放收集模块对产品在不同阶段下产生的碳排放量具体收集方式为：

12、获取产品生产过程中化石燃料燃烧的排放值和碳酸盐使用过程碳排放值a1，

13、a1＝∑(燃料消耗量i*燃料的碳含量i*碳氧化率i)+∑(碳酸盐消耗量i*碳酸盐的co2排放因子i)；

14、其中a1为产品生产过程中化石燃料燃烧的排放值和碳酸盐使用过程碳排放值co2排放总值；

15、燃料消耗量i是第i种燃料的消耗量；

16、燃料的碳含量i是该燃料单位质量或体积重的含碳量；

17、碳氧化率i是燃烧过程中碳转化为二氧化碳的效率；

18、碳酸盐消耗量i是第i中碳酸盐的消耗量，碳酸盐的co2排放因子i是单位碳酸盐分解产生的co2量；

19、净购入电力和热力隐含的co2排放量；

20、c1＝

21、(净购入电力量*电力co2排放因子)+(净购入热力量*热力co2排放因子)；

22、其中：净购入电力量和净购入热力量分别是电力和热力的净购入量；

23、电力co2排放因子和热力co2排放因子分别是电力和热力的co2排放因子；

24、净购入电力和热力隐藏的排放量是企业在消费外部购入电力和热力时，这些能源的生产过程中所产生的二氧化碳排放量；

25、运输环境的碳排放量：

26、d1＝∑(运输距离i*运输工具排放因子i*运输货物重量)；

27、其中运输距离i是第i种运输车的运输距离；

28、运输工具排放因子i是每公里运输活动产生的二氧化碳排放量；

29、优选的，在获取到每个阶段下的计算参数之后，碳排放追溯模块可以根据每个阶段下的计算参数构建每个阶段下的碳排放计算方程式，并基于每个阶段下的消耗数据和碳排放计算方程式确定产品在每个阶段下的碳排放数据。

30、优选的，所述碳排放分析模块用于分析在不同阶段下碳排放指标是否正常具体为：

31、基于每个过程碳排放数据来判断超标等级：

32、预先设定原料生成过程中化石燃料燃烧的排放最高阈值a2；

33、净购入电力和热力隐含的co2排放最高阈值c2；

34、运输环境的碳排最高阈值d2；其中化石燃料燃烧的排放最高阈值a2、净购入电力和热力隐含的co2排放最高阈值c2、运输环境的碳排最高阈值d2是工作人员根据历史经验来获取的；

35、若a1≥a2、c1≥c2、d1≥d2，则碳排放指标为一级风险；

36、若a1+c1≥a2+c2，a1+d1≥a2+d2，d1+c1≥d2+c2，则碳排放指标标记为二级风险；

37、若a1+c1+d1≥a2+c2+d2，则碳排放指标标记为三级风险。

38、优选的，所述碳排放收集模块对产品在不同阶段下产生的碳排放量具体收集方式还包括：

39、获取工业废水厌氧处理ch4的排放值b1：

40、预先设定工业废水厌氧处理ch4的排放最高阈值b2；

41、若b1<b2，则对应的阶段碳排放正常；

42、若b1≥b2，则对应的阶段碳排放不正常，并产生信号传输至碳排放追溯模块；

43、b1＝废水处理量*ch4产生率；

44、其中：废水处理量是废水的总处理量；

45、如果废水处理过程中会包含厌氧消化步骤，会产生甲烷，这是一种强效温室气体；

46、在产品制造过程中，其不可避免的会存在废水，在废水处理过程中包含厌氧消化步骤，会产生甲烷，甲烷是比二氧化碳具有更强温室效应的气体，因此当废水处理过程中产生的甲烷气体超出正常阈值时，应当传输至碳排放追溯模块，并根据碳排放追溯模块来将对应的阶段进行减排碳排放处理。

47、优选的，所述碳排放追溯模块还包括碳指标交易单元，所述碳指标交易单元用于针对企业的碳排放量来对碳排放权的买卖或交易：

48、收集产品在每个阶段产生的co2排放总值s：

49、s＝a1+b1*gwp+c1+d1；

50、其中：gwp是全球变暖潜能值；

51、预先设定企业产品碳排放目标总值μ；

52、若s<μ，将信号传输至碳指标交易单元，将多余的碳排放权出售给市场上其他需要额外配额的企业；

53、若s≥μ，将信号传输至碳指标交易单元，需要购买额外的碳排放权以满足合规要求。

54、优选的，所述碳排放追溯模块还包括减排单元，所述减排单元用于对碳排放超标时进行减排措施：

55、减排措施包括：至少其中一项，能效提升、使用可再生能源、过程优化；

56、若s≥μ，通过净现值公式计算：

57、

58、其中np为投资净现值；

59、t是项目寿命时间；

60、φt是第t年的收益(可能为负，表示成本)；

61、ωt是第t年的成本；

62、r是贴现率；

63、预先设定投资净现最高阈值为ε；

64、若np<ε，则对应的减排措施可实行；

65、若np≥ε，则对应的减排措施不可实行。

66、优选的，所述减排单元还用于对实施减排措施后的碳排放量进行计算：

67、若np<ε，获取不采取任何新措施时的预期碳排放量eb；

68、预测实施减排措施的碳排放量ep；

69、计算减排潜力值δe：

70、δe＝eb-ep；

71、预先设定减排措施的碳排放最高阈值为δg；

72、若np<ε，且δe<δg，则对应的减排措施可行；

73、若np<ε，且δe≥δg，则生成信号传输至减排单元。

74、优选的，所述实施减排措施的碳排放量ep具体计算方式为：

75、ep＝eb*(1-δ)；

76、其中δ为减排措施的效率。

77、本发明的有益效果如下：

78、本发明所述的一种基于区块链的碳指标追溯及交易系统，通过基于产品在不同阶段的消耗数据计算来获得碳指标值，并将每个阶段的碳指标值发送到碳排放追溯模块，使得碳排放追溯模块将每个阶段的碳指标值写入用于关联当前的计算请求的区块链储存中心中；

79、收集工厂或企业在生产过程中的能源消耗和活动数据，这些数据至少包括电力使用量、燃料消耗量、原材料使用量、废物产生量；

80、利用收集到的数据，根据特定的计算方法和排放因子，计算出相应的碳排放量；对计算处的碳排放量进行验证，确保数据的准确性和可靠性，这包括与历史数据对比；对验证后的碳排放数据发送到交易模块，在这个模块中，基于碳排放的计算结果，企业可以进行碳指标交易；如果企业的碳排放量低于其配额或目标值，它可以将多余的碳排放权出售给市场上其他需要额外配额的企业；如果企业的碳排放量超出了配额或目标值，它需要购买额外的碳排放权以满足合规要求。