[发明专利]区块链认证的碳排放计算平台

说明书

本发明是基于区块链多节点认证的碳排放计算平台，用于能源体系的去中心化的发电认证与碳排放计算，实现碳指标换算的全网可信与不可篡改。计算节点分为实际节点和虚拟节点两类，按照同经纬度及同气象区分组，定期测量电站的气象参数和电气数据，依据特定算法生成统计报表和多个电力特征曲线，各节点互相记账并进行对比计算，通过认证电气特征的一致性，来确认发电量的可信，并完成碳指标换算，产生基于真实碳排放的碳币。本发明建立去中心化的发电认证机制，构筑全球通行的碳币流通体系，充分动员各类主体参与碳中和事业，是能源区块链技术的重大创新。

(一)技术领域

本发明是基于区块链多节点认证的碳排放计算平台，用于能源体系的去中心化的发电认证与碳排放计算，实现碳指标换算的全网可信与不可篡改。本发明在新能源电站的输出端安装传感器，定时测量一系列气象参数和电气数据，通过无线/有线方式传输到附近的电脑，电脑依据算法持续生成统计报表和多个电力特征曲线。传感器与电脑构成计算节点，定期与同区域的其他节点做点对点的数据交换，互相计算比对上述报表与特征曲线，校验数据的真实性。为保证节点数量，本发明还引入虚拟节点，与真实节点共同运行。所有节点组成松散连接且没有固定拓扑结构的网络，形成能源计算区块链。本发明属于能源区块链技术领域，通过分布式计算确保发电数据的互信与真实，进而换算碳指标，建立节点间的碳币交易网络，为全社会的碳达标和碳中和奠定技术基础。

(二)背景技术

全国碳排放交易体系于2021年7月正式启动，目前交易市场并不向所有主体开放，只有允许重点排放单位以及符合国家有关规则的机构参与。上述市场并未纳入众多的分布式电站与中小用户，无法服务大量的光伏屋顶与自用电站，不能动员全民参与节能减排，建立惠及各类主体的统一市场。

根据美国能源部的研究报告，美国的光伏发电量要从2020年的76GW上升至2035年的1600GW，并在2050年达到3000GW。根据中国发改委的统计，2020年，国内光伏发电新增装机数据为48.2GW，累计装机达到253GW，预计每年持续增长50～60GW，加上沿海与西北地区的风力电站，新能源在全国能源结构中的比例将达到20％以上。全球范围的巨额新能源投资，带来大量新增的分布式电站，如何把这些中小电站纳入碳交易市场，建立可信的碳指标认证体系，已是当务之急。

注意到上述问题，本发明提出一种以数据测量与报表对比为基础的区块链认证网络，在分布式电站的电力输出端安装传感器，与附近的电脑建立数据连接，构成计算节点。节点定时测量一系列气象参数和电气数据，依据算法生成统计报表和多个电力特征曲线。本发明还引入虚拟节点，依据实测的气象参数在工程模型中计算电气数据，与实际节点共同运行。各节点互相读取数据，各自相互记账，形成分布式数据库。平台依据同经纬度及同气象区划分计算区域，同区域的同类节点间互相认证电气特征的一致性。本发明把中小电站纳入点对点的计算网络，建立去中心化的的发电认证机制，构成碳指标的全球流通体系，动员全世界参与减排事业，促进低碳经济的成型与发展。

(三)发明内容

国家目前的分布式电站建设流程中，并网是最关键的环节，需要向电力局申请发电并网许可，电力局在电站安装计量设备，测量实际发电量，作为计算电费的依据。这种国家认证的模式是中心化的，用作电费结算方式，以电力部门的报表为准，其他国家都有类似的流程，各自负责国内的电力测算。

对于碳指标换算，这样的中心化模式会带来人为分割各自为政的局面，各国的碳指标计算方式不一，统计方式有差异，协调难度很大。中国、欧盟及美国一直就新能源的碳指标认证开展磋商，至今无法达成一致。各国的中心化管理模式，导致碳市场互相分割，自成体系，不能互认互通，拖延全球市场的一体化，极大阻碍了低碳经济的发展。

区块链技术中，每个区块记录了所有的数据交换活动。简而言之，区块链是多个记录着各种信息的区块连接起来组成的一个链条，每个区块记载着权属、时间、账单等信息，由于账本分布在每个节点中，且修改需要标记时间戳，要非法变更这么多账本，成功的概率极低，由此可见，区块链是一种不可更改的分布式数据库，能够实现自我认证与可信计算。