区块链在自愿减排碳市场中的应用 | 万向区块链行业研究

碳市场已经被多个国家和地区确定为碳减排的重要治理途径，各国纷纷制定了碳市场的具体内容，主要分为两部分：强制减排碳市场和自愿减排碳市场。

强制减排碳市场也被称为合规碳市场。其中，配额碳市场是强制碳市场最主要的方式，在万向区块链研报《可信数字底座在碳市场中的应用研究》一文中，我们详细介绍了配额碳市场的发展现状。在我国国内，碳排放权交易的主要参与者是年度碳排放量大于2.6万吨的重点企业，如发电、煤炭、冶金等企业。碳排放权管理的大致内容是：基于上个履约周期的碳排放量情况，每个重点碳排放企业会在新的履约周期被分配到固定数额的碳排放配额。如果企业的碳排放量超出配额部分，则需要在碳市场中从有富余碳排放权的企业手中购买足量的配额，并用于履约周期末尾的碳排放清算。通过这种碳排放权交易的方式，鼓励企业减排，助力我国“2030碳达峰、2060碳中和”目标的达成。

1. 碳抵消

在介绍自愿减排碳市场的概念前，首先需要理解什么是“碳抵消”。“碳抵消”是指通过如森林保护、可再生能源等项目，能够吸收或减少温室气体的排放，在具体碳排放清算过程中，被吸收或减少的温室气体量可以被用来抵消企业排放的温室气体量。举个简单的例子，假如某片森林每年通过光合作用吸收1万吨温室气体，而某家企业的生产制造过程所产生的温室气体也是1万吨，则可以将吸收和排放的量进行抵消，不再计入强制减排碳市场中的配额量。在这种情况下，政府分配给企业的碳排放配额将会富余，企业可以将富余的部分在碳市场中售出并实现盈利。需要强调的是以上仅是举例，在碳排放清算过程中，通过碳抵消方法具体能抵消多少碳排放量，需参考不同国家的规章制度，比如我国只能抵消碳年度排放量的5%。

2. 自愿减排碳市场

自愿减排碳市场是指将森林碳汇、清洁能源、甲烷利用、生物质能燃烧等项目（如图2所示）的温室气体减排效果进行量化核证，并在各国政府或机构的温室气体自愿减排交易注册登记系统中登记，获得相应数额的碳信用额，且能够在交易系统中自由买卖。相较于配额碳市场中交易的是碳配额，在自愿减排碳市场中交易的则是碳信用。

图2：自愿碳减排项目类别（资料来源：万向区块链自绘）

3. 自愿减排碳市场的参与者

自愿减排碳市场的参与者主要有四类，如图3所示。

图3：自愿减排碳市场的四类参与者（资料来源：万向区块链自绘）

（1）项目开发人员

项目开放人员是指设计和实施碳抵消项目并持有碳信用额的团队；项目包括四类（见图2），分别是森林碳汇、清洁能源、土地填埋和生物质能燃料。而项目开放人员又可以分为两类：

第一种是主动构建自愿减排项目的开发人员，如蚂蚁森林从绿色出行、高效节能、减少塑料、减少出行和循环利用5方面量化用户的碳足迹（见图4），当用户积累足够的绿色能量后，即可种植一棵拥有专属编号的树木（见图5）。通过蚂蚁森林所聚集的森林碳汇类碳信用，可在未来用于自愿碳排放市场的交易。

图4：蚂蚁森林个人碳足迹（资料来源：蚂蚁森林截屏）

图5：蚂蚁森林绿色能量树木种植（资料来源：蚂蚁森林截屏）

第二种是自愿减排项目合作类的开发人员，即一些专业的运营机构与地方政府、减排技术开发机构或农民等寻求合作。他们本身并不持有技术专利或资源所有权，只是帮助技术专利持有者或资源所有者完成标准机构所要求的各种认证程序，并负责碳信用的交易，然后从盈利中获取相应分成。这类专业机构有专门从事减排项目的开发人员，也有经纪人兼任该角色。

（2）标准机构

在自愿减排碳市场中，标准机构是指负责量化核证、碳排放测定方法学登记及碳抵消相关标准制定的组织，包括政府机构、第三方专业机构（如TSVCM、Verra、Gold Standard）等；国内和国外的标准机构差别较大，国内关于碳信用认证和碳抵消标准制定的工作，被称为国家核证自愿减排量（CCER），主要由政府机构负责。自愿减排项目需要接受主管部门审定，而审定是基于已公布的碳排放测定的方法学。如果碳排放计量方法不在方法学内（如一些区块链类项目），则需要首先将新的方法学向国家主管部门（国家应对气候变化战略研究和国际合作中心）备案，当备案通过后才能申请项目碳抵消的审定。

相较于配额碳市场，自愿减排碳市场无论从规模还是发展时间都有明显差距。国外各个国家的发展情况也参差不齐，与国内最大区别在于第三方机构在标准制定中发挥着重要作用。如Verra、Gold Standard、Plan Vivo等，每家机构建立了自己的自愿减排品牌/计划，标准及方法学，审核和接受符合其要求的自愿减排项目，需要建立各自的登记簿，方便买卖双方交易相关的自愿减排量。为打破不同机构在自愿减排的标准、方法学等方面的差异性，TSVCM于2020年9月成立，全称 Taskforce for Scaling the Voluntary Carbon Markets，翻译成中文，就是“自愿碳减排市场规模化工作组”。该工作组目前已经有250个成员，基本上囊括了与碳排放相关的大多数行业巨头，他们准备构建一个超越Verra、Gold Standard等的标准、方法学和审定统一方法。

（3）经纪人

经纪人是指促进买方和项目开发商之间碳信用交易的中介机构；国内主要包括北京绿色交易所、天津排放权交易所、上海环境能源交易所、广州碳排放权交易中心等机构，这些机构为买方和项目开发商提供CCER的登记和交易撮合服务。国际方面，除了国家政府层面的交易中心，还有围绕标准机构Verra等开展的交易。除上述外，基于区块链的去中心化碳信用交易也有一些项目，我们将在第二章节内容中具体介绍。

（4）最终买家

最终买家包括一些个人或公司等，希望通过购买碳信用来抵消其生活或工作中的碳排放量。最终买家的目的有两种：第一种是参与配额碳市场的重点企业，他们使用自愿减排量抵消企业碳排放量，减少配额碳市场的清算；第二种是从社会责任、企业形象出发的减排企业。

中心化的自愿碳排放交易中心存在明显的地域特征，且碳信用的交易过程不透明，完全依赖于对中心化机构的信任。此外存在交易效率低、门槛高等问题。为解决这些问题，基于区块链的去中心化经纪人模式正在被探索，通过对当前市场的观察，主要有两类型：协议类和应用类。

Klima DAO是协议类经纪人的典型代表，其启动于2021年8月，旨在为Web 3开发者和用户提供参与碳市场的机会。DAO扮演着分布式银行的角色，负责碳信用背书的货币政策治理，并围绕着Klima代币的收集和解锁来驱动加密碳经济的发展。截至2022年5月2日，根据Klima DAO官方数据显示，在其生态中已登记的链上碳信用资产达1700多万吨。下面我们对系统的两个基础设施Toucan Carbon Bridge和Klima DAO详细介绍。

1.从传统市场到链上Toucan Carbon Bridge

经纪人的作用是撮合买方和项目开发方的碳信用交易，而碳信用都是源于链下的各类碳减排项目。因此，去中心化经纪人需要以传统市场的碳信用作为抵押，然后通过Toucan Carbon Bridge铸造出一个拥有唯一ID的BatchNFT,而这个NFT中包含了自愿减排项目的具体信息（如项目名、序列号、项目类型、年份、审定方法学等）。就此，一个链上碳资产生成。

在上述关于碳信用从链下到链上的过程中，是以链下碳信用资产抵押作为可信假设。但是抵押的碳信用会被存储在哪里？是否会出现碳信用被双花的可能？也就是链下抵押的碳信用和链上铸造的碳减排NFT会被分别用于碳排放清算。为解决该问题，巨嘴鸟协议与Verra、Gold Standard等标准机构深度合作，链下的碳信用将被封存在中心化交易系统中，并将封存的碳信用通过链接方式定向至一个链上的BatchNFT。而链上BatchNFT中也需要包括碳信用的来源信息，通过这种双向锚定且可追溯的方式避免资产双花问题。

图6：Toucan协议[1]

2.链上NFT流动性

BatchNFT是基于链下的不同碳减排项目所铸造，它具有非同质化且不可拆分的特点。因此，如果直接围绕该NFT进行链上交易存在流动性不强且效率低的问题。例如，某项目铸造了价值为2.6万吨碳信用的BatchNFT，假设某客户只需要1万吨碳信用，但由于NFT的不可拆分特点，该如何完成这笔交易及如何记账则需要新的解决方案。在区块链研究总第232期《NFT流动性解决方案及监管》一文中，详细介绍了当下主流的几种NFT流动性解决方案。在Klima DAO方案中，如图6所示，采用了一个基于BatchNFT/BCT流动性池的流动性解决方案。BCT(Base Carbon Tonne),作为Klima DAO的储备资产，用来计量不同碳减排项目BatchNFT的价值，代表着一揽子不同项目价值的碳抵消指数，1个BTC等于1吨的碳排放当量。

3. Klima DAO激励机制

为了避免直接对BCT交易而造成协议的不稳定性问题，Klima DAO引入了链上资产Klima，一个新Klima铸造的需要1个BCT的储备。自愿碳减排参与者可以使用Klima在市场上公开自由买卖，由于Klima的价格与资金池里锁定的BCT锚定，也就是与碳信用价值锚定，以此保证其价格稳定性。为鼓励Klima生态长期发展，提出了2项激励机制：

第一是Bonding,通过该激励措施，鼓励其他的碳减排协议或应用类项目参与到Klima生态建设中。如果他们愿意放弃其他协议或应用类项目的链上资产份额，则可以获得与公开市场等值的Klima链上资产和相应的折扣奖励作为补偿。为防止其他协议参与者在获得Klima链上资产折扣奖励后马上抛售套利，会有5天的解锁等待时间。

第二是Staking，为鼓励参与者长期持有Klima链上资产,可以通过Staking的方式获得奖励且参与治理。参与者抵押Klima，会获得1：1的sKlima,持有sKlima根据时间长短以及重定基准的浮动利率获得相应收益。另外，sKlima不能用于交易，但能够用于不同钱包转账。

应用类经纪人，如Moss.Earth、BetaCarbon、UPCO2、Bhu NFT、 Nori等应用类项目，他们同时扮演着项目开发人员和经纪人两个角色。下面我们简单举例介绍四个项目：

Moss.Earth是以亚马逊雨林每年产生的15万碳信用为资产储备，这些碳信用通过了标准机构Verra审定和登记，通过冻结Verra中心化交易中心的碳信用，铸造MCO2链上资产用于交易买卖。

BetaCarbon是以澳大利亚碳信用为抵押，1个碳信用可以铸造出1000个BCAU链上资产。所有个人和机构都可以交易并持有BCAU链上资产。日常生活中也可以使用BCAU链上资产抵消碳排放，如乘客乘坐飞机会产生碳排放量，他们可以选择支付法币或者BCAU链上资产抵消碳排放。该项目启动于2021年，具体规划将在2022年逐步公布。

除上述外，如Bhu NFT是以农民的田地的碳信用作为背书，铸造Bhu NFT用于市场交易，农民也可以从中获取收益。

自愿减排碳市场在各国处于探索初期，具体内容在全球范围内仍未形成共识。我国关于自愿减排碳市场的管理规定仍遵循2012年发布的《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》，截至目前没有更新相关管理规定。从政府端的态度，碳市场的主要方向仍然是合规的配额碳交易市场。国际方面，由一些国际环保协会牵头的标准机构，在减排碳市场发展中发挥重要作用，他们负责制定交易规则、碳减排项目审定流程、测算方法学登记等，截至目前发展规模较为迅速。以Verra为例，2006年启动，截至2022年4月已审定并签发的碳信用约9.2亿吨，但售出用来抵消碳排放的量应该不足一半，图7中约4.76亿还包括了一部分转移到链上的碳信用资产。

图7：Verra碳信用数据[2]

由于自愿减排碳市场目前属于非强制管理市场，买卖动机源于社会责任和企业形象。关于碳排放抵消市场的发展，仍需要政府端的法律法规及行业间形成共识的助力。例如，我国主管机构审定通过的自愿碳减排量，在清算过程中可以抵消配额碳市场5%的碳排放量，类似规定有助于自愿减排碳市场的发展。

从社会责任和企业形象而言，链上项目形成共识的机会大于传统行业，我们从最近数据可以看到，一些链上项目开始主动购买碳信用来抵消企业POW或POS过程中造成的碳排放。如Move-to-Earn项目STEPN，4月22日在Nori市场中购买了5797.1吨的碳排放量，用来抵消项目在运营中对电力消耗所产生的碳排放量，并表示未来每月都会购买碳信用并用来抵消碳排放。

[1] 资料来源：https://mp.weixin.qq.com/s/t_oy2A-WXAbH44SN7jQIPA

[2] 数据来源：https://registry.verra.org/