绿色证书交易以市场化的方式对可再生能源进行补贴，能够缓解中国可再生能源快速发展带来的财政直补的压力。目前，绿色证书市场尚处于起步阶段，仍缺乏流通机制的系统性设计，也没有形成频繁的交易，起到真正的效果。而区块链技术作为分布式基础架构与记账技术，能够为多方协作提供信任基础。我们尝试将区块链作为底层平台技术来支持绿色证书交易，并依托国家能源局首批能源互联网示范——“支持能源消费革命的城市园区双级‘互联网+’智慧能源示范项目”在珠海进行了探索和实践。

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绿色证书交易是怎么来的，为什么要交易，怎样交易？

绿色证书（下文简称绿证）的全生命周期可以划分为核发、交易、核查3个阶段，各阶段细节设计如图1所示。

图1  绿证流通全生命周期

绿证的核发环节与可再生能源发电电量绑定。可再生能源配额是绿证市场的流通动力，而绿证则是配额核算的重要依据。交易过程中，可再生能源发电商通过出售绿证获得补贴，履责主体通过购买绿证完成消纳指标。绿证流通不受任何物理约束影响，无需集中出清，应由其所有者决定具体的交易对象和交易价格。绿证交易天然是去中心化和分布式的，采用双边交易机制。而核查是绿证兑付配额制检查并退出市场的阶段。

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为什么考虑用区块链技术开发绿证交易的底层平台？

随着绿证市场的发展，电网、监审机构、交易平台运营方、海量交易主体将涉及其中，交易主体对于绿证状态都有追踪的需求和更新的权利。这意味着，绿证交易平台需要具备以下功能：①支持多中心化主体读取并异步更新数据库；②支持分布式主体异步更新数据库；③保证数据安全性和一致性。

区块链技术能够构建绿证交易中不同市场主体间的信任，其分散去中心化、数据防篡改可追溯等特点，也适用于绿证交易拓展的需求。在金融领域，有将区块链应用于凭证交易的先例，因此考虑采用区块链作为绿证交易的底层技术。

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基于区块链开发的平台是怎样的？

采用Linux基金会的超级账本Hyper Ledger Fabric1.1架构开发基于区块链的绿证交易平台。

1）底层采用分布式架构，由平台运营方、电网、监审机构各自的物理主机作为节点组网形成。

2）不同节点承担不同功能。节点类型包括：身份证书管理(CA)节点、背书（Endorser）节点、提交（Committer）节点、排序（Orderer）节点。

3）每个Committer节点都在本地有完整的账本，包括文件系统和数据库2个部分。

4）采用Fabric提供的Kafka共识模块。

区块链网络中节点连接拓扑如图2所示。

图2  区块链网络部署拓扑

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平台的运行效果怎么样？

首先对平台进行了测试，包括功能测试:采用编写测试用例人工执行和区块链网络性能测试，采用并行交易执行器工具测试。实际运行中的流通体系如图3所示。

图3  依托区块链的绿证流通体系

电网依据安装在发电商处的上网关口表数据，每1 MW·h可再生电力上网后，将自动生成一个编号唯一的绿证。对于场内交易，绿证所有者可以发布挂牌信息，其他主体可以摘牌购买。在每年规定的配额制考核时间，由监审部门确定配额考核指标，核查监督各主体配额完成情况，并自动扣除当年对应的绿证数目，完成绿证回收。

目前，基于区块链的绿证交易平台，已在珠海模拟运行超过1年时间，共有十余家新能源发电企业和三十余家电力用户注册参与，共完成模拟交易一百余笔，组织模拟集中考核2次，验证了系统的实用性和完备性。

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后续有什么研究和应用的展望？

区块链能够解决电网、平台运营方、监审机构和分布式主体共同维护数据账本的一致性和安全性难题。

下一步，将研究区块链在绿证交易平台的应用过程中涉及的关键技术的优化和改进方法，促进区块链技术与实际应用场景的深度结合，为其在电力交易其他领域的落地提供成型模式和架构。

原文发表在《电力系统自动化》2020年第44卷第15期，欢迎品读！