基于區塊鏈的排污權交易創新機制研究

趙楠 盛昭瀚 嚴浩

摘要 排污權交易機制的合理性和科學性是環境經濟政策有效實行的關鍵所在。就中國而言，排污權交易的試點實踐中存在著因機制的不完備導致的信息不對稱、監管效率低、政企行為異化等現象。區塊鏈技術的引入將創新傳統交易模式，形成去中心化、點對點交易、可信任的排污權交易市場。為此，文章首先從目前的排污權交易機制和區塊鏈技術特征出發進行核心技術與應用場景功能需求耦合。在此基礎上，分別從排污權交易監管、二級交易市場構建和排污權交易激勵與懲罰機制三個方面搭建基于聯盟鏈Fabric的創新應用框架，綜合應用區塊鏈中的共識機制、智能合約、Merkle樹、非對稱加密等技術。在排污權交易二級市場的區塊鏈框架構建中就參與主體、交易流程和交易范圍分析區塊鏈在各個層面上帶來的制度變革和創新。同時，就排污權的申購、出讓和交易設計智能合約功能函數和算法，分析智能合約的運行業務邏輯。整體來看，文章在宏觀層面挖掘區塊鏈技術在排污權交易領域的場景應用框架，在微觀層面上就框架內的每一耦合點分析區塊鏈相應技術的應用機理。在兩個層面協同分析說明區塊鏈技術和排污權交易機制需求能夠有效耦合，并且區塊鏈技術的應用能夠促進排污權交易中企業排污行為得到有效的監管，實現二級市場中的排污權申購、出讓申請和交易等管理流程智能化和自動化，為跨區域排污權交易提供技術支撐從而降低交易成本和管理復雜度。除此之外，基于智能合約的排污信用幣發行在排污權交易市場中將是推動企業積極參與到交易中的一種全新的激勵手段。基于上述分析，研究認為區塊鏈技術的創新應用是推動排污權交易的要素市場化配置和環境資源合理分配的一把利劍，將在制度和交易模式上突破傳統的交易體系，形成政府和排污企業間環境資源的價值傳遞網絡。

關鍵詞 排污權交易;創新機制;區塊鏈;智能合約

中圖分類號 X196文獻標識碼 A文章編號 1002-2104（2021）05-0131-10DOI：10.12062/cpre.20200938

改革開放以來，在經濟突飛猛進的同時也出現了各種環境污染問題，人們對綠色發展的要求推動著對環境治理的粗放型、命令型方式逐漸向以市場驅動為主、政府監管為輔的環境經濟政策轉變。排污權交易作為其中一項關鍵的環境治理政策，旨在通過市場機制使得環境資源得到有效配置，從而實現全社會的減排成本最小化。排污權交易在我國的試點實踐已經走過了三十多年，然而在實踐中卻存在著信息不對稱、監管不到位、排污企業參與積極性低等各方面的問題，這些也是近年來這一研究領域內學者們廣泛關注的排污權制度的痛點所在。近些年，新型技術的產生為環境治理注入了新鮮的血液。2008年以比特幣為代表的加密數字貨幣進入金融等領域[1]，區塊鏈（Blockchain）隨之應運而出，并逐漸在供應鏈、智能制造、物聯網等領域嶄露頭角[2]。區塊鏈技術所具有的去中心化、防篡改、可追溯、安全性高等特點與排污權交易機制設計中長期以來面臨的信息不對稱、企業排污機會主義行為監管困難等難題不謀而合，區塊鏈技術的這些特點為排污權交易體制上的再設計提供了新的思路。因此，如何把握區塊鏈技術優勢，將排污權交易機制的痛點與區塊鏈核心技術特點耦合并挖掘排污權機制設計中區塊鏈的嵌入點以實現環境資源的要素市場化配置和排污權交易主體價值網絡的形成，亟需科學合理地進行基于區塊鏈的排污權交易創新機制設計和研究。

1研究綜述

1.1排污權交易

作為一項實現綠色經濟發展的環境手段，排污權交易體現了經濟發展和環境污染之間的密切聯系[3]。排污權交易制度（EmissionTradingScheme）最早是美國經濟學家Crocker[4]和Dales[5]提出，其主要內涵是政府代表社會公眾和環境資源的擁有者，將總量限制下的排污權有償或無償分配給污染者，污染者可以從政府購買該權利，也可以從擁有該權利的污染者那里購買，污染者之間可以互相出售或轉讓這種權利[6]。從理論根源來看，排污權交易以外部性理論、交易成本理論和環境資源產權理論等為基礎，是科斯理論在生態環境保護方面的應用體現，即當交易成本為零或足夠小以及交易自由的情況下，環境資源可以通過市場機制得到有效配置[7-8]。

排污權交易在我國的實踐先后經歷了起步嘗試試點、摸索和試點深化三個階段。隨著多地試點實施的不斷深入，排污權交易制度逐漸呈現出一些關鍵的機制性痛點問題，主要障礙存在于管理機制、信息機制和市場機制三個層面。從管理機制來看，核心問題在于監管核查機制不到位以及責任主體不明確。我國污染物計量及監管能力較為薄弱，環保部門難以掌握企業排污的真實情況，對交易情況的追蹤和核實也難以有效展開從而無法對問題企業進行追責，并且公眾缺乏渠道獲取環境污染信息導致無法實現公共監管[9]。從信息機制來看，排污權交易中的信息不對稱是企業搭便車行為和尋租行為以及政府部門逆向選擇行為滋生的沃土，而傳統交易機制下的信息不對稱難以避免，對這一問題的處理也只能單一的依賴契約設計的盡量完備化[10-11]。在市場機制層面，我國排污權交易二級市場由于交易范圍的限制、交易程序的煩瑣、試點間交易機制差異明顯以及交易費用和政策限制帶來的交易主體準入門檻高[9，12]等市場化要素配置的不合理性而呈現出有價無市、“一潭死水”的狀態。

從根源來看，機制障礙的根本在于排污權交易制度本身的要素市場化配置的產權界定不明晰、交易主體行為不規范及交易規則的公平性和效率性缺乏，從而致使排污權交易市場失靈，但是目前少有文獻能夠在機制設計上綜合集成考慮這些關鍵根源問題。文章將試圖從宏觀分析的角度構思如何在區塊鏈技術環境下更有效地解決排污權交易體系的這些問題癥結。

1.2區塊鏈技術及應用

2008年，區塊鏈（Blockchain）技術思想在中本聰的一篇名為“Bitcoin：Apeer-to-peerelectroniccashsystem”[1]的報告中首次揭示，并且闡述了基于P2P網絡技術、加密技術、時間戳技術等的電子現金系統的構架理念。至此，區塊鏈世界的大門向人們逐漸開啟。區塊鏈作為一個分布式賬本（Decentralizedsharedledger），按照時間順序將數據區塊以鏈式存儲為特定的數據結構，并以密碼學方式保證數據的不可篡改和不可偽造[13-14]。因此，具備透明可信、防篡改可追溯、隱私安全保障以及系統高可靠四個主要特征[15]。

目前，國內外對區塊鏈應用研究較為廣泛的領域包括數字貨幣交易、供應鏈、版權和產權保護等方面[16-17]，在排污權交易領域，部分國外學者針對區塊鏈在這一領域的適用性和風險以及基于區塊鏈平臺的排污權交易市場設計進行了初步的探索。在應用研究方面，Al等從隱私性和系統安全性角度提出了一個以比特幣系統為基礎的去中心化碳排污權交易系統結構模型，解決了交易主體之間的匿名交易問題[18]。Fu等[19]將區塊鏈與工業4.0結合構建服裝制造行業的排污權交易框架，兼容了去中心化、透明化、自動化等特征，實現了污染物排放的全生命周期的管理。Pate等[20]在研究中將以區塊鏈為底層技術的代幣應用到碳交易中，探索碳排放許可證的數字化追蹤，促進碳經濟在全球范圍內的去中心化和透明化。另外，也有部分研究采用了較為成熟的區塊鏈框架作為排污權交易的平臺，例如Yuan等[21]

選擇聯盟鏈中的超級賬本（Hyperledger）設計排污權交易系統，應用分布式賬本、共識機制、智能合約等核心技術，初步實現了排污權交易的區塊鏈平臺搭建;Franke等[22]構建了一套評估區塊鏈系統的技術和軟要素指標體系用以對比以太坊（Ethereum）和超級賬本在排污權交易中的適用性程度，為區塊鏈的選擇決策提供借鑒。除此之外，區塊鏈技術在排污權交易中的可應用性分析和風險分析也是進一步深入探索的關鍵點，Zhao等[23]采用風險分析模型對區塊鏈技術在排污權交易中的成本效益深入研究，對于何時部署區塊鏈、如何將核心業務轉移到區塊鏈平臺以及區塊鏈服務定價等方面提供了決策建議。

總體而言，排污權交易領域的研究在相當長一段時間內仍圍繞著上文中所提及的核心痛點問題，然而由于排污權交易所在的傳統中心化交易體系以及政企間的信息不透明等機制缺陷使得難以對癥下藥。

在目前的排污權交易與區塊鏈技術相結合的研究中大多局限在適用性分析以及簡單的平臺搭建，未能在交易機制和市場要素配置層面厘清區塊鏈為排污權交易帶來的創新突破意義，尤其是國內的研究幾乎處于空白的狀態。因此，相教以往的研究，文章可能的創新之處在于：①鮮有研究在宏觀層面對區塊鏈在排污權交易中的應用進行框架性的探討和分析，文章在對區塊鏈技術特征和排污權交易的痛點進行耦合的基礎之上，以超級賬本Fabric為平臺對排污權交易監管、排污權交易二級市場和激勵懲罰機制三個方面分析區塊鏈在排污權交易機制設計中的創新應用。②以往的區塊鏈與排污權交易結合的研究中大多單方面地應用區塊鏈某個核心技術，文章在排污權交易相關的三個研究內容中探究基于Fabric的區塊鏈智能合約、共識機制、跨鏈技術、資產通證化等多個技術在排污權交易機制創新設計中的協同和集成作用，更加清晰地反映區塊鏈的各個技術與排污權交易機制設計的關鍵耦合點。

2區塊鏈技術特征與排污權交易需求耦合

一般來說，區塊鏈技術的應用場景都存在三個基本特征[15]：第一，存在去中心化、多方參與和寫入數據的需求;第二，對數據真實性要求高;第三，存在初始情況下相互不信任的多個參與者建立分布式信任的需求。排污權交易系統存在政府、排污企業以及社會公眾多個參與主體。同時，需要不斷地將交易信息、排污數據等存入數據庫，更重要的是排污數據的真實性直接影響排污權交易的公平和效率。因此，從系統特征來看排污權交易是適合區塊鏈應用的一個場景。從排污權交易需求和區塊鏈功能的耦合來看，如圖1所示，排污權交易中的痛點問題主要源于交易監管、交易規則、市場關聯性（交易范圍）和激勵機制設計，這些宏觀上的問題能夠通過區塊鏈網絡的協同化、數字化、智能化、去中心化、信息透明、防篡改可溯源等功能優化解決。在涉及監管、問責的管理機制層面，區塊鏈核心技術中的身份認證、數字簽名、哈希加密將在解決傳統的問題污染數據難以溯源、問題主體難以追蹤中提供溯源證據鏈[24]，并以獨特的鏈式存儲結構及共識機制使得非法篡改污染和交易數據難度大大提升，篡改成本遠遠超過其獲利[25]。區塊鏈在身份授權和準入認證下的鏈上數據具有全網全節點的透明化特征[26]，污染數據和交易數據都需共識節點認可后上鏈。同時，上鏈后的數據能夠通過默克爾樹快速查詢到所在區塊高度，而非對稱加密技術則為數據共享提供完備性和安全性保障[27]，從而實現多主體間的可靠信息傳輸和共享。另外，在市場機制層面區塊鏈的智能合約技術能夠在基本操作流程上優化政府的管理成本，釋放公共治理資源，同時自動化執行代碼能夠為公平性和效率性提供保障。其次，跨鏈技術在排污權交易的跨區域和跨流域層面則具有獨到的技術優勢。同時，資產通證化結合相關的激勵機制設計在企業減排技術創新和生產優化上具有調動積極性的優勢。

3排污權交易的聯盟鏈架構體系

排污權交易體系是一個多組織參與、具有一定準入要求的系統，對照區塊鏈的分類，具有同樣特征的聯盟鏈更加適合排污權交易這一應用場景，聯盟鏈也通常應用在多個互相已知身份的組織之間[15，28]。文章選取聯盟鏈作為排污權交易的區塊鏈體系基于以下四點考慮：第一，聯盟鏈的多中心化特征較公有鏈的完全去中心化相比更加切合排污權交易機制的治理需求[29]。

第二，聯盟鏈具有身份認證模塊[30]，在排污權交易中更利于對排污單位的交易參與資格進行審核，同時可以管理不同網絡節點的權限，適合具有不同參與角色的排污權交易市場。第三，聯盟鏈交易速度更快，聯盟鏈的聯盟成員共識機制縮短了共識達成時間[31]，交易信息只對共識節點公開，保障了交易信息的隱私性。第四，聯盟鏈不需要設計激勵節點共識的Token體系[15]，減少了區塊鏈分叉的可能性，也降低了系統的開發難度和使用難度。Linux基金會發起的區塊鏈技術和交易驗證的開源項目——超級賬本（Hyperledger）中的Fabric是典型的帶有節點許可管理的聯盟鏈系統[32]。作為一種允許可插拔實現各種功能的模塊化架構，Fabric具有強大的容器技術，來承載各種主流語言來編寫的智能合約，并且具有權限管理模塊、區塊鏈應用模塊以及基于SDK和CLI的應用開發服務[33]。文章主要基于Fabric構建排污權交易的聯盟鏈架構體系，如圖2所示，整體架構共包含7層結構：數據層、網絡層、共識層、合約層、基礎服務層、外部接口層和應用層。

數據層主要包含不同數據類別排污權交易相關的數據信息，包括污染源排污監管信息、排污權二級交易信息以及企業的生產行為數據。每個分布式節點都可以通過特定的哈希算法和Merkle樹數據結構，將一段時間內接收到的交易數據和代碼封裝到一個帶有時間戳的數據區塊中，并鏈接到當前最長的主區塊鏈上，形成最新的區塊。該過程涉及區塊、鏈式結構、哈希算法、Merkle樹和時間戳等技術要素，均封裝在數據層。

網絡層是為了滿足去中心化的分布式數據結構。在這一層，區塊鏈主要提供P2P網絡、Gossip協議、公鑰基礎結構（PublicKeyInfrastructure，PKI）和數據驗證機制。在排污權交易中體現在對排污單位身份準入的限制上，需要通過政府部門的身份認證機構（CertificateAuthorities，CA）對其進行準入以及每次交易的身份審核。

共識層封裝網絡節點的各類共識算法，在聯盟鏈Fabric中，依據版本的不同分為Solo算法、Kafka算法和Raft算法。Solo算法只提供單節點的排序功能，僅用于測試使用，安全性和穩定性較差。Kafka是一種高吞吐量的分布式發布訂閱消息系統，將所有的排序節點集群，實現對交易的排序。Raft算法新增了Raft主導節點，每個組織的排序節點中投票產生一個主導節點共同組成排序服務。在排污權交易的Fabric系統架構設計中，初期的試驗可以采用Solo算法作為演示，在后期系統較為成熟的情況下可選擇Kafka或Raft共識算法。

合約層能夠應對更為復雜的信息互動需求，封裝了各類腳本、算法和智能合約，是區塊鏈在特定場景下應用的功能體現。在排污權交易應用中，交易規則的每個細節都將體現在智能合約相關函數的設計上，基于Fabric的智能合約（鏈碼）的管理主要包括鏈碼的開發、安裝、實例化、升級和運行操作[32]。

基礎服務層為整個系統提供后臺管理服務，使得參與排污權交易中的各方能通過基礎服務層滿足其需求。

主要包括參與排污權交易的用戶賬號管理、權限管理、會員管理、排污權交易檢測平臺管理、排污權交易平臺管理、排污許可證管理和信息公開化服務等[34]。

外部接口層為外部應用提供各類接口的調用服務，使得各主體能夠通過接口方式將信息同步到區塊鏈系統中，并且能夠從區塊鏈系統中獲取信息。排污權交易的參與主體通過應用程序界面（ApplicationProgramInterface，API）與基礎服務層對接，同時每個對接接口的權限設計會依據主體的參與資格進行相應的調整[35]。

最頂層應用層涉及區塊鏈在排污權交易中的具體應用，主要分為三個部分：排污源數據監管、排污權二級市場交易以及激勵與懲罰機制，具體將在下文分析。

4排污權交易的區塊鏈創新機制構建

4.1區塊鏈技術下的排污權交易監管

現存排污權交易中的污染源核算和監管普遍存在“信息損耗”問題。首先表現在污染檢測數據通過現有系統層層上報的過程中存在“信息損耗”。在不同的行政區域內，不同的流域范圍內，排污企業和政府等各類主體均可能為了減輕排污壓力而虛報排污數據，導致“偷排”“虛報”“誤報”等現象的發生，使得整個過程監管失效。同時，在發現排污數據有出入時，現有監管機制很難確定責任主體，進一步導致排污權交易的公平性、可信度降低。區塊鏈技術中的防篡改、可溯源、透明公開等特征為這一問題提供了新的解決思路。

搭建基于聯盟鏈的排污權交易監管體系將在源頭監管、過程監管和末端監管中全方位地維護數據的真實性并通過數據溯源明確責任主體，如圖3所示。具體來說，排污權交易包括污染源監控和排污核算兩個部分。在線監測設備安裝在各個污染源的排污源位置獲取實時的排污數據，包括排污單位的基本信息、污染防治情況、主要污染物種類、排放濃度、排放總量、排放去向以及排污指標存量和可轉讓量等數據信息。基于這些數據，排污單位自主或通過中介進行核算，通過排污統計計算區域環境總量、各個排污單位排污總量、排污指標情況等，最后數據將錄入排污信息庫，并且將相關的排污數據公開給社會公眾。整個過程中，所有環節的核心數據自動化上傳到聯盟鏈系統中并進行哈希運算，同時上傳節點對其附加數字簽名并由環保部門對提案進行背書驗證。區塊鏈中保存著所有環節的數據信息和參與者的行為信息，所有數據的最新值將保存在世界狀態中以便于進行快速查詢，聯盟鏈運行的全過程由環保部門進行監管。

通過將區塊鏈技術納入到現有排污權交易監管體系的底層，一方面所有的環節上鏈數據一旦存入區塊將不可篡改。因此，在源頭數據準確的情況下，排污單位和政府部門很難存有僥幸心理在后期私自篡改排污數據。另一方面，上傳的所有關鍵數據都將成為溯源憑證，在后期一旦發現排污數據不同統計口徑存在出入，可通過區塊鏈區塊中的Merkle樹進行哈希運算對比以快速查詢到存在問題的數據源。同時，通過數字簽名溯源到該數據的負責主體，為清晰有效的問責和排污權交易仲裁提供事實依據。

4.2區塊鏈技術下的排污權二級市場交易

相比排污權交易一級市場，我國二級市場的建立和實行還停留在非常初期的階段，存在著交易程序復雜、交易成本高，中小企業的參與門檻較高等問題，并且現有機制中的政府干預較多，容易導致市場失靈并使得二級市場交易活躍度持續低迷。區塊鏈技術的引進，以信息化方式傳播、驗證及執行智能合約，使得排污權交易對中介介入以及政府審核的要求降低，進而簡化交易程序并優化交易成本。基于此，文章構建基于區塊鏈技術的排污權交易框架，如圖4所示。

4.2.1參與主體

傳統機制下排污權交易二級市場的參與主體包括排污企業、政府環保部門和行使交易審核權力的排污權交易中心。排污指標買入申請和轉讓申請、排污指標交易申請中的審核工作需要排污權交易中心和政府環保部門協同完成。在排污權交易二級市場區塊鏈技術框架中，大部分申請審核工作由智能合約自動化執行代碼來完成，市場參與主體主要是排污企業，政府在其中扮演著交易的驗證者和整個體系的監管者角色。相較于傳統模式，政府的職能轉型并且對交易市場的干預性降低，有利于提升二級市場交易的活躍度，提高排污企業的交易積極性。

4.2.2交易流程

區塊鏈技術下排污權交易二級市場的流程將原有的審核工作納入了智能合約。具體來說，排污單位和地方政府部門都需要通過身份驗證獲取公私鑰對和身份證書。排污單位參與交易，通過智能合約實現對排污單位的準入資格、排污指標購買申請、轉讓申請以及交易申請的自動化審核執行。在核算和交易申請中，排污單位和核算方都需要采用私鑰對其提案進行數字簽名，以便于政府節點運用相對應的公鑰對交易進行驗證。

智能合約的執行過程是在滿足預置的觸發條件后，根據預設邏輯讀取相應數據并進行計算，最后將計算結果永久保存在鏈式結構之中。以排污權交易智能合約為例，預設的觸發條件和響應規則中包括排污權供給方的出讓資格、排污權需求方的購買資格、排污權交易雙方制定的交易協議、雙方保證金的繳納以及這些條件的審核要求，同時還包括交易雙方的違約條件以及違約責任等方面的條件和規則設定。智能合約通過交易動作和時間進行自動化判斷執行，在一定條件下產生相應響應。智能合約審核通過后提交給政府部門驗證同時雙方簽訂合同，審核未通過則拒絕該次排污權交易申請，其中一方存在違約行為下會自動扣除保證金并轉到對方賬戶同時記錄違約信息。這些觸發機制、觸發事件和響應也會經過背書節點背書驗證和主節點的排序后生成區塊永久保存在區塊鏈中。

為了更清楚地說明智能合約在基于區塊鏈的排污權交易機制中所體現的核心業務邏輯，文章以排污權交易二級市場中的排污權轉讓、排污權買入和排污權交易為例設計基于Fabric的智能合約算法結構。Fabric中鏈碼（智能合約）的基礎函數包括鏈碼的初始化（init）、調用（invoke）和查詢函數（query）。對排污權交易業務邏輯的實現關鍵在于核實交易主體的資格，包括轉讓資格、購買資格，初步協議達成的合法化審核以及違約和合同簽署。

排污權交易轉讓、購買和交易的智能合約的執行過程可描述為排污權需求方提出購買申請，調用proposeTrading（）方法;驗證供給方身份并判斷轉讓資格，調用isQualifiedSeller（）接口;驗證需求方身份并判斷購買資格，調用isQualifiedBuyer（）接口;檢查雙方初步協議內容，如轉讓份額、排污權指標協議價格等，調用isQualifiedBuyer（）接口;雙方繳納保證金，如存在一方違約則進行資金轉移并保存違約記錄，調用recordBreachBehaviour（）方法;簽訂合約并保存，調用signContract（）方法，具體的算法流程如下所示。

輸入：sellerID（供給方標識），buyerID（需求方標識），agreementID（初步協議標識）

輸出：contractID（最終合約標識）

functionproposeTrading（sellerID，buyerID，agreementID）

init（）;

whiletradingClosed=Falsedo

ifisQualifiedSeller（sellerID）=Truethen

ifisQualifiedBuyer（buyerID）=Truethen

ifcheckAgreementValid（agreementID）=Truethen

earnestFromSeller←moneyRequest;

earnestFromBuyer←moneyRequest;

ifcheckBreachBehaviour（sellerID）=Truethen

accountOfBuyer←earnestFromSeller;

earnestFromSeller←0;

recordBreachBehaviour（sellerID，breachBehaviour）;

elseifcheckBreachBehaviour（buyerID）=Truethen

accountOfSeller←earnestFromBuyer;

earnestFromBuyer←0;

recordBreachBehaviour（buyerID，breachBehaviour）;

else

contractID←signContract（agreementID）;

saveContract（contractID）;

tradingClosed←True;

returncontractID;

elsereturnnull;

elsereturnnull;

elsereturnnull;

4.2.3交易范圍

排污權二級市場交易中非常關鍵的一個模式選擇是交易范圍的確定。目前的實踐中大多試點地區都將交易限定在本區域內或者流域內，不允許跨區域以及跨流域的交易，進而使得環境資源優化配置上達不到最優的效果，并且區域內的排污單位數量有限，致使市場規模無法擴大，多區域市場關聯受到限制，抑制了排污單位的排污權交易參與積極性。區塊鏈中的跨鏈技術在基于排污權交易監控和排污權交易二級市場的區塊鏈應用下可以應用在跨區域和跨流域的排污權交易中并體現在不同區塊鏈之間的跨鏈交易。

跨鏈技術是區塊鏈之間實現數據傳遞、價值轉移和提升可擴展性的重要技術手段，以實現多條區塊鏈之間的互聯互通[36]。對于排污權的跨區域交易來說，不同區域內部的交易較為頻繁，故形成緊耦合關系，各自形成一個區塊鏈，而區域之間的排污權交易相比頻率較低一些，故為松耦合關系，跨區域的交易中應用跨鏈技術是合理的映射關系。

目前主流的跨鏈技術主要有三種[37]：公證人機制、中繼鏈機制和哈希鎖定。依據排污權交易跨區域的特征，以及政府監管的參與和跨鏈技術的復雜度等方面，本文選取公證人機制作為排污權跨區域交易的實現機制。假設一個省行政單位中有A、B、C三個市為排污權交易試點地區，每個市內部排污單位之間的排污權交易形成內部的交易賬本，即各形成一條區塊鏈，在跨市之間的交易則需要公證人的驗證，省級政府環保部門擔任這一公證人的角色。每次交易都需要公證人的托管，公證人簽名驗證后跨鏈交易才能生效。

區塊鏈跨鏈技術在排污權跨區域交易中簡化交易程序，降低企業交易成本和政府部門的管理復雜度，促進不同區域的排污單位之間排污指標的交易，增加交易機會，提高交易效率，進而優化環境資源配置。跨流域交易相比跨區域交易更為復雜，需要考慮上下游企業的地理位置，因此可在公證人節點部署調整交易比率的智能合約，鼓勵上游排污企業將排污指標轉讓給下游排污企業，促使排污權由上游向下游的移動。

4.3區塊鏈技術下的排污權交易激勵與懲罰機制

有效的激勵與懲罰機制是保證排污權交易公平和效率的根基。排污權交易體制中政府激勵和懲罰機制主要包括排污權交易監管中對排污單位上報真實排污數據的激勵以及在排污權交易中對企業進行技術創新以促進消減排污總量的激勵兩個方面。在實踐中，排污權交易的激勵多以命令-控制型手段為主導。政府在每個固定時間期限內對排污企業所購買的不同類別的排污權許可證與污染檢測中實際排污數據和統計數據進行比較，對企業排污權配額實際運作績效進行考核，連續多次靠后的企業將被政府強制回購排污權，而考核合格的企業在未來將優先獲得排污權的申購權力。這種強制手段對排污權交易的市場調節機制帶來過度的干預，容易消減排污企業參與交易的積極性，無法帶來真正的激勵效應。

基于區塊鏈中的智能合約自動化執行、數據真實透明、代幣發行可信度高等特點，文章基于以上分析，構建排污權交易激勵和懲罰機制區塊鏈框架，如圖5所示。與傳統機制類似，政府將在一定期限內，例如每個

季度、每年或每5年在區塊鏈網絡中定期提交獎懲管理申請，部署在區塊鏈網絡中的節點將通過跨鏈技術在排污權交易監管區塊鏈和排污權交易區塊鏈的世界狀態中查詢企業的排污權許可證賬本數據和實際排污采集數據等信息。依據事先制定的獎懲規則，智能合約將自動化依據觸發條件和處罰規則判斷排污單位在排污權監管中是否真實上報排污數據，同時依據排污權交易相關數據判斷排污單位在消減污染物上所實現的減排技術創新。

區塊鏈技術最成熟的應用在數字貨幣交易上，本文在區塊鏈技術環境下引入“排污信用幣”作為排污權交易激勵和懲罰的通證媒介，將其理解為一種只能在排污權交易中應用的數字貨幣，可代替法幣進行交易。每個排污單位節點除了表示其區塊鏈網絡中身份證明的公私鑰對，還將配置一個排污信用幣賬戶，類似于銀行賬戶的概念，賬號為公鑰，賬號密碼為私鑰。排污信用幣的發行和交易將部

署在排污權交易激勵和懲罰區塊鏈的智能合約中。對于受到激勵的企業，智能合約將為其發行一定量的排污信用幣，而對于受到懲罰的排污單位則會扣除其賬號內的一定量排污信用幣。

排污信用幣的流通不需要第三方機構作為擔保，從而將在一定程度上減少交易成本。與此同時，基于排污信用幣的懲罰激勵措施將更符合市場“看不見的手”的調整方式，進一步促進企業技術創新消減污染物排放量，抑制排污單位虛假上報或竄改排污數據信息的機會主義行為以及政府的尋租行為。

5總結與建議

文章基于區塊鏈技術設計排污權交易機制的Fabric聯盟鏈框架體系，從排污權交易監管、排污權交易二級市場規則設定以及相應的激勵和懲罰機制上分別應用區塊鏈中的分布式存儲、哈希運算、非對稱加密、智能合約、共識算法、跨鏈技術等核心技術，以期對目前排污權交易機制中的信息不對稱、監管不到位、政府公權力異化、企業尋租行為等方面起到改善作用。在機制設計上應用區塊鏈技術的核心思想，構建一個弱中心化、信息透明公開、點對點交易、政府監管的排污權交易區塊鏈網絡，促進環境產權的要素市場化配置，實現排污權交易的價值網絡構建以及可信任環境下的政企間環境價值的有效傳遞。

作者針對區塊鏈技術在排污權交易機制創新中的應用提出在政策上和進一步的研究建議：

（1）推動區塊鏈技術自身的基礎設施建設是將其創新應用到排污權交易中的重中之重，包括在密碼學、共識機制、智能合約等基礎技術以及區塊鏈應用平臺的設計和實現等方面的技術探索。

（2）文章在區塊鏈的排污權交易機制的研究還是一個初步的探索，雖然盡可能地嘗試比較全面的涵蓋區塊鏈在排污權交易機制中對關鍵問題帶來的解決思路，但仍主要是框架性的結構分析。之后的研究可就其中一個點進行深入的思考和挖掘。

（3）文章在構建基于區塊鏈的排污權應用框架中未考慮在實際應用中帶來的技術開發和維護成本以及監管機構的管理組織架構和管理流程變革的阻礙所帶來的影響。由于區塊鏈技術的實施難度大，技術門檻高，在從傳統模式向這一技術轉型的過程中需要從技術實施成本和管理變革阻礙等方面綜合衡量。

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（責任編輯：于杰）