區塊鏈技術在綠證交易市場中的應用

摘要：自綠色能源政策實施以來，綠證交易市場作為推動可再生能源發展的重要機制，已穩步推進并取得了顯著成效。但在市場不斷擴大的情況下，如何進一步提升交易透明度、降低交易成本、增強市場信任度成為當前亟待解決的問題。基于此，本文對區塊鏈技術在綠證交易市場中的應用進行深入分析，發現其不僅在降低交易成本、增強交易透明度、建立可信交易環境等方面具有顯著優勢，還可以憑借分布式賬本和智能合約功能，妥善解決綠證交易中的信息不對稱問題，從而為市場參與者提供更加公平的交易平臺。相信這一發現可為綠證交易市場高效運行提供全新的思路，促進全球綠色能源產業可持續發展。

關鍵詞：區塊鏈技術；綠證交易；分布式資源

DOI：10.12433/zgkjtz.20242804

綠證作為衡量可再生能源發電量的主要憑證，其交易市場的繁榮與綠色能源項目投資有直接關聯。區塊鏈技術是一種近年來興起的顛覆性技術，以其去中心化、分布式賬本、智能合約等特性，可對綠證交易流程進行優化，提升市場效率與公信力，為綠證交易市場發展提供技術支持[1]。

一、區塊鏈技術在綠證交易市場應用中的必要性

（一）提高交易效率

在交易速度上，基于區塊鏈綠證交易平臺測試，單次交易確認時間僅為3min，可有效降低交易延遲，使市場整體交易效率得到提升。區塊鏈去中心化特性，可消除傳統交易中的信息壁壘，使交易雙方直接交易，從而減少中間環節。通過區塊鏈分布式存儲技術，每1MW·h可再生電力上網后自動生成一個編號唯一的綠證，通過區塊鏈分布式存儲與共識機制，系統可對數據進行安全加密與高效驗證。

（二）優化資源配置

在區塊鏈平臺上，綠證作為數字化資產，可實現即時流轉，區塊鏈去中心化特性使所有交易數據均記錄在區塊鏈上，任何參與者皆可查詢、驗證，可防止信息不對稱及欺詐行為發生。基于預設的規則及條件，智能合約可自動執行交易、分配資源及結算款項，提高資源配置準確度。區塊鏈自動化智能合約功能，使交易過程中資金流動更加高效，平均每筆交易的資金鎖定時間減少72小時，資金利用率得到顯著提升。

（三）增強市場透明度

自區塊鏈平臺上線以來，每日發布綠證交易信息條數持續增長，市場參與者可及時、全面地獲取交易數據。區塊鏈平臺上記錄的綠證交易包含詳細交易時間、交易雙方、交易電量等關鍵信息，且所有記錄均保持完整狀態，為市場監管機構提供數據支持。通過智能合約，平臺可自動按月發布綠證核發及交易報告，定期對信息進行披露。區塊鏈技術可對綠證交易信息進行全程追溯，從綠證的生成、轉讓到最終核銷，每一步都清晰可查，為監管機構及市場參與者提供數據支持。

二、區塊鏈技術背景下綠證交易市場協同應用分析

（一）產品協同應用

在產品協同運作過程中，區塊鏈技術可實現綠證交易信息實時同步共享，交易數據可被安全、快速地記錄在分布式賬本中，以便市場參與者查閱。區塊鏈技術還具備較強的數據追溯能力，市場參與者可通過區塊鏈平臺查詢到任何一張綠證生成時間、發電來源、交易歷史等準確信息，為市場監管及綠證核查提供支持。在非可再生能源領域，每當風力或太陽能光伏等發電技術產出1MWh綠色電力時，可自動獲得一個綠證，而對于風電及光伏兩大主要可再生能源發電商來講，其根據各自發電量，將獲取相應的綠證配額量。公式如下：

發電企業通過其綠色電力生產，獲得相應數量的綠證，并成為市場中交易對象，綠色證書交易市場的運作，是發電企業與購電用戶等各方共同參與、相互作用的過程。通過市場機制，實現可再生能源價值最大化，促進能源結構優化及可持續發展。公式如下：

（二）主體協同應用

從發電企業方面來看，區塊鏈技術可為綠色電力發電企業獲取、管理綠證提供便利。而購電用戶作為綠證交易重要參與方，通過區塊鏈平臺可直接參與到綠證市場中來，使購電用戶可清晰了解綠證來源及交易過程。區塊鏈技術還可促進監管機構及第三方服務機構協同工作，監管機構可通過區塊鏈平臺實時監控綠證市場交易情況，使市場始終保持公平、公正狀態。第三方服務機構如認證機構、審計機構等也可利用區塊鏈技術來簡化流程、提高效率，與相關機構協同合作，對綠證交易市場穩定及健康發展具有一定推動作用。集中交易模式下各主體在區塊鏈網絡中主要分為電網企業、電力用戶及分布式資源供應方等，為此，本文將針對電力用戶C1、C2、C3、C4、C5、C6及分布式資源供應方P1、P2進行詳細論述。

三、區塊鏈技術在綠證交易市場中的算法實踐

（一）單次響應效果評估

在達到既定發電啟動時間點后，分布式能源提供者P1、P2可依據其競標成功的電量配額開始發電。這一過程中，每個分布式資源點配備智能電表不間斷地將實際的發電出力數據實時傳輸至一個預先設定的智能合約系統。該智能合約內置了高度自動化的“性能綜合評估算法”與“信用評分更新機制”，以便對相關數據進行及時處理。智能合約運用“性能綜合評估算法”，該算法基于發電量穩定性、效率、響應速度等評估標準，對P1、P2實際發電表現進行量化評分[2]。

借助信用評分更新機制，結合歷史表現與當前評估結果，通過更新信用值函數動態調整，對分布式資源供應方信用分值進行準確調整，使評估公正性得到保障。通過對比P1、P2約定發電量與實際發電量，智能合約對其在履約過程中的偏差進行準確計算，并生成詳細評估指標值，P1、P2的約定電量與實際發電量對比情況如圖1、圖2所示。

（二）場景參數設置

場景1：不考慮網損和線路容量占用費

在此場景下，算法設計主要聚焦于交易的高效執行與驗證，參數設置應側重于區塊鏈交易速度、存儲效率和智能合約的自動化執行。例如，設定區塊大小以容納更多交易，同時優化共識算法，以提高交易確認速度。智能合約將自動匹配買賣雙方。

場景2：僅考慮線路容量占用費

當考慮線路容量占用費時，算法需引入費用計算機制，參數設置需包含線路容量成本模型，該模型應基于實際線路使用情況和市場供需關系動態調整費用。區塊鏈上的智能合約將自動根據交易數據計算并扣除相應費用，可使交易公平性及經濟性得到根本保障，還應對區塊大小及處理速度進行不斷優化，以應對因費用計算帶來的額外負載。

場景3：僅考慮網損

針對網損的考慮，算法設計需納入電力傳輸過程中的能量損失計算。參數設置應包含網損率、電力傳輸距離等關鍵數據，以便智能合約能準確計算每筆交易對應的網損成本。此外，還需設計激勵機制以鼓勵減少網損，如根據網損降低程度給予交易雙方一定獎勵[3]。

場景4：考慮網損和線路容量占用費

在綜合考慮網損和線路容量占用費的場景下，參數設置需全面覆蓋線路容量成本模型、網損率、電力傳輸距離等。智能合約將綜合相關因素，對交易總成本進行自動計算，并在交易執行時扣除相應費用。此外，還需考慮交易效率與成本之間的平衡，通過優化區塊鏈技術和共識算法，在保證交易高效執行的基礎上，對成本支出合理控制。不同場景下原問題的殘差值如圖3所示。

（三）算法有效性分析

在綠證交易市場中，區塊鏈技術通過其去中心化、分布式數據存儲和加密算法，使綠證交易過程中數據真實性及不可篡改性得到保證。在分布式資源供應量的演變過程中，區塊鏈技術可實時捕捉并記錄每一個分布式供應方的出力情況，并與上層電網的供應量進行對接，使數據一致性及準確性得到保證。節點對潮流影響指標如表1所示。

從表1中可以看出，資源需求方P1、P2對資源的需求量隨著供應方編號的增加而逐漸增加，呈現出一種線性增長的趨勢。P1的需求從C1的-3單位開始，逐步增加至C6的2單位，表明P1在資源分配上可能更傾向于從供應較為充裕的C6處獲取。而P2需求從C1的-1單位開始，至C6時達到4單位，顯示出更強的增長勢頭，反映P2對資源的需求更為迫切或其對資源利用的效率更高。

供應方可以根據不同需求方的要求，合理配置資源，以獲得最大化資源利用效率并滿足多樣化的市場需求。例如，C1、C2更適合為資源需求較少的P1提供初始支持，而C5、C6可更好地滿足P2日益增長需求。分布式資源供應方的報價如表2所示。

從場景1至場景4，P1報價呈現出一個逐步上升趨勢，從-3逐漸增加到0，表明在場景1中，P1面臨著較為嚴峻的市場環境，需要通過降低報價來吸引需求方，而隨著市場條件的改善，P1逐漸提高報價，在場景4中達到一個相對平衡的點。而P2報價呈現出積極增長態勢，從場景1（-1）單位到場景4（2）單位，表明P2對市場信心較強，使得P2可在不同場景下持續提高報價以獲取更好的市場回報。集中式與分布式場景下分布式資源供應方的出力情況比較如表3所示。

集中式管理擅長于全局優化和快速決策，而分布式管理強調局部自治和快速響應。但從數值上看，P1、P2在兩種管理方法下表現高度一致，在當前數據集或假設條件下，管理方法差異并未對資源利用效率或成本產生實質性影響。在綠證交易的報價和供應量決定機制中，區塊鏈技術通過智能合約可有效實現自動化交易及動態定價。隨著價格增高，分布式資源供應方的供應量逐漸增多，并最終趨于收斂。這一過程中，區塊鏈算法不僅能夠有效處理大量交易數據，還能自動執行交易合約，確保交易的公平、公正和高效，智能合約的引入，可減少錯誤情況發生，使交易準確性及效率得到有效提高[4]。

四、結論

區塊鏈技術在綠證交易市場中的應用，可簡化交易流程，降低交易成本，因其具備不可篡改、去中心化等優勢，區塊鏈可保證綠證從生成到交易的每一步都真實可追溯，可防止偽造及雙重交易情況發生，為市場參與者構建公平、公正的交易環境。未來，隨著區塊鏈技術不斷創新優化，綠證交易市場將更加高效、安全，為綠色能源實現可持續發展奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1]張碩，肖陽明，李英姿，等.新型電力系統電-碳-綠證市場協同運行的區塊鏈關鍵技術[J].電力建設，2023，44（11）：1-12.

[2]楊雪，金孝俊，王海洋，等.基于區塊鏈的綠證和碳交易市場聯合激勵機制[J].電力建設，2022，43（6）：24-33.

[3]李達，王棟，秦日臻，等.基于區塊鏈的綠證交易撮合及流通模型研究[J].電力信息與通信技術，2021，19（8）：76-82.

[4]張顯，謝開，張圣楠，等.基于區塊鏈的可再生能源超額消納量交易體系[J].中國電力，2020，53（9）：60-70.

作者簡介：杜英琪（1993），女，漢族，重慶人，本科，學士，助理工程師，主要研究方向為電力市場、綠電綠證政策研究與交易等。