基于区块链的开放式创新助力碳中和发展

陈钰什

实现碳达峰、碳中和，是我国在实现社会主义生态文明建设理念下，统筹国内国际大局，构建双循环体系作出的重大战略决策。***总书记强调：“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。”

这场经济社会系统性变革，涉及到从传统的产学研的三螺旋合作范式转换到四螺旋发展的开放式创新范式（见图1）。与传统的三螺旋模型相比，四螺旋模型纳入了“社会”这一要素。碳中和的实现离不开每个人的减排效益贡献，通过引入社会全员参与的机制，可以打破原有创新的边界，实现开放式创新，从而使得知识和思想在组织内部和外部自由流动。

碳中和的实现涉及到全产业链的转型，能够实现跨界知识流动的开放式的创新模式将成为实现碳中和的核心理念。

区块链作为实现开放式创新的工具

以分布式账本技术（DLT）为代表的技术标志着ICT领域朝着Web3.0即价值互联网的演变。价值互联网将带来的巨大革新就是支持具有众包属性的数据共享流通，这也成为打破各个要素边界实现协作经济的基础。

作为一种特定类型的DLT，区块链涉及通过加密哈希链接带有时间戳的交易块。区块链呈现了一种分布式的架构体系，可在包容性、安全性、隐私性、溯源性、完整性、透明性和身份验证等方面提供技术支持。

区块链提供了实现开放式创新的技术基础。通过多方参与、共同决策的方法，可以将具有跨学科、跨行业的利益相关者结合起来，共同参与商业模式的设计和管理。

我认为区块链是一种开放性范式的演进，是在特殊的时代背景下被选择的技术集合。区块链是一个在有科学支持的技术体系中不断发展的概念。区块链具有特殊的技术弹性，包括内在的技术弹性和外在的技术弹性。内在的技术弹性表现为在区块链演化过程中更多的技术组合加入其中，从脱胎于比特币的分布式账本到以太坊所形成图灵完备的智能合约和预言机，再到现在的隐私计算、零知识证明、分布式存储、非同质化通证（NFT）等。外在的技术弹性表现为区块链与其他信息通信技术协同演化，如人工智能、物联网、云计算、数字孪生、元宇宙等技术。通过与其他技术的再组合，区块链扩大了其应用的范围。同时区块链也融合了数学、信息技术、经济机制设计、社会组织治理等学科的内容，如分布式自治组织（DAO）、去中心化科学（DeSci）以及追求通过技术手段创造可再生经济机制的可再生金融（ReFi）。我们现在所认识的区块链仅仅是在现在的历史阶段和知识水平所理解的技术组合，科学的基础演变将会深刻改变区块链未来的形态。

可以预测的是，通过区块链技术实现开放式创新需要满足四个预设条件。

有效的知识产权（IP）保护体系。一个有效的IP保护体系包括负责任的开源许可、对想法和声明过程链上的确认以及在知识产权注册、记录保存、许可和保密协议等方面法律效力。如今有的地方已经建立起互联网法院的区块链节点，项目可以直接与司法体系进行链上对接和信息确认。

通过智能合约协调的利益相关者之间的协作流程。可以使用智能合约在利益相关者之间共享内容。比如在绿债认证的流程中各个利益相关方可以上传可证明项目绿色属性的材料，利益相关方都认可彼此材料的正确性和真实性，绿色债券就可以自动认证执行。智能合约可以处理任何IP披露或LP创建的时间戳问题，在发生未经授权的IP使用、IP侵权和披露时能自动采取纠正措施，充当已签署的保密协议。此外，通過区块链和智能合约可以建立各方认同的奖励机制，激励更多的人参与项目；也可以提前对项目的劳动和利润做相应比例的分配，在条件达成时可以自动执行，这也将成为技术支持零工经济的基础。

开放数据。开放数据意味着政府数据、公司数据和个人数据等具有高度隐私和需要数据保护的利益相关者都可以合理、合法地使用数据。

监管合规。我国现在大力倡导政务体系上链的系统改革，这将支持新的开放治理模型。当需要向监管机构报告项目时，政府的后台流程可以直接生成所需数据的结果确认，避免了传统流程繁琐且效率低下的问题。

区块链助力碳中和的模式

在碳中和背景下区块链能起到什么样的作用呢？我们将从纵向的商业模式和横向的产业应用来分析。通过聚类分析的方式，我们分析了全球119家将区块链应用于碳中和的企业所采用的商业模式，并将这些企业划归为四个集群。总体而言，大多数企业专注于企业对企业的模式（B2B），通过应用程序编程接口（API），调取更多的信息创造经济价值。

区块链的应用高度依赖其他技术，例如人工智能、智能电网、云计算、分布式能源（DER）和物联网（IoT）技术。虽然区块链被认为是一种去中心化的技术，但根据福布斯公布的前50家区块链公司的官网和其他公开信息，各大公司在区块链领域使用的仍然是集中式管理结构模型。由于区块链技术的特点，企业通常通过渠道合作或投资合作来扩大其技术网络。从全球来看，区块链公司的典型营收模式是代币销售、订阅服务和会员模式。

模式一：以区块链整合业务

第一种模式是将区块链解决方案集成到现有业务中。例如，公用事业公司利用区块链来增强公司能源数据的互操作性，金融服务提供商采用区块链来提高生态系统中利益相关者的数据透明度。在绿色电力溯源的过程中，通过区块链增加了信息的维度，从而解决了在物理层面无法精确识别多少电力产生源于可再生能源的问题。该模式下的企业集群主要关注业务对业务（B2B）模型，并通过API对接传递业务价值。很大程度上，区块链在该集群中扮演了整合内部资源的作用。因此，收入模式与传统的商业模式并没有差别，只是将区块链的一些功能添加到公司现有的服务中。这种商业模式并没有采用开放式创新的理念。

模式二：发行具有价值创造和价值转移的代币

采取这一模式的通常是初创公司，主要专注于企业对客户（B2C）业务。初创公司通过区块链发行具有价值创造和价值转移的代币，来激励客户参与他们的网络。这些公司通常会创建一个以钱包（wallet）作为端口的去中心化应用程序，以通证的发行和流通来激励客户参与他们的网络。它可以解释为加密货币的用例，激励C端的消费者参与，进而整合价值链和削减第三方参与来降低交易成本。采用这一模式的企业集群主要基于海外区块链的众筹平台提供替代金融基础设施来接收货币价值，并且通常通过去中心化平台进行运营。

在这个商业模式中，投资伙伴关系是关键合作伙伴网络。采用这一模式的公司通常通过出售其代币来获得收入并维持整个生态流转。法国ENGIE集团旗下ENGIE Energy Access正在与能源网络基金会（Energy Web Foundation）合作，意在使用去中心化金融（DeFi）为非洲的太阳能装置提供众筹贷款。2019年，撒哈拉以南非洲地区有5.78亿人无法用上电，占全球缺电人口的75%。ENGIE Energy Access是非洲最大的现收现付（Pay-As-You-Go）太阳能和微型电网解决方案提供商之一。ENGIE Energy Access与能源网络基金会正在开发一个项目，使微型投资者能够使用加密货币为太阳能初期安装提供资金，而这些投资者则可以通过押注的资金获得固定百分比的回报。这种模式具备开放式创新的特性，但是也存在诈骗的可能，2017年成立的不少以加密货币作为融资模式的明星项目因此而破产。

值得一提的是，不光是初创公司在探索这个模式的应用场景，一些大型的金融机构甚至国家主权数字货币（CBDC）也采用这一商业模式希望增加更多的利益相关方进行开放式创新。国际清算银行创新中心和香港金融管理局（HKMA）成功开发了两个原型数字平台，通过下载钱包，投资者可以将任何金额投资于政府债券，尤其是绿色债券。在债券的整个生命周期内，投资者不仅可以看到应计利息，还可以实时跟踪项目产生的环境效益或是与投资相关的二氧化碳排放量。在合规框架下，这种商业模式具备承载开放式创新的可能。

模式三：以区块链作为技术解决方案

采用这一模式的企业集群中既有大公司中专门研究区块链技术的部门，也有提供区块链解决方案的初创公司。他们拥有B2B和B2C业务线，通过APP、API、提供硬件解决方案等不同渠道或方式传递业务价值。内部结构是混合结构，配备了不同的角色以不同的方式来连接合作伙伴，如渠道合作、投资合作和供应商合作等。

在美国，初创公司LO3 Energy已经与西门子合作实施了著名的“布鲁克林微电网”试点项目。该项目旨在为可再生能源创建当地社区市场，以测试消费者在当地交易过剩能源时的偏好。在这个项目下，布鲁克林的一个社区可以直接使用基于LO3的硬件设施所搭建的点对点交易平台进行电力交易。借助该平台，产消者（prosumer）除了能够将多余的能量回馈给电网外，还可以选择销售他们的产品。这种模式下，传统的消费者因为区块链的赋能，以及其他分布式能源资产、储能的支持，成为了产销者。

相似的模式也出现在电动汽车的交互场景中。从车辆到电网和数字钱包的交互过程中（计量、漫游支付、结算），汽车成为移动储能的载体，从而实现能源价值的转移。

这种模式具有部分的开放式创新功能，具体实现以及实现的效果需要靠知识的流动和交互的成果来进行判断。

模式四：以区块链的形式结为联盟

許多公司通过区块链网络组成联盟。很多这样的联盟通常由行业主导者组成，他们通过提供标准化的共享数据库以提高价值链参与者之间的互操作性。美国行业组织能源区块链协会（Blockchain For Energy）是美国首个能源行业区块链联盟，现有成员包括雪佛龙、康菲公司和埃克森美孚等大型能源公司。最近，能源服务巨头Worley公司加入了该组织，成为能源区块链协会的第一个官方石油和天然气行业供应商成员。

该模式下，有可能因数据流和信息的限制而进一步增强行业规则，也可能因为规则的推广而纳入更多的利益相关方。这里的利益相关方不完全是商业客户，学校和政府等也能够参与其中。但目前来看，这种模式下个人是很难参与的，公司更多地依赖于渠道伙伴关系和供应商伙伴关系，开放性创新的程度仍然有限。企业通常从联盟的会员费中获得收入。

区块链的场景应用

从横向来看，区块链在低碳转型方面主要有三大应用场景，一是对现有市场的革新和改造，二是可以提供开放性融资模式，三是提供资源价值化的循环经济机制。

对现有市场的革新和改造

对现有市场的革新与改造，具有代表性的场景是电力交易和碳交易两个市场。通过区块链实现的具体改进可以表现在两个方面。

首先，区块链提高了市场的可追溯性。通过提供针对绿色电力和碳足迹相关的溯源能力和全生命周期管理工具，可以有效避免重复计算，进而拓宽市场边界，实现开放式创新。例如，区块链使市场参与者可以购买数字化的环境权益产品，包括国际可再生能源证书（I-REC）、国际自愿碳减排市场标准如Verra、Gold Standard（黄金标准）等。目前这些国际自愿减排市场标准也开始探索基于区块链智能合约的方法学认证模式以及基于区块链的数字化监测、报告、核查（MRV）手段。

第二，区块链可以赋能分布式清结算。碳中和强调能源系统转型的重要意义，其中一个主要趋势就是分布式能源体系与分布式信息科技协同发展。电网运营商可以在传统发电来源基础上，利用工商业业主的光伏或储能设备，以可靠、低成本、可扩展的方式实现需求侧响应，进而平衡电网供需。一个代表场景就是电网与电动汽车交互（V2G）的场景，电动汽车的电池作为分布式资产参与到电力交易体系当中。区块链与能源技术的结合是解决行业痛点的方式方法。比如，区块链与虚拟电厂结合，可以一定程度上解决多主体之间的互信矛盾，提升清结算效率。随着储能成本的不断降低，区块链赋能的共享储能模式对可再生能源消纳有着重要意义。该模式可以有效解决传统电力系统参与主体复杂以及利润分配不清晰等问题。通过数据上链可以确保数据的真实性，提升清结算效率，使之更加智能化、可信化、便捷化。此外，制度与技术的配合对于区块链能够发挥多大作用至关重要。例如，国网区块链平台接入北京互联网法院“天平链”核心节点，使得电力的存证数据具有法律效力，这无疑有效提升了电力市场的透明度和公信度。

提供开放性融资模式

透明性被认为是实现开放式创新的重要元素。通过时间戳、智能合约与多方验证的技术手段，区块链可以创造一个透明的资金流体系。根据《中国长期低碳发展战略与转型路径研究》的测算，我国实现碳中和意味着能源系统需要在30年时间新增投资约138万亿元。如此数量的资金投入转型需要明确两个方面：第一，资金流是否真正流向了绿色行业；第二，资金流向绿色行业的项目产生的绿色效益到底是多少。

在实现碳中和的目标要求下，金融行业的标准也随之发生改变。绿色金融的行业规范更多地从定性转向了定量，實现这个转变需要一套技术基础和制度来明确转型过程中数据的真实性。绿色项目在融资过程中应当充分利用好其绿色属性背后的数据价值。将绿色项目涉及的商流、信息流、资金流、物流等数据在区块链进行记录，还可以引入政府和第三方等进行多方监督，形成新的征信体系。这使得资金从源头到流转都具备明确的可追踪性，资金落实到绿色项目后同时要求上传数据记录其真实的绿色效益，绿色项目也可以获得绿色溢价。因此，区块链通过提供透明的融资模式，可以管理复杂的融资交易，整合多方利益相关者，拓宽融资渠道，在支持高质量绿色金融体系方面有着重要意义。

提供资源价值化的循环经济机制

习总书记提出“绿水青山就是金山银山”，完成生态资源价值化是实现碳中和不可或缺的一部分，然而生态资源产品目前存在价值核算体系不统一、指标体系不完善的情况。区块链可以从根本上改变资源价值的评估方式，或许可以成为实现生态资源价值化的一种手段。

区块链的开放式系统本质上是建立一个由数字支撑的经济生态体系，通过塑造激励机制，进而激励个人参与价值创造和获取的过程。这种开放式发展的思想对于完善循环经济体系，从过去废弃或被视为毫无价值的事物中找到经济价值有着重要意义。例如汽车制造商正把目光投向电池行业，并在探索如何实现更好的电池生命周期管理。电动汽车（EV）制造商承认有必要对锂离子电池进行更准确的状态检测，而不是直接将电池报废处理，以便它们可以被重新用于回收金属或作为储能设备梯次利用。这同样适用于为智能手机等便携式电子产品提供动力的锂离子电池。Everledger希望帮助客户和合作伙伴完善其产品的可追溯性，并最大化捕捉便携式电子产品和电动车电池等产品的生命周期价值。Everledger与福特汽车公司合作，通过将区块链技术与人工智能、物联网和纳米技术相结合，将电动汽车电池生命周期中的利益相关者联系起来，以确保在报废时进行优化管理和负责任的回收。值得一提的是，该解决方案通过了ISO27001认证，证明了对信息安全和数据保护的最高信任，这也是数字制度与现实制度的有机结合。

碳中和目标的提出意味着我们要对未来低碳转型需要的基础设施和交互方式进行有远见的重估。就像开放式创新所强调的包容性与透明性，我们可以利用以区块链为代表的新兴技术，重新理解碳中和所需要的产业规划、技术采购、项目融资、建设和运营等过程，链接产业、学校、政府与社会共识，以数字技术推动可持续发展。虽然自2017年以来区块链并未突破产品落地上的困难，但是我们可以清晰地看到，随着双碳目标的提出，区块链在低碳产业应用的案例越来越多。区块链在数字规则与原有行业规则之间的碰撞中，迎来了融合的奇点。在时代的大背景下，区块链将作为实现开放式创新的工具，在碳中和背景下构建新的生产关系和商业模式。