在2021年3月发布的 “十四五”规划纲要中，“区块链”被列为“十四五”期间数字经济七大重点产业之一。这是区块链技术首次被纳入国家五年规划之中。《“十四五”规划纲要》中明确指出要“推动智能合约、共识算法、加密算法、分布式系统”等区块链技术创新，以联盟链为重点发展区块链服务平台和金融科技、供应链管理、政务服务等领域应用方案，完善监管机制。
关于跨境区块链网络的讨论也备受关注。2019年7月，联合国贸易和发展会议（UNCTAD）同中国丝路集团决定合作建立以区块链为基础的消费者提供在线争议解决平台的项目，以促进国际贸易和电子商务的发展。2019年12月，在国家信息中心主导下，联合中国移动、中国银联、红枣科技共同发起区块链服务网络（BSN）项目。该项目旨在降低全球范围内区块链分布式应用的高额开发、运维和监管成本。此外，区块链与大数据、云计算、人工智能和其他技术等是数字经济的主要组成部分，与“数字丝绸之路”息息相关。
围绕区块链已经有诸多讨论，而本文将从气候和生物多样性的角度出发，阐释了区块链技术原理、其在环境改善方面的应用、潜在风险以及区块链在助力 “一带一路”绿色发展方面的潜力。
一、区块链技术简介
区块链技术是分布式记账技术（DLT）的一种，每笔新交易都记录在每个区块链网络参与者的账本中。由此，区块链提供了一个不可篡改、公开透明的数据记录和储存系统。
（一）区块链工作原理
图1展示了使用区块链技术记录交易的方式，其关键步骤如下：
1、虽然没有中心管制，但交易在记录之前仍需被认证。通过类似密码的密钥，系统可以识别用户身份并解锁账户。
2、 生成一个包含新交易信息的区块。
3、在新区块被添加到现有区块链之前，它需要被大多数节点验证。通过奖励加密货币（例如比特币）来激励节点去验证交易。
4、一旦验证，包含新交易的区块就会以一种永久的、不可更改的方式添加到现有的区块链中。
5、在通过全网广播将这一更新传递给整个区块链网络的所有节点之后，交易就完成了。
图 1 一个交易如何进入区块链网络
资料来源：Euromoney learning (2020)
（二）区块链网络类型
根据许可模式的不同级别，区块链网络可以进一步划分为四类（见表1）：公有链（开放式）、公有链（非开放式）、联盟链和私有链。
开放式公有链和非开放式公有链中，所有人都可以访问账本并看到交易。两者区别在于，非开放式公有链只允许得到授权的参与者记录、分享交易和更新账本。联盟链和私有链被视为更“封闭”的区块链网络，因为只有得到授权的参与者可以看到这两个网络中的交易。私有链对参与者权限的限制比联盟链的更严格，通常在公司或组织内部使用。
表 1 根据许可模式划分的不同区块链类别
资料来源：Hileman & Rauchs (2017)
在以上四种类型中，联盟链是我国“十四五”规划的关注重点。与公有链相比，联盟链具有不依赖加密货币、易于监管、信息安全等优势。
二、区块链在环境领域的应用
比特币是区块链技术的第一个也是最广为人知的应用，但是区块链的潜力远不止于加密货币。凭借其独特的可追溯性和不可篡改性，区块链有可能在应对气候变化和保护生物多样性方面发挥作用。
（一）绿色债券的发行和管理
区块链技术在绿色债券或贴标债券市场的应用有两大优势：其一，区块链可以跟踪绿色资产表现；其二，通过将影响报告和息票支付等流程自动化，区块链可以降低债券发行的成本，便利较小规模的可持续和绿色项目的债券发行。
到目前为止，区块链技术在债券发行领域较成熟的应用在设计、发行、分销给预授权的投资者，但在所有权转移和报告披露方面的应用较为罕见。区块链的债券市场的应用也大多尚未关注绿色和可持续性。
2018年，世界银行推出了标志性的bond-i，这是第一个“使用分布式账簿技术在其生命周期内创建、分配、转让和管理”债券。自此，区块链在债券市场的相关尝试越来越多。一些金融机构，如法国兴业银行、BMO、YES BANK和EIB等，已经尝试用区块链技术发行了债务产品。而唯一使用区块链技术发行的绿色债券是于2019年2月BBVA受MAPFRE委托使用完全自动化的区块链平台发行的3500万欧元的绿色债券。该平台允许客户在众多产品配置选项中进行选择，协商价格，并采用完全数字化的流程创建记录。
（二）可再生能源交易
区块链在可再生能源市场的两个最显著的用例一是可再生能源证书交易市场 ，二是分布式能源的点对点交易。
每一单位的可再生能源证书代表了1兆瓦由可再生资源产生的电力。可再生能源证书是一种可以在市场上交易的能源商品，由授权机构颁发给可再生能源发电者，可以出售给用电的个人或公司，以证明其消费可再生能源或抵消不可再生能源的用电量。在不同的地区和标准下，可再生能源证书有不同的形式：欧盟的绿电来源证书（GOs），美国可再生能源证书（RECs），我国的绿色电力证书，以及约40个国家采纳的国际可再生能源证书（I-RECs）（也包括中国，但仅限于特定国有企业）。
由于具有保护交易记录准确性，避免欺诈（特别是重复销售）等特点，区块链技术可以提高可再生能源证书交易市场的可靠性。同时，它还可以缩短交易时间，降低交易成本。在这方面的一些尝试包括新加坡电力和天然气公司SP集团于2018年推出的区块链可再生能源证书交易系统，以及由Blockchain for Climate Foundation、Clearway Energy Group和Power Ledger以及Poseidon正在开发的类似项目。
此外，随着分布式发电的普及，区块链也可以驱动可再生能源的点对点交易。但在这方面该技术面临更多的社会和监管挑战。一个早期的测试项目是2016年4月LO3 Energy和西门子公司在纽约开发的布鲁克林微电网（Brooklyn Microgrid，BMG）项目。BMG 于面向纽约市居民的社区太阳能交易平台。基于一个非开放式公有链平台，产消者（Prosumer）可以向邻居交易屋顶太阳能电池板所产生的的多余电力。继BMG之后，LO3 Energy已宣布将在日本、澳大利亚、欧洲和美国开发类似的能源交易平台。
（三）碳交易市场
与对可再生能源证书交易市场的作用类似，区块链也可以解决传统碳交易市场的透明度不足、文件记录不完善、碳信用额重复计算、行政成本高等限制。例如，2017年初，中国能源区块链实验室和IBM共同开发了一个碳信用管理平台，缩短碳资产开发周期，同时降低碳资产开发成本。2018年，IBM与Veridium实验室联合开发了基于区块链的资产代币化，以降低交易成本。此外，区块链还可以用来为碳抵消项目聚合较小买家。例如，Poseidon为Ben & Jerry's的客户开发了一个平台，可以通过向秘鲁的森林保护项目捐款来抵消他们购买的每个冰淇淋的碳足迹。
2021年5月，新加坡交易所（SGX）、星展集团（DBS）、淡马锡和渣打集团（Standard Chartered）将在今年年底联合推出全球碳交易平台和项目市集Climate Impact X（CIX）。CIX将提供两个平台，一个大规模的碳信用交易所和一个用于购买特定项目碳信用的交易市场。
（四）透明供应链
借助区块链，供应链中的所有参与者可以在共享账本中记录他们的交易，创造可追踪的、透明的、不可篡改的记录，进而确保产品的生产环节是可持续的。不符合要求的产品（如从自然保护区获取的木材、鱼、动物等）从源头就无法进入供应链并进行流转和销售，从而减少非法贸易。
目前已有一些基于区块链平台的可持续供应链试点。2016年，BVRio推出了基于区块链技术的交易平台Responsible Timber Exchange，以评估每次木材交易的供应链，确保符合《欧盟木材法规》及美国《莱西法案》的要求。另外，Provenance和IPLA在2016年推出基于公有链的金枪鱼追踪系统，家乐福和Fishcoin也推出了“食品区块链”项目，鼓励供应链的参与者分享从生产端到消费端的数据。
三、区块链技术的高能耗、高排放问题
尽管区块链在几个可持续发展相关领域的应用前景似乎很广阔，但它并不是万能的。区块链并不能解决现有系统的固有问题，如不同市场之间的标准不一致，录入系统的数据可信度不尽相同等。从以上用例可以看出，当某个体系已经在现有条件下广泛使用，但在扩大规模方面存在困难时，区块链技术是最有优势的。
除了经常提到的应用挑战，如数据隐私、所有权和不同平台之间的互操作性，区块链应用对环境的影响也存在争议。例如，比特币依靠高功率计算机进行大量的运算来“开采”。剑桥比特币电力消耗指数（CBECI）显示，2019年比特币开采的年耗能量与荷兰的年能耗大致相同。
比特币开采和煤炭消费之间存在的联系也是备受关注的问题。在监管政策出台之前，由于电价较低，甚至作为 “高科技”公司可以获得补贴，中国的比特币“矿工”更偏爱在内蒙古等以煤炭为主要发电来源的地区“挖矿”。今年4月，一项发表在Nature Communications的研究基于“40%的矿工位于以煤炭发电为主地区”的假设，指出如果没有任何政策干预，中国的比特币开采（约占全球产量的70%）的年碳排放量可能达到1.305亿吨，超过捷克和卡塔尔2016年的温室气体排放总和。
区块链应用的高能耗和高排放主要与 “工作量证明”（PoW）机制有关。寻求具有更高能源效率的其它共识协议（例如权益证明PoS），或可成为抵消其对环境负面影响的一个解决方案，而鼓励区块链平台使用可再生能源电力则是另一种可采取的解决方案。
四、区块链助力绿色“一带一路”建设的展望与建议
“互联互通”是 “一带一路”倡议的核心理念之一，而区块链能够提供一个去中心化的高效网络，加强分散的参与者之间的联系。因此，区块链能够促进“一带一路”倡议下许多领域的活动，并有可能带来变革。另一方面，区块链的应用也容易带来不必要的高能耗和碳足迹。因此，应鼓励在区块链绝对必要的情况下应用，且需要仔细权衡其对环境的负面影响。基于以上分析，本文提出以下建议，以更好地挖掘区块链的潜力，助力“一带一路”倡议的绿色发展。
第一，鼓励监管下的私人部门创新。目前，区块链大部分用例都是在私人部门的参与下开发的，但并不是所有案例都有积极正面效果。因此也离不开政府监管以确保区块链技术创造积极的附加价值，降低使用区块链技术“洗绿” “漂绿”的风险。
第二，在现有的区块链或技术合作协议的基础上开展环保领域合作。2019年，迪拜和海南两个自由贸易港就区块链的战略合作达成一致，主要是为提高政府工作效率和无纸化治理提供基于区块链技术的解决方案，未涉及环保领域。此外，中国还与东盟和中亚国家签订了多项技术合作协议。这些举措为探索气候和生物多样性领域的区块链解决方案提供了平台。
第三，促进区块链应用和监管的国际标准的制定。2021年5月，由中国工业和信息化部牵头的全国区块链和分布式记账技术标准化技术委员会正式成立。该委员会将与国际标准化组织（ISO/TC 307）的区块链和分布式记账技术委员会在提高互操作性上展开合作。尽早参与国际标准的制定也可以促进中国和 “一带一路”国家之间的区域合作。
第四，探索区块链在跨境贸易、尤其是可持续供应链中的应用。与国际组织和东道国合作，建立更透明的供应链跟踪和检测体系，识别来自保护区或非法捕获的产品。
第五，探索区块链在可持续基础设施中的应用。前面探讨的许多供应链的特点可以为“一带一路”国家的基础设施项目打造更加透明和高效的平台。例如：提高融资效率（如绿色债券），提高数据透明度以更好地遵守可持续原则；与可再生能源证书或碳信用相结合，通过智能合约和文档标准化降低交易成本等。规模较小的绿色基础设施，如可再生能源或水项目可以作为初步试点，并以此为基础逐步探索扩大区块链在可持续基础设施建设和使用中的应用。
参考文献
“Authorized Issuing Countries.” The International REC Standard, March 2021. https://www.irecstandard.org/download/authorized-issuing-countries/.
BBVA. “BBVA Issues the First Blockchain-Supported Structured Green Bond for MAPFRE.” NEWS BBVA (blog), February 19, 2019. https://www.bbva.com/en/bbva-issues-the-first-blockchain-supported-structured-green-bond-for-mapfre/.
Ledger Insights - enterprise blockchain. “Ben & Jerry’s Owner Unilever to Use Blockchain to Tackle Deforestation, Invests $1 Billion in Climate Change,” June 15, 2020. https://www.ledgerinsights.com/unilever-blockchain-deforestation-climate-change-ben-jerrys/.
Euromoney Learning. “Blockchain Explained: How Does a Transaction Get into the Blockchain?” Accessed May 25, 2021. //www.euromoney.com/learning/blockchain-explained/how-transactions-get-into-the-blockchain.
Euromoney Learning. “Blockchain Explained: What Is Blockchain?” Accessed May 25, 2021. https://www.euromoney.com/learning/blockchain-explained/what-is-blockchain.
“Blockchain. Gateway for Sustainability Linked Bonds.” HSBC, Sustainable Digital Finance Alliance, September 24, 2019. https://www.sustainablefinance.hsbc.com/mobilising-finance/blockchain-gateway-for-sustainability-linked-bonds.
“Blockchain Technologies as a Digital Enabler for Sustainable Infrastructure.” OECD Environment Policy Papers. Vol. 16. OECD Environment Policy Papers, September 5, 2019. https://doi.org/10.1787/0ec26947-en.
“BMO Capital Markets Launches First-of-Its-Kind Blockchain Pilot to Mirror Canadian Dollar Fixed Income Issuance Transaction with Ontario Teachers’.” Accessed May 26, 2021. https://newsroom.bmo.com/2018-08-15-BMO-Capital-Markets-Launches-First-of-its-Kind-Blockchain-Pilot-to-Mirror-Canadian-Dollar-Fixed-Income-Issuance-Transaction-with-Ontario-Teachers.
Brooklyn Microgrid. “Brooklyn Microgrid | Community Powered Energy.” Accessed May 29, 2021. https://www.brooklyn.energy.
Browne, Ryan. “IBM Joins Forces with a Start-up to Combine Crypto with Environmental Credit Trading.” CNBC, May 15, 2018. https://www.cnbc.com/2018/05/15/ibm-veridium-team-up-on-blockchain-enabled-carbon-credit-trading.html.
“Building Block(Chain)s for a Better Planet.” Fourth Industrial Revolution for the Earth Series. PwC, September 2018. https://www.pwc.com/gx/en/sustainability/assets/blockchain-for-a-better-planet.pdf.
CommBank. “CBA Helps World Bank Raise A$110 Million with Launch of ‘Bond-i,’” August 24, 2018. https://www.commbank.com.au/content/shared/newsroom/2018/08/cba-helps-world-bank-raise-a-110-million-with-launch-of--bond-i-.
Choudhury, Saheli Roy. “A New Global Carbon Exchange Will Be Launched in Singapore This Year.” CNBC, May 21, 2021. https://www.cnbc.com/2021/05/21/a-new-global-carbon-exchange-will-be-launched-in-singapore-this-year.html.
European Investment Bank. “EIB Issues Its First Ever Digital Bond on a Public Blockchain.” Accessed May 26, 2021. https://www.eib.org/en/press/all/2021-141-european-investment-bank-eib-issues-its-first-ever-digital-bond-on-a-public-blockchain.
Reuters. “Factbox: How Big Is Bitcoin’s Carbon Footprint?,” May 13, 2021. https://www.reuters.com/technology/how-big-is-bitcoins-carbon-footprint-2021-05-13/.
Gonçalves, Frederico. “Blockchain and the Tokenization of Renewable Energy Certificates.” Venturus, June 23, 2020. https://www.venturus.org.br/en/blockchain-and-the-tokenization-of-renewable-energy-certificates/.
Hileman, Garrick, and Michel Rauchs. “2017 Global Blockchain Benchmarking Study.” SSRN Scholarly Paper. Rochester, NY: Social Science Research Network, September 22, 2017. https://papers.ssrn.com/abstract=3040224.
搜狐. “IBM计划使用区块链来净化中国的空气,” April 5, 2017. https://www.sohu.com/a/132191209_543182.
Ledger Insights - enterprise blockchain. “India’s YES BANK Issues Blockchain Commercial Paper,” July 11, 2019. https://www.ledgerinsights.com/blockchain-commercial-paper-india-yes-bank/.
Jiang, Shangrong, Yuze Li, Quanying Lu, Yongmiao Hong, Dabo Guan, Yu Xiong, and Shouyang Wang. “Policy Assessments for the Carbon Emission Flows and Sustainability of Bitcoin Blockchain Operation in China.” Nature Communications 12, no. 1 (April 6, 2021): 1938. https://doi.org/10.1038/s41467-021-22256-3.
Ledger. “LO3 Launches Blockchain Energy Marketplace in Vermont.” Ledger Insights - enterprise blockchain, November 21, 2019. https://www.ledgerinsights.com/lo3-blockchain-energy-marketplace-vermont/.
Miller, Douglas, and Peter Mockel. “Using Blockchain to Enable Cleaner, Modern Energy Systems in Emerging Markets.” EM Compass. IFC, November 2018. https://www.ifc.org/wps/wcm/connect/46ad7055-a5b5-4db0-af78-92fc67a61566/EMCompass-Note-61-Blockchain.pdf?MOD=AJPERES&CVID=mthzuiy.
OECD. “The Policy Environment for Blockchain Innovation and Adoption: 2019 OECD Global Blockchain Policy Forum Summary Report.” OECD Blockchain Policy Series. OECD, 2019. https://www.oecd.org/finance/2019-OECD-Global-Blockchain-Policy-Forum-Summary-Report.pdf.
UNCTAD. “Partnership to Deliver Online Dispute Resolution to Consumers,” July 11, 2019. https://unctad.org/news/partnership-deliver-online-dispute-resolution-consumers.
Radocchia, Samantha. “Why Blockchain Can Be An Effective Tool For Fighting Environmental Crime.” Forbes, May 10, 2018. https://www.forbes.com/sites/samantharadocchia/2018/05/10/why-blockchain-can-be-an-effective-tool-for-fighting-environmental-crime/.
BVRio. “Responsible Timber Exchange.” Accessed May 29, 2021. https://www.bvrio.com/plataforma/plataforma/madeira.do?language=en-us.
Rosic, Ameer. “What Is Blockchain Technology? A Step-by-Step Guide For Beginners.” Blockgeeks, November 25, 2020. https://blockgeeks.com/guides/what-is-blockchain-technology/.
Schletz, Marco, Ana Cardoso, Soren Salomo, and Laura Franke. “Carbon Market Challenges and Blockchain Solutions Policy Brief.” UNEP DTU Partnership, 2019. https://unepdtu.org/wp-content/uploads/2019/10/blockchain-policy-booklet.pdf.
Shan, Jie, Qiao Li, and Yameng Lu. “Could Bitcoin Mining Hinder China’s Carbon Neutrality Goal?” Global Times, April 18, 2021. https://www.globaltimes.cn/page/202104/1221366.shtml.
Sherry, Kyler. “How Blockchain Can Make Carbon Markets More Accessible.” Ecosystem Marketplace (blog), October 2, 2018. https://www.ecosystemmarketplace.com/articles/how-blockchain-can-make-carbon-markets-more-accessible/.
Société Générale. “Societe Generale Issues the First Structured Product on Public Blockchain,” April 15, 2021. https://www.societegenerale.com/en/news/press-release/first-structured-product-public-blockchain.
BSN. “区块链服务网络BSN.” Accessed May 25, 2021. https://www.bsnbase.com/p/main/serviceNetworkDesc?type=BSNIntroduction.
国家市场监督管理总局标准技术管理司. “市场监管总局（国家标准委）批准成立全国区块链和分布式记账技术标准化技术委员会等7个标准化技术组织,” May 28, 2021. http://www.samr.gov.cn/bzjss/sjdt/gzdt/202105/t20210528_329912.html.
拉希德·阿利莫夫. “数字丝绸之路潜力无限.” 人民网, October 20, 2020. http://world.people.com.cn/gb/n1/2020/1020/c1002-31899166.html.
新华社. “中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要.” 中国政府网. Accessed May 24, 2021. http://www.gov.cn/xinwen/2021-03/13/content_5592681.htm.
秦晓峰. “联盟链大盘点，头部玩家都有谁？.” Odaily星球日报, January 25, 2021. http://www.36kr.com/p/1069692088504201.
作者：
岳梦迪 中央财经大学绿色金融国际研究院研究员
研究指导：
王珂礼（Christoph Nedopil Wang） 中央财经大学绿色金融国际研究院绿色“一带一路”中心主任
翻译：
张孟岩 中央财经大学绿色金融国际研究院科研助理
来源：中央财经大学绿色金融国际研究院
