区块链技术精确计算农产品碳排放

在目前主流的碳足迹计算方法中，可信碳足迹管理系统主要选用了LCA法对产品碳足迹进行计量，该评价方法作为一种工具，应用于评价和核算产品或服务全生命周期的能源消耗和环境影响，同时遵循了相关国际标准，适用于农产品全生命周期碳足迹计量，形成碳足迹结果。

全球变暖，温室气体排放是一个绕不开的话题。

许多人不知道，土壤会“喘气”，养牛也会产生温室气体。农业既是地球升温的受害者，也是碳排放的主体之一。如何监测并获得可信的农业生产碳足迹数据，并为我国农产品进入欧美发达国家提供一张绿色“身份证”？

日前，江苏省农业科学院农业区块链产业研究院（以下简称区块链研究院）联合复旦大学、杭州海思德博数字科技有限公司（以下简称杭州海思德博）、四川天奥空天信息技术有限公司（以下简称四川天奥空天）共同研发的项目“ChainLCa：国别可信碳足迹管理系统”（以下简称可信碳足迹管理系统），从数百个项目中脱颖而出，荣获“2022数字中国创新大赛”区块链赛道一等奖。

可信碳足迹管理系统依托自主研发的共享型存证产品生命周期评估（LCA）数据底层平台，采用全生命周期评价方法对碳排放量进行数字化动态评估，结合区块链技术实现产业链上下游的数据协同与跨链共享，保证碳足迹数据可信，该系统可广泛应用于农业、工业等各类生产场景。

农业需要实施碳足迹管理

区块链研究院院长卞立平介绍说，碳足迹是指个人、企业、国家或产品等实体的所有活动所引起的温室气体排放量，既包括制造、供暖和运输过程中化石燃料燃烧产生的直接排放，也包括商品服务所消耗电力产生的间接排放。可信碳足迹管理系统是一套能够对供应链全生命周期碳足迹进行精准跟踪与预测的管理系统，涵盖产品、企业、服务、工程领域。

“我国要实现‘双碳’目标，需要有一套系统能够对碳足迹精准追踪预测，对碳排放进行有效管理，满足可监测、可报告、可核查的要求。可信碳足迹管理系统的研发将助力国家‘双碳’目标的实现。”卞立平说。

而在国际层面上，世界各国也陆续发布了碳中和时间表。今年6月欧盟通过了碳边境调整机制（CBAM），明确明年7月将试点对锂电池进行碳足迹的强制核查，以及碳关税的征收。近日，代表美国版碳关税的《清洁竞争法CCa》也进入了大众视野。

“对农产品全生命周期碳足迹的精准计量、追溯、确权和存证同样不容忽视，需要未雨绸缪，通过行业内的领先示范作用优化质量控制与流通渠道的效率，可以保障农产品的绿色低碳高质量发展。”复旦大学双碳创新发展研究院副主任胡子江说。

同时农产品一旦涉及进出口跨境贸易，物流多式联运环节（包括运输和装卸）耗碳数据会成为农产品碳排放计算中的重要一环。“农产品的流通销售必然涉及运输，不同运输工具耗碳程度不同，为应对欧美市场对产品碳足迹方面的要求，需要对铁路、水路、公路等多种运输方式的物流环节碳足迹进行采集和计算，优化产品物流碳足迹，有利于产品进入国际市场。而且物流碳足迹的核算也可以进一步为政府提供运输行业有效降碳的推进方案和路径，实现产业整体循环发展。”卞立平解释道。

区块链保证碳足迹可信可管

相比于其他行业，跟踪、测量以及计算农业活动中的温室气体排放可能更具挑战性。不同于工业的标准化流程，很多农业种养殖过程的模型难以建立，温室气体跟踪、测量和计算非常复杂。

“过去，基于区块链的碳足迹计量管理技术在农业领域的应用很少，我们基于LCA法搭建了适合不同农产品的全生命周期碳足迹计量模型，并通过区块链技术为相关数据提供可信存证。”杭州海思德博总经理张宇杰说。

胡子江介绍，在目前主流的碳足迹计算方法中，可信碳足迹管理系统主要选用了LCA法对产品碳足迹进行计量，该评价方法作为一种工具，应用于评价和核算产品或服务全生命周期的能源消耗和环境影响，同时遵循了相关国际标准，适用于农产品全生命周期碳足迹计量，形成碳足迹结果。

“对于产品碳足迹的计量，官方的高质量实测数据非常重要和关键，更多高质量的本国权威数据将可为农产品碳足迹评价提供高质量数据，从而在未来数据互认的趋势中不落下风。”胡子江如是说。而江苏省农业科学院在长期的农业科研与服务实践中积累了大量的样本，能够为农产品碳足迹底层提供高质量数据，大大提高了系统应用价值。

通俗来说，区块链就是一个又一个区块按照产生的时间顺序前后链接而形成的链条，并通过不可逆的加密算法对区块中的信息进行加密。这些区块被保存在若干服务器中，每台服务器在区块链系统中又被称为节点。由于这些节点通常由不同的主体管理，因此违规篡改区块链中的信息是一件极其困难的事。

“区块链系统运转至少需要3个节点，节点越多，违规篡改的成本越高。”卞立平说，因此区块链所记录的碳排放、碳足迹数据也更加真实可靠。以种植水稻为例，整个生产过程中需要投入农药、肥料、用能、机械、运输等，首先界定核算边界，然后基于江苏省农业科学院研发的农产品全程质量管理区块链平台获得精准的投入量，再根据LCA法在链上计算出种植流通过程各环节碳排放量，即可对碳足迹进行全程可信监测与精准管理。

提高企业低碳发展的国际竞争力

专家表示，在跨越国境的低碳供应链发展中，很长时间没有好的技术手段对碳足迹进行精准跟踪和管理；我国起步稍晚，碳足迹核算过程比较粗放、数据准确度和可信度不高。

“如果不能越过这道贸易保护绿色壁垒，我国的贸易格局或受到影响，诸多企业将在国际市场上失去先机。”复旦大学管理学院博士后孙领说。

四川天奥空天研发中心副主任刘美琦认为：“尤其对于出口制造型企业来说，碳足迹超标产品将被征收高额碳税，因此，亟须一套更优的可信碳足迹管理系统应对欧美的挑战，在为本国企业服务的同时促进并提高企业低碳发展的国际竞争力。”

胡子江分析，可信碳足迹管理系统适用性广泛，可用于农业、工业各个生产环节。而在国家“双碳”大背景下，各行各业、复杂供应链的精细化专业碳管理是未来的刚性需求。

“畜牧业是农业中公认碳排放最高的产业，未来随着欧美碳关税的实施，肉、奶、毛皮等相关产品的进出口可能会受到较大的冲击。如果企业想要在碳约束时代的全球农产品市场竞争中取得先机，就必须对碳排放进行精准可信的数据审计与管理，而可信碳足迹管理系统技术可以有效解决这些问题。”卞立平说。

不仅如此，根据可信碳足迹管理系统，农业企业还能从碳足迹的角度知道怎样通过改变生产管理方式节约碳排放。卞立平举例说，如果养猪场想用某种高效饲料实现低碳养殖，有了这套系统，就可以计算出更换新饲料后是否能降低碳排放。假如新饲料成本增加，但碳税节省得更多，这样企业就能确定可以使用该种饲料；或者新饲料成本增加，碳排放也同样增加，那就不需要更换原来的饲料。