【摘 要】针对电子产品全生命周期碳排放监测和管理问题，文章设计并建立了一套基于区块链与物联网（Internet of Things，IoT）的碳足迹溯源体系，包括感知层、边缘处理层、区块链存储层和应用层，融合传感器实时采集到的数据（能耗、运输、使用），对碳排放进行实时检测并追踪。采用基于智能合约的“轻量存证、链下存储、链上验证”机制，利用智能合约跟踪、追溯碳排放的数据核算过程；通过零知识证明、权限控制等方法保护数据安全和隐私。采用真实场景的数据对系统的性能进行测试，在一定负载条件下能够满足电子产品的性能要求，做到对碳数据的快速更新，实时性强。该体系能够保证整个碳足迹的核算可信、透明，实现跨企业的联合监管碳排放，还可以实现碳核算内容由分散到集中，提高碳核算的过程的可信性，更好地促进电子产品的绿色低碳发展。

【关键词】区块链；IoT；碳足迹；电子产品

引言

自“双碳”战略目标发布起，碳排放监控与治理便成为促进绿色低碳变革的关键路径。电子产品的生产涉及复杂的链条，生命周期较长，碳排放核算与追溯面临重大挑战。传统碳足迹核算主要采用人工填报及集中存储方式，数据不完整、追溯困难及信任度不高，难以适应不同企业、不同环节间的协同监管要求。当前，区块链与IoT的协同，为碳足迹的跟踪带来了新的视角。去中心化与不可篡改的区块链技术，保障了碳数据的透明性与可靠性[1]。IoT依托传感器与边缘设备，实时采集能耗及物流数据，为数据上链开辟了道路。该融合显著提升了碳排放数据的真实性及安全性，利用智能合约，实现了核算与溯源的自动化操作，进而增强了碳数据的时效性与可核实性。

一、碳足迹溯源的理论与技术基础

（一）碳足迹内涵与核算方法

碳足迹是用来衡量个体、组织、产品或国家在一定时间内直接或间接导致的二氧化碳排放量的指标，包括温室气体排放与移除的净效应。其计量模型为：碳足迹=温室气体排放+温室气体移除（负碳排放）。其核算方法主要包括过程分析法、投入产出法和混合核算法。

过程分析法以生产环节为主，逐层追踪能源与物料消耗，能够揭示排放结构，但受边界划定与数据完整性的限制。投入产出法依托宏观经济统计数据，可快速估算产业部门的排放强度，但难以反映单一产品的差异。混合核算法结合二者优势，在覆盖范围和精确度之间取得平衡，更适合复杂供应链的核算需求。统一标准、明确边界和透明规则是保证碳足迹结果可靠性与可比性的前提，为溯源体系提供方法学基础[2]。

（二）电子产品生命周期排放特征

产品生命周期各阶段均显现出碳排放的多样化特征，囊括了原料开采、生产、物流、维护至废弃处理的全部阶段。金属矿产与稀土的采掘及加工阶段常伴有能源消耗大、排放多的特点。电解与提炼阶段，碳排放量尤为突出。生产阶段在碳排放中占据核心地位，芯片生产阶段涉及加工、零部件制造、组装及检测等步骤，能源需求量甚高，其碳排放量远超众多传统工业制品。产品物流配送阶段的碳排放源于配送活动中的化石能源耗费，该环节碳排放与运输时长、方式及配送距离紧密相关。在产品使用与维护阶段，单个产品的碳排放呈现分散分布，但产品数量庞大，其综合能耗不容小看。鉴于各产品寿命及能源效率的不同，其碳排放量也呈现出差异性。产品废弃处理阶段，资源回收机制尚未到位，造成碳排放量膨胀，可能产生二次污染。产品进入资源再利用阶段，在一定程度上减少或抵消了先前的碳排放，实现了碳减排的成效[3]。

（三）区块链与IoT的技术支撑

区块链与IoT共同构成了碳足迹溯源系统的架构支撑。区块链具备去中心化、不可篡改、信息透明可追溯等特点，可以为碳足迹数据传输、存储、管理安全筑牢防火墙。区块链可使碳足迹数据真实、可靠、不易篡改，提高碳数据的可信性。IoT通过传感器和智能物进行感知，可以实现碳足迹数据采集，其中包含能效与物流数据。