[논문 리뷰] A Blockchain-based Carbon Credit Ecosystem

Soheil Saraji, Mike Borowczak|arXiv (Cornell University)|2021. 07. 01.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 4인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 스마트 계약을 활용하여 투명성 향상, 거래 비용 절감, 탄소 시장에서의 과다 발행 및 중복 지급 방지를 목적으로 블록체인 기반 탄소 크레딧 생태계를 제안한다. 표준화된 인상 및 소각 프로토콜을 통해 탄소 크레딧을 토큰화하고, 탈중앙화된 자동 마켓 메이커를 통합하며, 다양한 이해관계자들이 참여할 수 있도록 함으로써 시장 유동성, 접근성 및 신뢰도를 향상시킨다.

ABSTRACT

Climate change and global warming are the significant challenges of the new century. A viable solution to mitigate greenhouse gas emissions is via a globally incentivized market mechanism proposed in the Kyoto protocol. In this view, the carbon dioxide (or other greenhouse gases) emission is considered a commodity, forming a carbon trading system. There have been attempts in developing this idea in the past decade with limited success. The main challenges of current systems are fragmented implementations, lack of transparency leading to over-crediting and double-spending, and substantial transaction costs that transfer wealth to brokers and agents. We aim to create a Carbon Credit Ecosystem using smart contracts that operate in conjunction with blockchain technology in order to bring more transparency, accessibility, liquidity, and standardization to carbon markets. This ecosystem includes a tokenization mechanism to securely digitize carbon credits with clear minting and burning protocols, a transparent mechanism for distribution of tokens, a free automated market maker for trading the carbon tokens, and mechanisms to engage all stakeholders, including the energy industry, project verifiers, liquidity providers, NGOs, concerned citizens, and governments. This approach could be used in a variety of other credit/trading systems.

연구 동기 및 목표

• 현재 탄소 크레딧 시장의 체계적 비효율성, 즉 투명성 부족, 과다 크레딧 발행, 높은 거래 수수료 문제를 해결하기 위해.
• 블록체인 기술을 활용해 탈중앙화되고 투명하며 표준화된 탄소 크레딧 생태계를 설계하기 위해.
• 스마트 계약을 통해 탄소 크레딧의 안전하고 검증 가능하며 자동화된 발행, 거래 및 퇴출을 가능하게 하기 위해.
• 에너지 공급자, 검증 기관, NGO, 정부, 시민 등 다양한 이해관계자를 통합된 디지털 마켓플레이스에 통합하여 참가를 촉진하기 위해.
• 다양한 크레딧 및 상품 거래 시스템에 적용 가능한 확장 가능하고 상호운용성 있는 프레임워크를 구축하기 위해.

제안 방법

• 고유 식별자와 검증 가능한 기원을 가진 디지털 거래 자산으로서의 탄소 크레딧을 블록체인을 활용해 토큰화하기.
• 스마트 계약을 통한 표준화된 인상 및 소각 프로토콜을 구현하여 크레딧의 정확한 발행 및 퇴출을 보장하기.
• 주문부 없이도 지속적이고 신뢰할 수 없는 거래가 가능한 탈중앙화된 자유로운 자동 마켓 메이커(AMM) 설계.
• 검증 기관,流동성 공급자 및 규제 기관이 생태계에서 기여할 수 있도록 다자간 거버넌스 메커니즘 통합.
• 모든 거래의 불변성, 감사 가능성 및 글로벌 접근성을 보장하기 위해 공개 블록체인 인프라 사용.
• 시민 및 NGO와 같은 전통적 참가자가 아닌 참여자들을 유치하기 위한 인cent라이브 구조 명세.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 블록체인 기술은 탄소 크레딧 시스템에서 과다 크레딧 발행과 중복 지급을 어떻게 제거할 수 있는가?
• RQ2 어떤 스마트 계약 기반 메커니즘이 탄소 크레딧의 투명하고 검증 가능한 발행 및 퇴출을 보장할 수 있는가?
• RQ3 탈중앙화된 자동 마켓 메이커는 탄소 거래에서 중개자 의존도를 낮추고 유동성을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ4 어떤 설계 패턴이 정부 및 NGO를 포함한 다양한 이해관계자의 참여를 가능하게 하는 디지털 탄소 마켓에서 실현 가능한가?
• RQ5 토큰화된 블록체인 네이티브 탄소 크레딧 생태계는 글로벌 시장에서 표준화 및 확장성 달성에 얼마나 기여할 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 시스템은 불변성 있는 블록체인 기록을 통해 탄소 크레딧 생애주기 관리의 종단 간 투명성을 실현한다.
• 스마트 계약 기반의 인상 및 소각 프로토콜은 과다 발행 및 위조 청구의 위험을 크게 감소시킨다.
• 자동 마켓 메이커 통합으로 인해 중앙 집중식 주문부 없이도 지속적인 유동성과 가격 발견이 보장된다.
• 프로젝트 개발자, 검증 기관, 시민 등 이해관계자들이 안전하고 투명하게 탄소 크레딧 마켓플레이스에 참여할 수 있다.
• 생태계는 표준화 및 상호운용성을 지원하여 다양한 탄소 시장 및 규제 프레임워크에서의 도입을 가능하게 한다.
• 중개자 제거로 거래 비용이 절감되며, 절감된 비용은 기후 프로젝트에 재투자될 수 있다.