基于區塊鏈技術的垃圾回收治理平臺構建探究

陳安琪，徐蕙穎

（1.河南工業大學經濟貿易學院，河南 鄭州 450000；2.哈爾濱市南崗區市場監督管理局，黑龍江 哈爾濱 150000）

隨著城市化進程的加快和人口的快速增長，垃圾治理成為了一個日益嚴峻的問題。傳統的垃圾處理方式往往面臨諸多挑戰，如資源浪費、環境污染和管理效率低下等。然而區塊鏈技術的發展為探索一種全新的垃圾回收治理平臺構建方案提供了新的思路。

區塊鏈作為一種去中心化、可追溯、不可篡改的分布式賬本技術，具有突出的優勢。它的應用領域已經延伸到金融、供應鏈管理和社交網絡等多個領域[1]。而在垃圾治理方面，區塊鏈技術也具備巨大的潛力。本研究旨在探討如何利用區塊鏈技術構建一個基于垃圾治理的平臺，以提高垃圾回收處理的效率和透明度。通過將每個垃圾處理過程和相關信息記錄在區塊鏈上，我們可以實現垃圾的全生命周期追蹤和管理[2-4]。這將有助于減少資源浪費、降低環境污染，并提升垃圾治理的整體效果。此外，區塊鏈技術還可以為垃圾治理平臺引入智能合約和去中心化自治機制，實現參與者之間的信任和合作。通過智能合約，我們可以建立一套自動執行的規則和獎懲機制，激勵各方積極參與垃圾分類、回收和處理[5-6]。

通過本研究的實施，我們有望為垃圾治理平臺的發展和改進做出積極貢獻，推動垃圾處理的可持續發展，構建一個更加清潔、高效和可持續的社會。

1 垃圾治理現狀

根據世界銀行的數據，全球垃圾產生量在過去幾十年中持續增長，對環境造成了嚴重影響。根據統計，每年約有800 萬t 塑料垃圾進入海洋，對海洋生物和生態系統造成了嚴重威脅。而填埋和焚燒作為全球最常見的垃圾處理方法也帶來了嚴重的環境污染和資源浪費的問題，因此越來越多的國家和地區開始探索可持續的垃圾處理方法。

我國作為世界上最大的發展中國家，也是垃圾產生量最大的國家之一，垃圾治理問題面臨著嚴峻的挑戰?；诖?，我國政府對垃圾治理問題也一直保持著高度重視。從2017 年開始，我國政府就啟動了垃圾分類、垃圾清潔行動，并出臺了一系列垃圾治理和資源循環利用的政策措施，如加大對垃圾分類的支持和倡導、推動垃圾分類處理設施建設等。經過多年努力垃圾治理行動取得了巨大成就，但與部分發達國家相比仍存在著差距。如瑞典、德國和日本等發達國家具有較高的垃圾回收率，超過50%甚至接近70%。然而，中國的垃圾回收率只達到了40%左右。由此可見，我國的垃圾治理問題依舊長路漫漫。

2 基于區塊鏈技術的垃圾回收治理平臺構建

區塊鏈技術具有去中心化、不可篡改、高效性、可靠性的優點。區塊鏈技術與垃圾回收治理對促進垃圾治理、提高垃圾回收率有著重要的作用。如圖1 所示，利用物聯網（IoT）設備和傳感器，可以追蹤和識別垃圾容器、回收車輛和垃圾處理設施。這些設備可以與區塊鏈平臺集成，將數據上傳到區塊鏈上，實現實時監測和溯源。上鏈數據包含了垃圾分類數據區塊、回收交易數據區塊、回收證書數據區塊、激勵數據區塊與參與者數據區塊。其中垃圾分類數據區塊記錄垃圾的來源、產生地點、時間等信息以及垃圾回收的各個環節、處理方法、結果等信息。這有助于跟蹤垃圾的處理情況，確保符合環境保護和資源利用的標準，并幫助追溯垃圾的流向和責任，確保垃圾回收過程的透明性和可追溯性?；厥战灰讛祿^塊包含了垃圾回收的交易信息，包括回收者與處理者之間的交易、回收物品的數量、價格等。這可以提供交易的透明性和可追溯性，確保公平和可信的交易環境?；厥兆C書數據區塊記錄回收物品的認證和溯源信息，包括回收過程中的驗證、檢測和認證結果。這些數據可以提供可信的證明，保證回收物品的質量和真實性?；厥兆C書數據區塊包括回收者獲得的獎勵、積分等信息。這有助于激勵回收者積極參與回收活動，并記錄其貢獻和回報。參與者數據區塊包括參與者的身份信息、資質認證、回收、治理記錄等。這些數據可以用于驗證參與者的合法性和可信度，確保垃圾回收治理活動的可靠性。該平臺依靠區塊鏈技術的點對點（Node to Node）特性使參與者可以直接與其他參與者進行點對點的交互。他們可以發送和接收交易、查詢和共享數據，無需通過中心化的服務器或第三方服務提供商。這種直接交互的方式提高了交互效率，減少了信息傳遞的延遲和成本。例如，當回收站點或居民平臺上發布回收需求時，平臺可以自動匹配符合需求的回收者和供應者。智能合約可以根據需求的條件和回收者的資格進行匹配，并建立供需關系。這個需求將被記錄在區塊鏈上，供其他參與者查看和響應。一旦匹配成功，參與者可以通過數字錢包在區塊鏈上進行點對點交易。這可以是貨幣的轉賬或者其他形式的價值交換。這些交易將被記錄在區塊鏈上，確保交易的透明性和安全性。

圖1 基于區塊鏈技術的垃圾回收治理平臺架構

居民和廠商在垃圾回收治理中扮演的角色不僅是供給者也是再生產的需求者，這促使整個平臺運作的閉環式管理，使得垃圾回收的整個生命周期可見，有助于發現和解決潛在的環境問題。提高了垃圾回收的效率。同時參與者可以通過平臺快速匹配供需關系，實現快速交易和資源的高效利用。這種高效性有助于降低成本，提高整體的垃圾回收治理效果。

3 區塊鏈技術下垃圾回收治理具體應用場景分析

3.1 垃圾的回收轉運

日常的回收轉運過程中，垃圾車輛的裝載和卸載過程可能存在效率低下的問題，導致時間和能源的浪費。這可能會增加垃圾轉運的成本，并延長垃圾車輛在道路上的停留時間，而垃圾傾倒、違規操作等問題也可能會對環境和公共安全造成風險。區塊鏈可以用于記錄垃圾轉運的路線和過程。每輛垃圾轉運車輛可以裝上物聯網設備，將相關數據如位置、速度、時間等實時上傳至區塊鏈網絡。垃圾轉運的整個過程可以被追蹤和監管，確保垃圾按照規定的路線和時間進行轉運，減少違規行為和延誤。與此同時，利用區塊鏈技術可以建立數據共享平臺，讓相關參與方如居民、垃圾轉運公司、垃圾處理廠、監管機構等共享轉運數據。通過共享數據，可以實現信息的及時傳遞和驗證，提高轉運的協調性和效率。并通過收集和分析轉運數據，可以預測需求量、優化轉運路線和時間，提高車輛的裝載效率和運輸路徑的優化，減少空載率和能源消耗。此外，通過使用智能合約可以設定垃圾回收轉運的合同和支付機制，并設置相應的獎勵、轉運路線、服務要求、轉運時間等條件，滿足條件時自動執行相應的支付和結算。這樣可以減少人為干預和糾紛，提高回收和轉運的透明度和效率。

3.2 垃圾集中分類

區塊鏈可以用于身份認證和權限管理，并確保只有授權的個人或組織可以參與垃圾分類過程。每個參與者可以有一個唯一的身份標識，并且他們的權限和角色可以被記錄在區塊鏈上。這可以確保垃圾分類過程的安全性和可信度。一個可追溯的數據記錄系統的建立，有助于監管機構、垃圾處理廠等實時了解垃圾分類的情況，并監控垃圾分類的執行情況，當不合規行為發生時，能夠及時預警進行追溯。這提高了垃圾分類的合規性和監管效果，減少違規行為和濫用垃圾分類系統的情況。區塊鏈的智能合約可以設定垃圾分類的規則和獎勵機制。例如，智能合約可以根據參與者的垃圾分類貢獻，自動計算獎勵或激勵措施。這可以激勵個人和組織積極參與垃圾分類，提高分類效率和回收率。

3.3 垃圾加工及無害化處理

垃圾加工和無害化處理過程通常需要消耗大量的能源和資源，包括電力、燃料、化學品等。高能耗和高成本是一個挑戰，特別是對于大規模處理設施來說。而區塊鏈技術可以促進垃圾加工及無害化過程中的資源利用和回收率提升。通過記錄垃圾加工環節的數據和信息，可以實現對垃圾組成、可回收物質、能源利用等方面的分析和優化并實現垃圾資源的最大化利用，提高回收率，減少資源浪費。通過記錄加工環節的數據，監控垃圾加工及無害化的質量標準和過程。監管機構可以實時監測數據，確保垃圾加工過程符合相關法規和標準。這可以提高加工及無害化的質量和安全性，減少對環境和公共健康的潛在風險。與此同時，通過鏈上共享數據，垃圾加工企業、監管機構、環保組織等可以協同解決垃圾加工及無害化過程中的問題并提高整體效率和質量，加速垃圾加工及無害化工作的推進。

3.4 產品再生產

區塊鏈可以用于記錄再生產過程中使用的材料來源和品質。每種材料的信息，如原材料供應商、采購日期、質量證明等，都可以被記錄在區塊鏈上。這可以實現材料的追溯和驗證，確保再生產過程中使用的材料符合環保和質量要求。通過區塊鏈平臺，消費者可以獲取產品再生產的相關信息，如再生材料的來源、再生工藝的過程等，增加消費者對再生產品的信任和參與度，推動可持續消費和循環經濟的發展。

4 區塊鏈技術優化垃圾回收治理的機理

4.1 數據共享，優化全產業效率

傳統的垃圾回收治理系統中，不同的參與方（如民眾、垃圾回收商、垃圾處理企業、再生產企業、監管機構等）之間的數據和信息往往孤立存在，缺乏共享和交流的機制。這導致信息不對稱，增加了協調和合作的難度，也限制了整體效率的提高。例如其中一個垃圾處理中心出現故障或無法正常運作，整個垃圾回收系統可能會受到嚴重影響，導致垃圾無法得到及時處理和回收。而區塊鏈的去中心化和分布式特性則消除傳統垃圾回收系統中的單點故障和中心化控制。通過建立一個分布式網絡，參與方可以共享數據和信息，共同解決垃圾回收治理中的問題。提高整體的效率、準確性和協同作用。與此同時，區塊鏈技術的可追溯性也促進了垃圾回收分類的準確性與合規性處理，防止了單個節點的作惡，促進資源分配的公平與高效，推動垃圾回收的效果和環境影響的監督與評估。

4.2 精準對接，增加產品殘值

在以往垃圾回收中，民眾的參與度往往較低，主要原因是回收價格較低，因此民眾不愿意花費過多的時間成本。以蘋果官網在售的蘋果13 為例，512 GB 的蘋果13 的售價為8 099 元，而其最高的回收換購價格只達到了3 350 元。主要原因主要涉及到4 個方面：一是回收的處理成本高。垃圾回收涉及到收集、分類、運輸、處理等多個環節。需要投入大量的人力、物力和技術設備，并且可能涉及到垃圾處理廠的運營成本、設備維護費用、人員薪酬等。二是回收市場需求和供應失衡。垃圾回收市場的需求和供應之間可能存在失衡。盡管垃圾產生量龐大，但回收系統的處理能力有限。有些地區可能缺乏足夠的回收設施和處理能力，導致回收系統無法滿足全部的垃圾回收需求。此外，一些垃圾可能由于質量問題或處理困難而無法回收利用，進一步影響回收價格。三是回收的低價值垃圾比例高。垃圾中包含了各種不同類型的廢物，其中一部分可能屬于低價值的垃圾，如一些普通的生活廢棄物、部分塑料和紙張等。這些低價值垃圾的比例較高，對整體垃圾回收價格產生影響。四是缺乏市場化機制。垃圾回收行業的市場化程度相對較低，存在缺乏競爭和透明度的問題。由于垃圾回收往往受到政府或政策的監管，回收價格可能受到政府定價或補貼政策的影響，導致價格較低。

而區塊鏈技術的應用有利于緩解該困境。通過分布式賬本技術記錄垃圾回收的數據，包括回收量、類型、質量等信息，可以實現更精確的資源分配和管理。這有助于提高回收效率，減少資源浪費，從而有望提高垃圾回收的效益和價格。與此同時，依靠區塊鏈技術可以建立垃圾回收的市場平臺，將回收者、處理者和購買者連接在一起。這種去中心化的交易平臺可以促進信息的透明流通，降低交易成本，并提供更公平的交易環境。通過市場平臺，回收者可以更容易地與潛在的買家進行交易，有機會獲得更好的價格。此外，通過將垃圾回收的各個環節記錄在區塊鏈上，包括分類、清潔、拆解、處理等，可以確保整個回收過程的可追溯性和公開性，并提高回收市場的透明度，減少信息不對稱，使回收者能夠更好地了解垃圾的來源、處理方式和價值，從而有助于合理定價。區塊鏈技術的應用促進了整個垃圾回收治理產業的需求與供給的精準對接，并進一步提高了回收品的殘值，實現垃圾回收治理產業鏈增值。

4.3 防止欺詐，解決信任危機

在垃圾回收治理當中，一些欺詐及不當行為使垃圾回收治理的參與者之間容易產生一些信任問題。例如部分回收者可能會故意虛報回收量，以獲取更多的獎勵或津貼。這種不誠信行為可能導致回收數據的不準確性和失真，從而影響治理決策和資源分配的公平性。同時，一些垃圾處理機構可能存在不當行為，如私自傾倒垃圾、不按規定進行處理等。這種行為嚴重損害了環境、危害了公眾健康，也破壞了回收治理的可信度和效果。而在數據記錄環節、數據報告和統計環節，垃圾回收治理涉及了大量的數據記錄和交換，如果數據被篡改或偽造，就無法準確反映回收的實際情況，這也會影響治理決策的準確性和可靠性。

區塊鏈技術具有可追溯、不可篡改、公開透明的特性。區塊鏈上的交易信息是公開透明的，所有參與者都可以查看和驗證交易歷史。這種透明性可以幫助提高垃圾回收治理的可信度，任何人都可以監督回收者和垃圾處理機構的行為，防止不當行為的發生。而分布式共識機制確保網絡上的參與者就交易的有效性達成共識。這意味著任何參與者都無法單方面篡改數據或欺詐行為。依靠密碼學的哈希函數將交易數據連接成一個不可更改的數據塊鏈。一旦數據被寫入區塊鏈，就無法篡改或刪除。這確保了垃圾回收過程數據的真實性和準確性。任何對數據的篡改都會導致哈希值的不匹配，從而被其他參與者輕易識別出來。智能合約的執行減少了人為干預的機會。通過在垃圾回收治理中自動執行規則和條件，可以確保任務分配的公平性和透明度，自動執行獎勵機制和懲罰機制，提高治理過程的公正性。

5 建議與對策

將區塊鏈技術應用于垃圾回收治理領域能有效提高垃圾回收治理的效率。但我們在技術應用中也要注意責任和追責機制的明確。建立區塊鏈平臺和智能合約必須明確各方的責任和追責機制。這涉及到合同法、消費者保護法、環境保護法等法律規定，以確保在垃圾回收治理過程中，責任明確，各方承擔相應的法律責任。其次，可行性研究和實證評估是必要的。在采用區塊鏈技術之前，應進行可行性研究和實證評估，評估其是否符合現有的法律法規要求。這包括垃圾回收相關的環境法規、廢物管理法規以及與數據保護和隱私有關的法律要求等。最后，監管和治理是重要的。垃圾回收治理中的區塊鏈技術應在適當的法律監管和治理框架下操作。相關的監管機構和政府部門可能需要制定或調整相關法律法規，以適應區塊鏈技術在垃圾回收治理中的應用，確保區塊鏈技術應用于垃圾回收治理領域的合法性、合規性和可持續性。當然，垃圾回收治理離不開民眾的參與還需要廣泛的宣傳和教育工作。要積極推廣垃圾分類的意義和好處，提高公眾對垃圾治理的認識和參與度，使區塊鏈技術在垃圾回收治理領域的應用能夠更好的發揮其價值。