解读麦肯锡-你想知道的关于碳去除的一切,但又不敢问(英)

2024-06-24 17 次浏览碳去除精选
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碳通通 · 脱水解读

7 分钟理解报告 · 解读 1839 字 · 7 张图 · 11 个数据点

如果你所在的企业正被减不掉的"硬骨头"排放卡住,碳移除(CDR)可能是一道绕不开的题。麦肯锡这份对话稿给出的判断是:到2050年,碳移除可能长成一个1.2万亿美元的产业,而2030年前全球需要0.8至2.9吉吨的年移除能力,眼下这些技术的成本却高到每吨1000美元以上。供给还没起来、需求又高度集中,谁先动、怎么投、靠什么机制拉动,是这份材料真正想回答的问题。

核心判断

  • 到2050年,碳移除有望成为规模约1.2万亿美元的产业
  • 2030年全球年碳移除能力需求估计为0.8至2.9吉吨CO2
  • 2050年净零所需累计投资规模在6万亿至16万亿美元之间
  • 当前部分碳移除技术成本超过1000美元/吨,长期目标约100至150美元/吨
  • 大气碳预算约500至600吉吨,全球正处在即将或刚刚越过的关口

脱水解读

为什么光靠减排还不够

这份材料的起点是一个不太好接受的现实: decarbonization(脱碳)是应对气候变化最关键的抓手,但麦肯锡的研究显示,仅靠脱碳可能不足以达标。

原因在于所谓"难以减排"(hard-to-abate)的排放。这些活动要么依赖化石能源,要么依赖化石来源的投入品,比如供暖、照明和材料生产——它们对日常生活和经济增长都很重要,很难说停就停。既然切不干净,就得另找办法处理这部分残余排放,这正是碳移除被提出来的位置。

The concept of carbon dioxide removal is, if we can't entirely cut out the activities that are causing emissions, then let's instead find other mechanisms in which we can remove carbon dioxide, or gases that are equivalent to carbon dioxide.

按对话中的定义,碳移除是一个宽泛说法,指的是把已经在大气中的二氧化碳,或者正在被排入大气的二氧化碳,加以捕集、封存、储存或永久移除。它既包括对存量大气的清理,也包括对新增排放的拦截。

自然方案与技术方案的分野

材料把碳移除粗略分成两大类:基于自然的方案(nature-based)和基于技术的方案(technology-based),前者有四种、后者有六种。但划分并不是非黑即白,两类之间存在大量"混合型",即自然与工程化手段的结合。

麦肯锡方在对话中强调,自然界其实早就给了我们碳移除机制,那就是光合作用——任何在生长的东西都在吸收二氧化碳。多数基于自然的碳移除模式,起点都是某种植物物质或生物质,再把它转化成可以半永久或永久储存的状态。

在具体路径上,被点名看好的自然方向是海洋。理由是海洋是地球上最大的碳汇,规模大、具备放大移除方法的潜力,在海里或海边种植藻类(微藻和大型海藻是地球上生长最快的植物)还有望把成本压得很低,其中不少机制被归入"增强海洋碱度"这一类。

增强岩石风化为何受青睐

技术方案一侧,被特别提到的是处于自然与技术之间"混合地带"的增强岩石风化(ERW)。其原理并不复杂:把岩石铺撒到土壤上,通常以粉尘或碎屑形式,岩石自然风化,在此过程中储存碳,随后随土壤自然淋洗带走。

有意思的是,把岩石或岩粉撒到土壤里当肥料,这个做法已有数百年历史,但过去很少有人把它与大体积的二氧化碳移除联系在一起。现在已有一批公司开始拥抱ERW并推进实践。

And I like that because ERW has the characteristics of potentially scaling very quickly and across different geographies.

这句话点出了ERW受重视的两个特征:一是可能扩张得非常快,二是可以跨不同地理区域铺开。对需要以吉吨为单位部署的产业来说,这两点相当关键。

成本为什么差这么多

成本是这份材料着墨最多的现实约束。对话中给出的解释是:要证明一项技术可行,就得从小规模做起,而小规模项目的单位二氧化碳成本往往高得多。

目前一些碳移除技术的成本已经远远超过每吨二氧化碳1000美元,这被明确判定为不经济。材料给出的合理区间是每吨约100美元到150美元,并称这是长期目标。从1000美元以上降到100至150美元,中间横亘的是规模化和基础设施建设的巨大投入。

在放大到吉吨级时,挑战来自体量本身:吉吨级的影响意味着海量的二氧化碳,也就意味着这些技术和承载技术的项目要极其大规模地部署。换算成我们熟悉的工业与基建语境——建东西、搬东西——难度是"纪念碑式"的,涉及大片可能用于增强岩石风化的耕地,或非常广泛的碳捕集基础设施部署,要建、要浇混凝土、要弯钢筋、要用船和陆路运输材料。

投资的钱从哪来

材料估算碳移除产业到2050年价值可达1.2万亿美元,而要实现2050年净零,所需累计投资在6万亿至16万亿美元之间,具体取决于一系列因素。

现阶段出手的主要是"聚焦气候"的风险投资机构、拿养老金钱做投资的基金,以及把一部分组合投向气候投资基金的普通投资人。这些基金正越来越多地把资本投向碳移除领域,长线机会被描述为供应相对需求会出现实质性紧张。

对个人投资者而言,材料给出的逻辑是:认识到某个时点供给会被需求实质性约束,这本身就构成超额回报的机会,和其他行业并无两样。不过它也承认,这个领域仍有多样性,也存在一定程度的不确定性,取决于你习惯投什么、怎么看待这类资产。

需求端靠什么被拉动

今天的购买格局主要由"自愿"市场构成,买家多是已做出脱碳承诺、同时采购碳信用和碳移除信用的公司。材料预计,未来随着市场更受监管、排放行业公司被要求参与采购或自行开展碳移除,需求会随之而来。

当前自愿市场的需求相对集中,原因是有少数几家碳足迹极大、增长显著、承诺激进脱碳目标且披露高度透明的超大公司在撑着盘子。要让需求扩散,材料提到的核心机制是"预先市场承诺"(advanced market commitment),这一概念借自制药和疫苗领域。

One of the most effective ways to do that is to provide advanced commitments to purchase, often at a higher price, which these early producers and developers can take to the bank and show that they have customers, even though they are at a much higher cost and a much lower volume than they intend to be.

Frontier是这一机制的代表案例:麦肯锡与其他创始成员共同承诺,以较高价格、在短期内购买有潜力供应商的碳移除量,帮它们成长、扩大规模并更快降价。该机制成立之初的承诺规模接近10亿美元,材料认为正是这个体量让其他人开始注意。

采购会变得像买普通商品

在展望部分,麦肯锡方提出一个颇有意思的判断:碳移除会成长为一个独立的工业部门。今天它看起来还只是些"首例"或"独一份"的技术和项目,但在多数发达国家——尤其是欧洲和北美——的监管路径、正在施加的激励,以及推动技术开发和项目落地的公共流程共同作用下,已经能看到实质性的加速。

供应端的机会被描述为在技术和项目开发上取得领先,并像其他行业一样,把这种领先转化为可防御的知识产权。更进一步,材料预期碳移除会出现品牌——"我们会给一吨二氧化碳做品牌吗?我想会的";企业会根据市场机制定价来规划采购,并决定是否划算、是否买更多、是否储存更多。

图说解读

碳移除产业的三级规模账

这三个数字构成了整份材料最基本的产业坐标系。到2050年,碳移除有望长成1.2万亿美元的产业;为了在这个时间点实现净零,累计需要投入6万亿至16万亿美元,跨度很大,取决于一系列因素。

中间的0.8至2.9吉吨是2030年的年移除能力估算。对话中特意把吉吨这个抽象概念做了具象解释:全球碳预算大约在500至600吉吨之间,而我们目前很可能正处在即将越过或刚刚越过这条线的前后。这意味着自然的大气平衡已经不再平衡,移除能力不是锦上添花,而是补账的手段。

1.2万亿美元
2050产业规模
碳移除产业潜在价值
6-16万亿美元
2050累计投资
实现净零所需投资区间
0.8-2.9吉吨/年
2030移除能力
全球年碳移除能力估算
碳移除的三个关键数字
碳通通

成本从千元级降到百元级

成本差距是这份材料中最直观的一组对比。今天一些碳移除技术的成本已经远超每吨1000美元,被直接判定为不经济;而材料给出的合理且可接受的长期目标是每吨约100美元到150美元。

这个落差背后是规模逻辑:任何技术要证明可行,都得从小规模起步,而小规模项目的单位二氧化碳成本天然高得多。所以降本不是单纯的技术问题,而是部署规模能否爬上去的问题,这也解释了为什么材料反复强调吉吨级部署所对应的基建体量。

当前部分技术
1000美元/吨
长期目标下限
100美元/吨
长期目标上限
150美元/吨
碳移除每吨成本:现状与长期目标
碳通通

两大类移除路径对照

材料把碳移除划分为基于自然和基于技术两大阵营,前者四种方案、后者六种方案。但划分并非泾渭分明,两类之间还有大量混合型,属于自然与工程化手段的结合。

自然一侧的底层机制是光合作用,任何在生长的东西都在吸收二氧化碳,所以多数自然模式从植物物质或生物质出发,再转化为可半永久或永久储存的状态。技术一侧则从物理分离二氧化碳,到更多依赖化学反应来转化、捕集二氧化碳或其他温室气体。

被点名的两个偏好方向恰好分处两端又都带混合色彩:海洋方向的吸引力在于规模和低成本潜力,而增强岩石风化的吸引力在于它可能扩散得很快、跨越不同地理区域。

基于自然:四种方案
基于技术:六种方案
依托光合作用与生物质
依托物理分离或化学转化
代表方向:海洋、藻类
代表方向:混合型增强岩石风化
基于自然与基于技术的碳移除
碳通通

供应相对需求将趋紧

材料没有给出逐年供需曲线,但给了一个清晰的趋势判断:在某个时点,供应会相对需求出现实质性的紧张。这被视为投资者的机会窗口,逻辑和其他任何行业一致——稀缺带来超额回报的可能。

图上两条示意线用于呈现这一相对关系,需求被预期持续走高,供给虽有增长但相对滞后。支撑需求的,是越来越多的公司做出脱碳承诺并采购碳移除信用,以及未来监管趋严后排放行业被要求参与。

不过材料也坦承,这个领域仍有多样性,也带着一定程度的不确定性,取决于投资人习惯投什么、习惯怎么看待这类资产。所以机会与不确定性是同时存在的,而不是单向的确定叙事。

当前
短期
中期
长期
需求趋势(示意)
30
55
78
92
供给趋势(示意)
20
35
58
80
碳移除供给与需求的关系走向
碳通通

预先市场承诺的运转逻辑

预先市场承诺是材料重点介绍的市场加速机制,概念借自制药和疫苗领域:要在低单位成本下实现广泛采用,就得先帮开发商和制造商把规模做起来。最有效的办法之一,就是提供以较高价格采购的预先承诺。

这些承诺对早期生产者和开发商来说,是可以拿去银行、证明自己有客户的东西,尽管此时成本高、量很小,远未达到目标规模。Frontier是最典型的例子,麦肯锡与其他创始成员共同承诺,以高价在短期内购买有潜力供应商的二氧化碳。

材料点出Frontier两个特别重要的设计:一是它不以盈利为目的,因此能大幅简化买卖双方交易,通过完成技术和更广泛的尽职调查来给买家信心;二是它起步就有足够规模,成立时接近10亿美元的承诺额,足以让其他人注意到。

买家承诺高价长期采购
开发商获得客户背书
凭承诺向银行融资
项目开发交付提速
规模上去成本下降
预先市场承诺如何帮早期项目成长
碳通通

到2050年不规模化会怎样

材料用一组因果推演说明了时间窗口为什么紧迫:必须在2050年前为碳移除建立规模,否则,连同其他二氧化碳减排手段也没能放大,多数气候模型都指向一个会出现实质性气候变迁、且更难恢复的情形。

That doesn't mean it's one and done, and if we reach our goal by 2050, we'd be back in balance and we could stop worrying about removals.

这段原文明确否定了"一次性达标"的想象。相反,由于经济对能源的依赖是增长与生活品质的驱动因素,越来越多的能源使用会给负排放和移除持续施压,要求不断交付。材料的期待是找到碳移除作为经济加速器的可能,同时谨慎提醒不要随意预测30年后的技术形态,因为技术带来的效率提升往往超出我们的预期。

碳移除未成规模2050年前未建立大规模移除其他减排手段也未放大减排路径同样未能扩张气候模型指向实质气候变迁更难恢复的情形经济对能源的依赖持续增长与生活品质仍需能源负排放压力不断加大需持续交付移除量
碳移除未成规模→气候模型指向实质气候变迁(叠加)
其他减排手段也未放大→气候模型指向实质气候变迁(叠加)
经济对能源的依赖持续→负排放压力不断加大(驱动)
负排放压力不断加大→碳移除未成规模(反过来要求)
为什么必须在2050年前把移除规模做起来
碳通通

Frontier的两个关键设计

Frontier是材料中唯一被详细拆解的机制案例。它的重要性不在于买多少吨,而在于它示范了怎么在供给尚小、成本尚高的阶段把市场推动起来。

材料认为它有两处设计特别重要。第一是不以盈利为目的,这使得它能显著简化买家与卖家之间的交易,通过完成技术和更广泛的尽职调查,给买家参与的信心,本质上降低了交易成本。第二是起步规模足够,成立时接近10亿美元的承诺额,让整个市场开始注意。

从过去两年的实践看,Frontier已经从一批公司采购,效果被描述为相当成功:帮助这些公司更快行动、更快融资推进项目,并有望更快交付碳移除。这套机制的意义是为高成本低产量的早期阶段提供了一个可复制的加速样本。

非营利定位
不靠此盈利,聚焦加速市场
简化交易
替买卖双方做尽调与撮合
起步体量
成立时承诺近10亿美元
高价早期采购
短期高价买有潜力供应商
助项目融资
承诺可作银行融资凭据
加速交付
推动更快交付碳移除量
Frontier机制的运作要点
碳通通

数据解读

指标数值单位出处
2050年碳移除产业潜在价值1.2万亿美元第2、5页对话内容
2050年净零累计投资需求(下限)6万亿美元第5页对话内容
2050年净零累计投资需求(上限)16万亿美元第5页对话内容
2030年碳移除能力需求(下限)0.8吉吨CO2/年第2页对话内容
2030年碳移除能力需求(上限)2.9吉吨CO2/年第2页对话内容
地球碳预算(下限)500吉吨第2页对话内容
地球碳预算(上限)600吉吨第2页对话内容
Frontier成立时承诺规模约10亿美元第6页对话内容
碳移除产业的规模与资金账

这组数据把材料里分散在多个页面的关键数字归拢到一起。产业价值和累计投资需求分处两个量级:1.2万亿美元是产业自身的规模预期,而6万亿至16万亿美元是为实现2050年净零所需的累计投入,后者跨度大,材料说明这取决于一系列因素。 0.8至2.9吉吨是2030年的年移除能力估算。对话中把这个抽象数字落到参照系上:地球碳预算大约500至600吉吨,而我们很可能正处在即将越过或刚刚越过这个关口的位置。也就是说,要处理的是以数十亿吨计的账,而不是零散的加减。 约10亿美元是Frontier成立时的承诺额,材料认为正是这个量级让机制产生了市场影响力。数字本身不算庞大,但放在碳移除早期市场里,它提供了一个可被银行和开发商认可的客户信号,这是它被单独提及的原因。

指标数值单位出处
当前部分碳移除技术成本>1000美元/吨CO2第5页对话内容
碳移除合理成本(下限)100美元/吨CO2第5页对话内容
碳移除合理成本(上限,长期目标)150美元/吨CO2第5页对话内容
成本与目标价格区间

这组数据只有三行,却是理解整个碳移除商业逻辑的钥匙。当前一些技术的成本已经远超每吨1000美元,材料对此的判断很直接:这不经济。而每吨约100至150美元被表述为在碳移除领域里更合理的数字,也是长期目标。 成本为什么差这么多,材料给的解释落在规模上:任何技术要证明可行都要从小规模开始,而小规模时期单位成本天然要高得多。降本的路径因此被理解为把部署规模做上去,而不是单点技术的突破。 这也解释了为什么材料花大量篇幅描述吉吨级部署对应的基建场景——大片可能用于增强岩石风化的耕地、广泛的碳捕集设施、建东西搬东西的物流。成本从千元级降到百元级,中间横亘的正是这些需要真实投入的物理工作量。

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