本質(zhì)而言，無論是動(dòng)力電池、合成生物學(xué)，還是光伏、碳捕捉，都是我們實(shí)現(xiàn)碳中和總目標(biāo)的路徑之一。
這兩年發(fā)生的事情特別多，從俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)、新冠疫情，到全球通脹等等新事件，無不考驗(yàn)著全人類應(yīng)對(duì)全球變暖的決心與底氣。
德國(guó)基于當(dāng)前天然氣等能源供需緊張的背景，修訂了能源一攬子計(jì)劃，將實(shí)現(xiàn)碳中和的路徑變得更加緩和。但該法案特別強(qiáng)調(diào)，到2030年，淘汰煤炭的目標(biāo)以及當(dāng)前設(shè)定的氣候目標(biāo)將不受影響；到2030年，可再生能源發(fā)電的份額應(yīng)至少占德國(guó)總發(fā)電量的80%；并且將到2045年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)納入《能源工業(yè)法》。
今年是2022年，據(jù)中國(guó)在2020年提出2030碳達(dá)峰、2060碳中和的大目標(biāo)，如今時(shí)間表又近了一點(diǎn)點(diǎn)。對(duì)于中國(guó)來說，碳中和總目標(biāo)非常明確，時(shí)間點(diǎn)也很明確，涉及碳交易、綠色金融、綠色科技等政策相繼出臺(tái)。因?yàn)閷?shí)踐周期會(huì)縮短一半，中國(guó)比歐美的碳中和斜率會(huì)更加陡峭。
在這樣的大背景下，我們推出了第三期“碳中和”科創(chuàng)匯，主要聚焦光伏與碳捕捉的技術(shù)革新：光伏電池在異質(zhì)結(jié)與鈣鈦礦等細(xì)分領(lǐng)域的變革，正在推動(dòng)新一輪產(chǎn)業(yè)提速；而碳捕捉等新技術(shù)，也提供了一個(gè)高潛力的遠(yuǎn)期前景。
在本期科創(chuàng)匯中，我們邀請(qǐng)到了諸多*科學(xué)家、專家、產(chǎn)業(yè)與投資人士：在鈣鈦礦太陽能電池方面，我們邀請(qǐng)了協(xié)鑫光電創(chuàng)始人、CEO，范斌；暨南大學(xué)新能源技術(shù)研究院院長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師，麥耀華；浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系研究員、浙江大學(xué)-杭州國(guó)際科創(chuàng)中心青年學(xué)者，左立見（按姓氏首字母排序）。在高效晶硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池方面，我們邀請(qǐng)了南昌大學(xué)光伏研究院太陽電池研究所所長(zhǎng)、江西漢可泛半導(dǎo)體技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)黃海賓。
在碳捕捉技術(shù)方面，我們邀請(qǐng)了中國(guó)礦業(yè)大學(xué)碳中和研究院教授、中國(guó)能源學(xué)會(huì)碳中和專委會(huì)秘書長(zhǎng)，陸詩建。在碳交易/碳監(jiān)測(cè)方面，我們邀請(qǐng)了碳阻跡創(chuàng)始人兼CEO，晏路輝。
以上諸位學(xué)者或產(chǎn)業(yè)人士，均在各自領(lǐng)域都非常有建樹。與此同時(shí)，我們還邀請(qǐng)了經(jīng)緯覆蓋該領(lǐng)域的合伙人左凌燁，與投資經(jīng)理陳猛和于曉軼。
碳中和的本質(zhì)是“開源節(jié)流”，一方面減少碳排，另一方面將已經(jīng)排放的碳循環(huán)回來。主要依賴于三種手段——1、通過可再生能源替代減少碳源；2、通過節(jié)能減排減少生產(chǎn)過程中排放；3、碳匯技術(shù)（CCUS），比如碳捕捉。
用“以終為始”的思路來看，根據(jù)清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究所發(fā)布的*新成果，UBS瑞銀估計(jì)了中國(guó)未來40年的脫碳路徑，這條道路將對(duì)聯(lián)合國(guó)的大目標(biāo)——人類在2050年時(shí)讓全球溫度上升低于2℃，作出重大貢獻(xiàn)。
如今，碳中和作為額外因子，會(huì)影響到各行各業(yè)，甚至所有行業(yè)都值得重新做一遍。一些核心預(yù)測(cè)包括：
為了實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，中國(guó)的主要能源結(jié)構(gòu)需要徹底變化，從2020年85%的化石燃料，轉(zhuǎn)變?yōu)?060年85%的可再生能源，而可再生能源在2020年的滲透率是9%。
目前，很多可再生能源正在迅速發(fā)展，并努力接近成本平價(jià)。比如光伏與風(fēng)電等電力部門，在未來40年內(nèi)需要增長(zhǎng)2.5倍，達(dá)到220GW，而2020年為75GW。
其他具有顛覆性的替代品也將跟進(jìn)，比如電動(dòng)車和動(dòng)力電池的滲透率將從2020年的5%，上升到2030年的50%，在2024年實(shí)現(xiàn)成本平價(jià)。
CCUS技術(shù)還不夠成熟，比較難成為實(shí)現(xiàn)碳中和的靈丹妙藥，預(yù)計(jì)在2050年，碳捕獲可能會(huì)解決目前10%的碳排放問題。
而按照巴克萊銀行對(duì)于全球碳中和路線的測(cè)算，綠色能源會(huì)貢獻(xiàn)58%、節(jié)能減排貢獻(xiàn)25%、CCUS貢獻(xiàn)17%。
不過無論何種預(yù)測(cè)，來自能源結(jié)構(gòu)的變化都是碳中和的重中之重，所以新能源和碳中和將形成一套綜合性的解決方案，各項(xiàng)技術(shù)之間也是互相關(guān)聯(lián)的。
碳中和本質(zhì)來說也是發(fā)展模式變化、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。按不同發(fā)展階段來看，在光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)展初期，主要依賴政府補(bǔ)貼形成產(chǎn)能基礎(chǔ)，并促進(jìn)技術(shù)升級(jí)。等到成本平價(jià)后，補(bǔ)貼就大幅退坡，新能源行業(yè)產(chǎn)生了革命性變化，進(jìn)入成熟期。
而隨著技術(shù)進(jìn)一步變革，用戶將主動(dòng)選擇新能源，這一階段也是各行各業(yè)發(fā)生轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期，例如電動(dòng)車就是很好的例子，如今選擇電動(dòng)車的消費(fèi)者迅猛增長(zhǎng)，疫情與俄烏沖突又加速了這一轉(zhuǎn)變。
再比如在合成生物學(xué)領(lǐng)域，從可降解塑料，到用新生產(chǎn)方法替代化工法，都是實(shí)現(xiàn)碳中和的有效方式。對(duì)合成生物學(xué)感興趣的朋友可以關(guān)注我們*期科創(chuàng)匯。
甚至對(duì)于人造肉，由于牛放的屁也是碳排放大戶，所以畜牧業(yè)也存在革新的機(jī)會(huì)，如果可以有更成熟的辦法生產(chǎn)肉類，很多養(yǎng)殖中的環(huán)保問題就解決了，效率也將大大提升。
在這一階段，綠色溢價(jià)也將越來越受到重視。全球之所以會(huì)排放如此多的溫室氣體，原因就在于現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)是*便宜的。
但它便宜的前提，是我們忽略了長(zhǎng)期環(huán)境損害，那些“零碳”解決方案的成本投入更大。這些額外的成本，被比爾蓋茨稱為“綠色溢價(jià)”（Green Premiums）。
綠色溢價(jià)不止一種，它包括很多：針對(duì)電力的溢價(jià)，針對(duì)各種燃料的溢價(jià)，針對(duì)水泥的溢價(jià)等等。綠色溢價(jià)的規(guī)模取決于你要替代的是什么，以及你用什么來替代它。比如，“零碳”航空燃油的成本同太陽能電力的成本并不是一樣的。
在過去的幾年里，美國(guó)國(guó)內(nèi)航空燃油的平均售價(jià)為每加侖2.22美元，在可獲得的情況下用于飛機(jī)的先進(jìn)生物燃料的平均售價(jià)為每加侖5.35美元，那么“零碳”燃料的綠色溢價(jià)就是這兩個(gè)價(jià)格之間的差額，即每加侖3.13美元，溢價(jià)幅度超過140%。
在計(jì)算出所有重大“零碳”選項(xiàng)的綠色溢價(jià)后，就可以在各類物品中做出權(quán)衡取舍——我們?cè)敢鉃榫G色環(huán)保投入多大成本？
如今用碳交易的方式，就是在一定程度上量化“綠色溢價(jià)”，讓傳統(tǒng)能源體現(xiàn)更多環(huán)境成本。而碳排放權(quán)作為人為創(chuàng)造的交易品，其定價(jià)根本上取決于供需變動(dòng)。
一方面綠色溢價(jià)在產(chǎn)生影響，另一方面技術(shù)變革也將助力碳中和。
在光伏領(lǐng)域，當(dāng)光伏電池片技術(shù)從P型轉(zhuǎn)向N型時(shí)，就出現(xiàn)了較為明顯的技術(shù)分流。一路以TOPCon為代表的漸進(jìn)式創(chuàng)新技術(shù)，其工藝延續(xù)了P型時(shí)代主流的Perc技術(shù)。
另一路則以HJT為代表，即非晶硅薄膜異質(zhì)結(jié)電池，由兩種不同的半導(dǎo)體材料構(gòu)成異質(zhì)結(jié)，與之前的工藝完全不同，具有顛覆性。兩者正已進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)對(duì)壘階段。
更遠(yuǎn)期同時(shí)更具顛覆性的新材料鈣鈦礦，則提供了一條高潛力利用太陽能的新道路。在理論極限轉(zhuǎn)換效率上，HJT和TOPCon極限效率分別為28.5%、28.7%，但相比之下，鈣鈦礦電池單層電池、晶硅/鈣鈦礦雙節(jié)疊層電池、三節(jié)層電池的理論轉(zhuǎn)換極值，分別可達(dá)到31%、35%、45%。若從實(shí)現(xiàn)路徑看，以HJT電池作為硅基底，在其表面涂覆鈣鈦礦，形成鈣鈦礦/硅異質(zhì)結(jié)疊層電池，是非常值得期待的新型太陽能電池。
在碳捕捉領(lǐng)域，想要捕捉二氧化碳主要有三種路徑，一是燃燒前脫碳、二是燃燒后脫碳，三是富氧燃燒。
從應(yīng)用端來看，燃燒后脫碳技術(shù)由于捕捉效率高，成本相對(duì)較低，因此是比較近的應(yīng)用路徑。無論是在化學(xué)吸收、物理吸收、生物吸收，還是膜處理等技術(shù)路線上，各國(guó)都在積極研發(fā)，前景可期。
可以預(yù)見的是，短期內(nèi)全社會(huì)里符合碳中和思路的投資，一定會(huì)高數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)。碳中和包含了太多賽道，亦將產(chǎn)生非常多的技術(shù)革新。
原標(biāo)題：經(jīng)緯分享：光伏與碳捕捉
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