人类携手,应对天气转变的全球共识和趋势已经无法逆转。
2022年炎天,全球多地遭遇极端天气,罕有的高温甚至夺走了人们的生命。在葡萄牙、德国、波兰、西班牙以及中国等国,都泛起过这种情形。
在严重的现实眼前,把510亿吨二氧化碳当量降到零,是人类作为一个配合体,必须强力且稳固往前推进的事情。想要实现减碳和增进双赢,对我们而言并不容易。但我们信托,伟大的挑战导致伟大的转变,尤其是对于中国这种制造大国,碳中和意味着推翻性的能源革命、科技创新和经济转型。
本篇是峰瑞环保双碳系列的*篇,峰瑞资源合资人马睿剖析了减碳的需要性以及背后的创新时机与挑战,梳理了这一轮绿色投资热潮与之前Clean tech投资热潮之间的差异,分享了绿色手艺领域的创新企业案例。
希望能提供新的思索角度,也期待跟人人交流探讨绿色创新手艺,迎接联系本篇文章作者马睿(marui@freesvc.com)
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碳中和,为什么必须是0?
对于“双碳”投资而言,《天气经济与人类未来》这本书很有借鉴意义。书里提到,全球每年向大气中排放约510亿吨温室气体。其中,生产和制造总排放量(包罗钢铁、水泥、塑料制造等)占比*,为31%。*位是电力生产与存储,占比27%。莳植和养殖、交通运输以及制冷和取温和位列第三、第四、第五,占比划分划分为19%、16%与7%。
从18世纪中期人类使用化石燃料最先至今,全球平均气温已升高跨越1.2℃;若是不接纳措施,到2050年,气温将升高1.5-3℃,到世纪末升高4-8℃;若是到2060年能实现负碳排放,温度仍将上升靠近于2℃。温度升高将带来干旱、洪水、农业减产、海平面上升等一系列灾难。这种全球化尺度的灾难很难逆转。
因此,把510亿吨二氧化碳当量降到零,是人类作为一个配合体,必须往前推进的事情。针对碳中和,全球已经形成了强且稳固的政策预期。2020 年底,全球共有44个国家和经济体正式宣布了碳中和目的。中国、美国和日本等大国做出准许,应对天气转变的全球共识和趋势已经无法逆转。
一个国家或者区域的碳排放,可以通过其化石能源用量来清晰盘算。能源专家刘科曾分享过一系列统计数据。2020年,中国二氧化碳排放约莫103亿吨,占全球的20%。其中煤炭、石油、自然气使用带来的排放到达95亿吨,约占总排放的92%。只要把煤炭、石油、自然气这三项碳排放算准,就能从整体上掌握碳排放。而我国石油和自然气对外依存度一直居高不下,原油对外依存度跨越70%,自然气对外依存度跨越40%。经济生长对油气的伟大需求和油气依赖入口之间的矛盾,早已成为能源平安隐患,化石能源替换既是降碳排,也是保平安。
但想要实现减碳和增进双赢,对于中国而言是件不容易的事情。2020年9月,中国提出二氧化碳排放力争于2030年前到达峰值,起劲争取2060年前实现碳中和,被称作碳达峰、碳中和“3060”目的。
与此同时,我们还要继续实现经济增进。中国现在人均GDP跨越1万美元。根据国家的计划目的,到2035年人均现实GDP到达中等蓬勃国家水平,到2050年人均现实GDP到达蓬勃国家平均水平。这个区间大部门与中国要实现“3060”时间阶段重合。
中国是“天下工厂”,依托石化能源,为全球消费者生产种种产物,因而中国本土滞留了大量隐藏的碳。在现行的温室气体排放评估尺度下,是从商品生产国的角度,而不是商品消费国的角度盘算碳排放。换句话说,中国肩负了部门其他国家的碳排放。
伟大的挑战导致伟大的转变,尤其是对于中国这种制造大国,碳中和可能带来推翻性的能源革命、科技革命和经济转型;伟大的转变意味着伟大的投资时机:
能源结构上,将实现从煤炭为主,转到非化石能源(风电、光电、水电、核电)。能源结构推动电网和储能方式的转变,人们需要更天真、智能的电网,让新型的储能系统匹配这些可再生能源。
质料的生产方式上,可能会从石化基越来越多转向生物基;同时无机质料的零碳化也将不能制止,稀奇是玻璃、钢铁、水泥这些建材。
农业领域的降碳也大有可为,好比研发人造卵白、零碳肥料、生物固氮等。此外,交通、修建、金融以及消费等领域,都有可以举行绿色刷新的空间。
明晰了零排放的需要性,以及减碳历程中的挑战与时机,我们再来看实现碳中和的时间线。
现在关于时间线的说法纷歧,有的是“40年分三步走”,有的细划为“8个5年设计”,但都指向了从摸底到严控碳排放,再到实现电力碳中和、生长与碳脱钩以及排放近零或者是负排放。
我们现在处于发力前期的准备阶段,到十六五要能拿出推翻性手艺,实现实质有用的能源替换和减碳。未来10-15年,是形成绿色手艺供应的要害阶段。
麦肯锡2021年公布的欧洲零碳路径剖析指出,未来可能只有60%的碳排放消减能够来自于成熟手艺,而30%的消减要依赖于今天还在树模阶段,但还没完全成熟的手艺,另外10%-15%的碳排放控制取决于现在尚处于R&D(Research and development )阶段的手艺。
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从 Clean Tech 到 Climate Tech,
这一轮绿色手艺投资有哪些差异?
绿色手艺投资并不是一件新鲜事。
我们现在关注与天气相关的手艺(Climate tech),这个词在2008年至2012年左右被称为Clean tech,也是一个细分的投资门类。那时以美国为代表,有不少机构押注clean tech领域。MIT Energy Initiative估量,2008-2016年,美国投资者向清洁科技投入250亿美元,其中跨越一半都亏损掉了。以至于有一段时间,人们投资绿色手艺的意愿降低了。
当下的这一轮绿色手艺投资与上一轮有哪些差异?
先抛结论,我们以为这一轮更有时机。
首先,推动力差异。上一轮的推动力是高油价,那时油价一度飙升到200美金/桶,但油价自己颠簸性对照大,若是油价回落,就会打击绿色市场。而这一轮的推动力是应对天气转变,这是一个系统、耐久、明确的需求。
其次,资金推动也纷歧样。上一轮中,美国清洁科技投资的主要提议者是硅谷的风险投资者,中国的提议者主要是TMT基金。而这一轮绿色投资的投资者更为普遍,众多公募、私募机构涌入绿色投资热潮。
据中国证券投资基金业协会统计,停止2021年三季度末,绿色、可延续、ESG等偏向的公私募基金数目靠近1000只,规模合计7900多亿元,较去年底规模增进36%。其中,公募基金190多只,治理规模4100多亿元;私募基金800只,治理规模3700亿元,90%为股权创投基金。
再者,绿色手艺自己也在延续迭代。上一轮绿色手艺主要聚焦薄膜光伏电池、生物燃料和电动车领域。而这一轮绿色手艺更为成熟,应用的领域更普遍多元,好比:锂电池大规模应用、光伏成本下降、基于合成生物研发的产物实现成本和效率优势等。
正是由于绿色手艺到达了一定的成熟度,从而动员手艺自己的商业化以及绿色投资站上了新起点。
凭证IRENA公布的讲述,经由30多年的研发和投资,全球公用事业规模太阳能光伏的电力成本下降了98%:其中1980-2000年政府津贴加上手艺创新动员光伏降低成本(~85%);2000-2014年,光伏销量提升,规模化的使用进一步降低成本(~85%)。虽然在已往数十年,光伏产业履历了金融危急、“反津贴、反推销”、行业洗牌等磨练,但其商业化自己并没有阻滞,现在光伏度电成本已经靠近甚至低于燃煤电价。
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我们若何思索绿色投资?
在投资实践和调研的历程中,我们发现了不少对于零碳很主要的领域:
电力领域:电力领域孝顺中国碳排的40%,未来主要涉及煤电转绿电。光伏手艺、风电、核裂变、核聚变手艺。以及随着绿电而来的新型电力系统,包罗特高压、漫衍式、短时储能和调峰等手艺、种种负荷的友好接入、智能控制系统等,都对新手艺和新模式有异常高的需求。
新型储能系统:下一代电池、机械储能、化学储能等。
终端电气化:到2060年,电能占终端用能的比重有望到达66%;动力电池、电动车、5G基站;工业领域电气化,包罗电燃料、生物质燃料、氢能、零碳制造等。
农业(食物)领域:植物和细胞基肉制品和奶制品、基因编辑、AI育种获得更好的种子、生物固氮等。
鸭脖三巨头,卖不动了
鸭脖三巨头,卖不动了,中国卤味市场向来有品牌集中度低的问题,加之近年“后浪”一波接一波地来,原本属于“三只鸭”的蛋糕被逐步瓜分。不是鸭脖没人啃了,只是人们的选择更多了。
质料领域:质料再生接纳,合成生物,生物基质料。
其他:交通、修建等领域的脱碳、CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage,碳捕捉、行使与封存)等。
固然差其余零碳手艺处于手艺成熟度曲线的差异位置,如下图所示:锂离子电池、风电和光伏已经被规模化的应用,并逐渐发生相比于化石燃料发电的成本优势;部门手艺如替换卵白、合成生物、智能电网与电池接纳等,有望在2-5年内实现更大规模的应用;燃料电池汽车、生物燃料、碳捕捉等则还在手艺开发的早期阶段。但险些大多数天气相关科技,可能会在10年内实现规模化应用。因此,Climate tech整体处于从手艺到应用的转折点。

从投资实践角度,我们会基于*性原理,系统性地思索能源与质料的破局之道。能源和质料,本质上还都是分子或者高分子。从*性和系统角度出发思量能源和质料的投资,现实就是回到原子和分子自己,思量质料是什么(C源、H源等),从哪来(农业、石化),履历了怎样的生物或者化学的反映,酿成了什么样的分子或者高分子,被应用到了什么样的行业。
业界经常会讲到一个事实:一桶石油,其中83%的物质用来做燃料和能源,对应的能源产业的全球市场规模约莫3万亿美元。剩下的17%,用来做石化产物和化学品,对应的全球市场规模约莫在4万亿美元,缔造了与占比83%的物质,险些相同体量的市场。
若是未来天下能够以电来替换这83%的石化燃料,用生物合成替换石油化工,人们就会逐渐降低对石化资源的依赖。
新的物质生产方式中,合成生物具备多样性和可选择性的优势。
我们看好合成生物主要有三个方面缘故原由:
*,足够数字化。“IT+BT(即信息科技与生物科技的融合)”成为趋势,现在生物行业可以说是和数字化连系得*的行业之一。已往10到20年,基因测序、基因编辑、Alphafold2、生物芯片等新工具层出不穷。这些新工具催生出大量新数据,使得合成生物有时机在数据的基础上举行迭代。
*,毗邻数字和真实天下。合成生物学是毗邻数字天下和真实天下的桥梁。互联网行业的创新和应用还主要局限于数字天下,而人们在数字天下中对生物系统代码的调控、编辑和迭代,能酿成现实天下中的一个个的分子和质料,最终交付成为质料药、纺织质料、人造肉、保健品、农药、能源等等。
第三,辐射各行各业。2022年5月公布的《“十四五”生物经济生长计划》里提到:“生物经济以生命科学和生物手艺的生长提高为动力,以珍爱开发行使生物资源为基础,以普遍深度融合医药、康健、农业、林业、能源、环保、质料等产业为特征,正在勾勒人类社会未来生长的美妙蓝图。”以生物科技为底层的创新,可以延展辐射到生物化工、生物制造、生物农业、生物医疗等各领域。
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绿色手艺领域的创新企业案例
自确立以来,峰瑞就将ESG因素纳入投资和决议流程,在早期就结构了一些现在看来与“双碳”相关的创新企业:固态电池领域,从天使轮至今延续加注清陶能源;合成生物领域,从天使轮最先坚定看好的蓝晶微生物;垃圾分类领域,我们延续陪同奥北环保的生长。AI育种、替换膜星散的下一代星散手艺以及高平安锂电解液生产等领域,峰瑞也有涉猎。
▎蓝晶微生物:海洋可降解质料PHA
合成生物领域,我们投资了蓝晶微生物、芯宿科技、衍微科技、合生科技等企业。
蓝晶微生物是一家基于合成生物手艺,从事分子和质料创新的公司。公司致力于设计、开发、制造和销售新型生物基分子和质料,缔造*有商业想象力的创新产物,包罗海洋可降解质料PHA、再生医学质料、美妆新功效身分、新型食物添加剂、益生菌产物等。
蓝晶微生物的首发管线是“蓝素™”(蓝晶生产的PHA),蓝素™在险些所有自然环境中均可完全剖析为水和二氧化碳。蓝素™中100%的碳原子来自生物基质料从空气中捕捉的二氧化碳。据测算,每吨蓝素™产物可以带来2吨左右的生物碳封存,有助于蓝晶微生物打造树模性的合成生物学“零碳产业链”。除了碳足迹之外,蓝素™在综合成本上也实现了显著降低。从性能上看,蓝素™可以做成很薄的双向拉伸膜,阻隔性也很好。

但挑战在于,PHA的生产成本很高。而蓝晶微生物研发的菌株和工艺,紧扣“原子经济性”,设计上*盘算和优化每一个原子,极大降低了生产成本。
从天使轮最先,我们就坚定支持蓝晶微生物,之后延续7轮加持。我们信托蓝晶微生物能从一个做平台手艺的公司,生长到能拿生产物,而且最终能通过蓝晶这个平台赋能更多产物。
说来也巧,蓝晶微生物是我加入峰瑞后投资的*个项目。当初和首创团队相同时,他们展示了一张代谢的舆图至今让我念兹在兹。
这张图有点像地铁蹊径图。每个站点代表一个物质,站与站之间的连线代表了一种酶。坐地铁时,你想去三元桥就去三元桥,想到亮马桥就到亮马桥。理论上在合成生物领域,你也完全可以通过工程化和设计的方式,想合成什么就合成什么。
这种分子调控的底层性和工程化是最感动我的地方。
可能未来某一天我们会发现,这张合成生物蹊径图内里的许多站点已经被点亮了,有那么多地方以及它们的周边都能抵达了。
▎AI 育种:breeding-by-editing
种子被称为“农业里的芯片”,现在中国需要降低对外洋种子的依赖度。凭证《农民日报》公布的数据:“2021年,中国农作物种业入口大于出口。入口6.8亿美元,多为园艺作物种子;出口3.3亿美元,水稻种子占有优势。中国部门蔬菜品种,如胡萝卜、菠菜、洋葱、高端品种番茄以及甜菜和黑麦草等种子的入口依赖度超90% 。”
在农业领域,我们看好行使盘算及基因编辑工具提升育种效率,投资了专注AI育种的星罗科技。人们可以通过基因测序,行使AI来展望差异序列所对应的表型,例如某粒种子是否能长成高产卵白,或者有抗逆性的作物。我们可以用盘算举行展望,同时用基因编辑,借助展望效果,来改变这颗种子。
农业是能源和质料的上游,不仅关乎到粮食平安,也关系到工业的质料泉源,主要性怎么强调都不太过,生物科技应用于农业(Biotech Agriculture input)在美国已经算成熟手艺和场景了,然则在中国尚有赖于羁系的进一步铺开。
▎迈海环保:纳米层级的精准用于星散
纳微科技在星散生物大分子(卵白质、多肽、抗体等)方面证实了纳米质料用于星散的商业价值。在工业星散偏向,随着新能源、生物制造、生物医药等领域的生长,对能够发生更高的星散精度、更高的纯度、更短流程、更低成本的下一代星散手艺有着日益扩大的需求。
峰瑞天使轮投资的企业迈海环保,基于动态纳米晶滤手艺的解决方案,行使功效纳米新质料、创新的反映器设计和IOT驱动的流程智能控制,实现了替换膜的推翻性星散手艺。迈海环保通过对动态晶滤手艺中纳米颗粒尺寸和纳米层厚度的调治,实现星散精度纳米级的调控,可以对相差2nm以上的组分举行有用星散,完成高精度、规模级产物纯化,还能有用制止膜星散场景中的膜污堵问题。迈海的产物到达了逾越陶瓷膜的星散效果,而且成本不到其1/20。迈海这套手艺正在和新能源和合成生物的头部企业相助落地中,并劈头看到了异常好的星散效果。

在纳米质料合成手艺日渐成熟的今天,精准的调控纳米质料的尺寸和它们的排列,能够促进新的星散、光的调控、和单分子的检测等等,这也是峰瑞延续关注和投资的一个潜力领域。
▎清陶能源:固态电池
自铅酸蓄电池降生以来的160余年,电池和质料的希望异常缓慢。相较于铅蓄电池,三元锂电池的能量密度(Wh/kg)只提升了约莫5倍。液态锂离子电池难以逾越单体能量密度的极限(350Wh/kg),且高能量密度和平安之间存在矛盾。固态电池成为下一代电池的热门。固态电池将液态电解质替换为固态电解质,大大降低热失控风险。而且,它的电化学窗口可达5V以上,高于液态锂电池(4.2V),允许匹配高能正极和金属锂负极,大幅提升理论能量密度。固态电池可简化封装、冷却系统,在有限空间进一步缩减电池重量,体积能量密度较液态锂电池(石墨负极)提升70%以上。
从电子和离子角度思量,锂离子在正负电极间可逆嵌入(摇椅)是锂离子电池的电化学基础,而固态电池研发焦点是电解质和界面。照样在电解质中解决离子电导率的问题,以及解决电解质中的晶界;正极电解质界面的空间电荷层、界面层等问题;负极和电解质界面的锂枝晶、界面反映等。
而南策文院士领衔的清陶能源团队,在聚合物和无机纳米复合质料、固态电解质质料、质料显微结构与性能关联盘算领域有着跨越20年的积累。

峰瑞从天使轮最先延续加注清陶能源。清陶能源专注于新能源质料手艺的产业转化。在产业化上是海内固态电池的头部企业,不仅率先建成了中试线和量产线,还获得了北汽、上汽、广汽三大整车厂投资加战略相助。清陶能源研发生产的固态锂电池,具有平安性能高、循环寿命长、能量密度高、耐受温度局限大等优点。
2021年,搭载清陶固态动力电池的乘用车实现单体能量密度跨越360Wh/kg,实测纯电续航跨越1000km,以及在600公里续航里程内的超级快速充电。而且,清陶固态锂电池在特种储能等领域实现了规模化批量供应。
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