经纬分享：光伏与碳捕捉

第三期经纬科创汇又与大家见面了。

前两期的主题是“动力电池，大爆发期的技术竞赛”、“合成生物学：对新技术要有信仰”，而这期我们想要讨论的是“光伏（异质结、钙钛矿）与碳捕捉带来的零碳革命”。

本质而言，无论是动力电池、合成生物学，还是光伏、碳捕捉，都是我们实现碳中和总目标的路径之一。

这两年发生的事情特别多，从俄乌战争、新冠疫情，到全球通胀等等新事件，无不考验着全人类应对全球变暖的决心与底气。

7月8日德国基于当前天然气等能源供需紧张的背景，修订了能源一揽子计划，将实现碳中和的路径变得更加缓和。但该法案特别强调，到2030年，淘汰煤炭的目标以及当前设定的气候目标将不受影响；到2030年，可再生能源发电的份额应至少占德国总发电量的80%；并且将到2045年实现碳中和的目标纳入《能源工业法》。

今年是2022年，据中国在2020年提出2030碳达峰、2060碳中和的大目标，如今时间表又近了一点点。对于中国来说，碳中和总目标非常明确，时间点也很明确，涉及碳交易、绿色金融、绿色科技等政策相继出台。因为实践周期会缩短一半，中国比欧美的碳中和斜率会更加陡峭。

在这样的大背景下，我们推出了第三期“碳中和”科创汇，主要聚焦光伏与碳捕捉的技术革新：光伏电池在异质结与钙钛矿等细分领域的变革，正在推动新一轮产业提速；而碳捕捉等新技术，也提供了一个高潜力的远期前景。

在本期科创汇中，我们邀请到了诸多*科学家、专家、产业与投资人士：在钙钛矿太阳能电池方面，我们邀请了协鑫光电创始人、CEO，范斌；暨南大学新能源技术研究院院长、博士生导师，麦耀华；浙江大学高分子科学与工程学系研究员、浙江大学-杭州国际科创中心青年学者，左立见（按姓氏首字母排序）。在高效晶硅异质结太阳能电池方面，我们邀请了南昌大学光伏研究院太阳电池研究所所长、江西汉可泛半导体技术有限公司董事长黄海宾。

在碳捕捉技术方面，我们邀请了中国矿业大学碳中和研究院教授、中国能源学会碳中和专委会秘书长，陆诗建。在碳交易/碳监测方面，我们邀请了碳阻迹创始人兼CEO，晏路辉。

以上诸位学者或产业人士，均在各自领域都非常有建树。与此同时，我们还邀请了经纬覆盖该领域的合伙人左凌烨，与投资经理陈猛和于晓轶。

碳中和的本质是“开源节流”，一方面减少碳排，另一方面将已经排放的碳循环回来。主要依赖于三种手段——1、通过可再生能源替代减少碳源；2、通过节能减排减少生产过程中排放；3、碳汇技术（CCUS），比如碳捕捉。

用“以终为始”的思路来看，根据清华大学气候变化与可持续发展研究所发布的最新成果，UBS瑞银估计了中国未来40年的脱碳路径，这条道路将对联合国的大目标——人类在2050年时让全球温度上升低于2℃，作出重大贡献。

如今，碳中和作为额外因子，会影响到各行各业，甚至所有行业都值得重新做一遍。一些核心预测包括：

为了实现碳中和目标，中国的主要能源结构需要彻底变化，从2020年85%的化石燃料，转变为2060年85%的可再生能源，而可再生能源在2020年的渗透率是9%。

目前，很多可再生能源正在迅速发展，并努力接近成本平价。比如光伏与风电等电力部门，在未来40年内需要增长2.5倍，达到220GW，而2020年为75GW。

其他具有颠覆性的替代品也将跟进，比如电动车和动力电池的渗透率将从2020年的5%，上升到2030年的50%，在2024年实现成本平价。

CCUS技术还不够成熟，比较难成为实现碳中和的灵丹妙药，预计在2050年，碳捕获可能会解决目前10%的碳排放问题。

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而按照巴克莱银行对于全球碳中和路线的测算，绿色能源会贡献58%、节能减排贡献25%、CCUS贡献17%。

不过无论何种预测，来自能源结构的变化都是碳中和的重中之重，所以新能源和碳中和将形成一套综合性的解决方案，各项技术之间也是互相关联的。

碳中和本质来说也是发展模式变化、经济结构转型。按不同发展阶段来看，在光伏、风电等可再生能源发展初期，主要依赖政府补贴形成产能基础，并促进技术升级。等到成本平价后，补贴就大幅退坡，新能源行业产生了革命性变化，进入成熟期。

而随着技术进一步变革，用户将主动选择新能源，这一阶段也是各行各业发生转变的关键时期，例如电动车就是很好的例子，如今选择电动车的消费者迅猛增长，疫情与俄乌冲突又加速了这一转变。

再比如在合成生物学领域，从可降解塑料，到用新生产方法替代化工法，都是实现碳中和的有效方式。对合成生物学感兴趣的朋友可以关注我们*期科创汇。

甚至对于人造肉，由于牛放的屁也是碳排放大户，所以畜牧业也存在革新的机会，如果可以有更成熟的办法生产肉类，很多养殖中的环保问题就解决了，效率也将大大提升。

在这一阶段，绿色溢价也将越来越受到重视。全球之所以会排放如此多的温室气体，原因就在于现有的能源结构是*的。

但它便宜的前提，是我们忽略了长期环境损害，那些“零碳”解决方案的成本投入更大。这些额外的成本，被比尔盖茨称为“绿色溢价”（Green Premiums）。

绿色溢价不止一种，它包括很多：针对电力的溢价，针对各种燃料的溢价，针对水泥的溢价等等。绿色溢价的规模取决于你要替代的是什么，以及你用什么来替代它。比如，“零碳”航空燃油的成本同太阳能电力的成本并不是一样的。

在过去的几年里，美国国内航空燃油的平均售价为每加仑2.22美元，在可获得的情况下用于飞机的先进生物燃料的平均售价为每加仑5.35美元，那么“零碳”燃料的绿色溢价就是这两个价格之间的差额，即每加仑3.13美元，溢价幅度超过140%。

在计算出所有重大“零碳”选项的绿色溢价后，就可以在各类物品中做出权衡取舍——我们愿意为绿色环保投入多大成本？

如今用碳交易的方式，就是在一定程度上量化“绿色溢价”，让传统能源体现更多环境成本。而碳排放权作为人为创造的交易品，其定价根本上取决于供需变动。

一方面绿色溢价在产生影响，另一方面技术变革也将助力碳中和。

在光伏领域，当光伏电池片技术从P型转向N型时，就出现了较为明显的技术分流。一路以TOPCon为代表的渐进式创新技术，其工艺延续了P型时代主流的Perc技术。

另一路则以HJT为代表，即非晶硅薄膜异质结电池，由两种不同的半导体材料构成异质结，与之前的工艺完全不同，具有颠覆性。两者正已进入实战对垒阶段。

更远期同时更具颠覆性的新材料钙钛矿，则提供了一条高潜力利用太阳能的新道路。在理论极限转换效率上，HJT和TOPCon极限效率分别为28.5%、28.7%，但相比之下，钙钛矿电池单层电池、晶硅/钙钛矿双节叠层电池、三节层电池的理论转换极值，分别可达到31%、35%、45%。若从实现路径看，以HJT电池作为硅基底，在其表面涂覆钙钛矿，形成钙钛矿/硅异质结叠层电池，是非常值得期待的新型太阳能电池。

在碳捕捉领域，想要捕捉二氧化碳主要有三种路径，一是燃烧前脱碳、二是燃烧后脱碳，三是富氧燃烧。

从应用端来看，燃烧后脱碳技术由于捕捉效率高，成本相对较低，因此是比较近的应用路径。无论是在化学吸收、物理吸收、生物吸收，还是膜处理等技术路线上，各国都在积极研发，前景可期。

可以预见的是，短期内全社会里符合碳中和思路的投资，一定会高数量级增长。碳中和包含了太多赛道，亦将产生非常多的技术革新。

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