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    我們如何思考綠色投資?

    來源:未央網 2022-08-26 13:59:43
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    (原標題:我們如何思考綠色投資?)

    文/馬睿

    人類攜手,應對氣候變化的全球共識和趨勢已經無法逆轉。

    2022年夏天,全球多地遭遇極端天氣,罕見的高溫甚至奪走了人們的生命。在葡萄牙、德國、波蘭、西班牙以及中國等國,都出現過這種情況。

    在嚴峻的現實面前,把510億噸二氧化碳當量降到零,是人類作為一個共同體,必須強力且穩定往前推進的事情。想要實現減碳和增長雙贏,對我們而言并不容易。但我們相信,巨大的挑戰導致巨大的變化,尤其是對于中國這種制造大國,碳中和意味著顛覆性的能源革命、科技創新和經濟轉型。

    本篇是峰瑞環保雙碳系列的第一篇,峰瑞資本合伙人馬睿分析了減碳的必要性以及背后的創新機會與挑戰,梳理了這一輪綠色投資熱潮與之前Clean tech投資熱潮之間的差異,分享了綠色技術領域的創新企業案例。

    碳中和,為什么必須是0?

    對于“雙碳”投資而言,《氣候經濟與人類未來》這本書很有借鑒意義。書里提到,全球每年向大氣中排放約510億噸溫室氣體。其中,生產和制造總排放量(包括鋼鐵、水泥、塑料制造等)占比最高,為31%。第二位是電力生產與存儲,占比27%。種植和養殖、交通運輸以及制冷和取暖位列第三、第四、第五,占比分別分別為19%、16%與7%。

    從18世紀中期人類使用化石燃料開始至今,全球平均氣溫已升高超過1.2℃;如果不采取措施,到2050年,氣溫將升高1.5-3℃,到世紀末升高4-8℃;如果到2060年能實現負碳排放,溫度仍將上升接近于2℃。溫度升高將帶來干旱、洪水、農業減產、海平面上升等一系列災難。這種全球化尺度的災難很難逆轉。

    因此,把510億噸二氧化碳當量降到零,是人類作為一個共同體,必須往前推進的事情。針對碳中和,全球已經形成了強且穩定的政策預期。2020 年底,全球共有44個國家和經濟體正式宣布了碳中和目標。中國、美國和日本等大國做出承諾,應對氣候變化的全球共識和趨勢已經無法逆轉。

    一個國家或者區域的碳排放,可以通過其化石能源用量來清晰計算。能源專家劉科曾分享過一系列統計數據。2020年,中國二氧化碳排放大約103億噸,占全球的20%。其中煤炭、石油、天然氣使用帶來的排放達到95億噸,約占總排放的92%。只要把煤炭、石油、天然氣這三項碳排放算準,就能從整體上把握碳排放。而我國石油和天然氣對外依存度一直居高不下,原油對外依存度超過70%,天然氣對外依存度超過40%。經濟發展對油氣的巨大需求和油氣依賴進口之間的矛盾,早已成為能源安全隱患,化石能源替代既是降碳排,也是保安全。

    但想要實現減碳和增長雙贏,對于中國而言是件不容易的事情。2020年9月,中國提出二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和,被稱作碳達峰、碳中和“3060”目標。

    與此同時,我們還要繼續實現經濟增長。中國目前人均GDP超過1萬美元。按照國家的規劃目標,到2035年人均實際GDP達到中等發達國家水平,到2050年人均實際GDP達到發達國家平均水平。這個區間大部分與中國要實現“3060”時間階段重合。

    中國是“世界工廠”,依托石化能源,為全球消費者生產各類產品,因而中國本土滯留了大量隱藏的碳。在現行的溫室氣體排放評估標準下,是從商品生產國的角度,而不是商品消費國的角度計算碳排放。換句話說,中國承擔了部分其他國家的碳排放。

    巨大的挑戰導致巨大的變化,尤其是對于中國這種制造大國,碳中和可能帶來顛覆性的能源革命、科技革命和經濟轉型;巨大的變化意味著巨大的投資機會:

    • 能源結構上,將實現從煤炭為主,轉到非化石能源(風電、光電、水電、核電)。能源結構推動電網和儲能方式的轉變,人們需要更靈活、智能的電網,讓新型的儲能系統匹配這些可再生能源。
    • 材料的生產方式上,可能會從石化基越來越多轉向生物基;同時無機材料的零碳化也將不可避免,特別是玻璃、鋼鐵、水泥這些建材。
    • 農業領域的降碳也大有可為,比如研發人造蛋白、零碳肥料、生物固氮等。此外,交通、建筑、金融以及消費等領域,都有可以進行綠色革新的空間。

    理解了零排放的必要性,以及減碳過程中的挑戰與機遇,我們再來看實現碳中和的時間線。

    目前關于時間線的說法不一,有的是“40年分三步走”,有的細劃為“8個5年計劃”,但都指向了從摸底到嚴控碳排放,再到實現電力碳中和、發展與碳脫鉤以及排放近零或者是負排放。

    我們現在處于發力前期的準備階段,到十六五要能拿出顛覆性技術,實現實質有效的能源替代和減碳。未來10-15年,是形成綠色技術供給的關鍵階段。

    麥肯錫2021年發布的歐洲零碳路徑分析指出,未來可能只有60%的碳排放消減能夠來自于成熟技術,而30%的消減要依賴于今天還在示范階段,但還沒完全成熟的技術,另外10%-15%的碳排放控制取決于目前尚處于R&D(Research and development )階段的技術。

    從 Clean Tech 到 Climate Tech,這一輪綠色技術投資有哪些不同?

    綠色技術投資并不是一件新鮮事。

    我們現在關注與氣候相關的技術(Climate tech),這個詞在2008年至2012年左右被稱為Clean tech,也是一個細分的投資門類。當時以美國為代表,有不少機構押注clean tech領域。MIT Energy Initiative估計,2008-2016年,美國投資者向清潔科技投入250億美元,其中超過一半都虧損掉了。以至于有一段時間,人們投資綠色技術的意愿降低了。

    當下的這一輪綠色技術投資與上一輪有哪些不同?

    先拋結論,我們認為這一輪更有機會。

    首先,推動力不同。上一輪的推動力是高油價,當時油價一度飆升到200美金/桶,但油價本身波動性比較大,如果油價回落,就會沖擊綠色市場。而這一輪的推動力是應對氣候變化,這是一個系統、長期、明確的需求。

    其次,資金推動也不一樣。上一輪中,美國清潔科技投資的主要發起者是硅谷的風險投資者,中國的發起者主要是TMT基金。而這一輪綠色投資的投資者更為廣泛,眾多公募、私募機構涌入綠色投資熱潮。

    據中國證券投資基金業協會統計,截至2021年三季度末,綠色、可持續、ESG等方向的公私募基金數量接近1000只,規模合計7900多億元,較去年底規模增長36%。其中,公募基金190多只,管理規模4100多億元;私募基金800只,管理規模3700億元,90%為股權創投基金。

    再者,綠色技術本身也在持續迭代。上一輪綠色技術主要聚焦薄膜光伏電池、生物燃料和電動車領域。而這一輪綠色技術更為成熟,應用的領域更廣泛多元,比如:鋰電池大規模應用、光伏成本下降、基于合成生物研發的產品實現成本和效率優勢等。

    正是因為綠色技術達到了一定的成熟度,從而帶動技術本身的商業化以及綠色投資站上了新起點。

    根據IRENA發布的報告,經過30多年的研發和投資,全球公用事業規模太陽能光伏的電力成本下降了98%:其中1980-2000年政府補貼加上技術創新帶動光伏降低成本(~85%);2000-2014年,光伏銷量提升,規模化的使用進一步降低成本(~85%)。雖然在過去數十年,光伏產業經歷了金融危機、“反補貼、反傾銷”、行業洗牌等考驗,但其商業化本身并沒有停滯,目前光伏度電成本已經接近甚至低于燃煤電價。

    我們如何思考綠色投資?

    在投資實踐和調研的過程中,我們發現了不少對于零碳很重要的領域:

    • 電力領域:電力領域貢獻中國碳排的40%,未來主要涉及煤電轉綠電。光伏技術、風電、核裂變、核聚變技術。以及隨著綠電而來的新型電力系統,包括特高壓、分布式、短時儲能和調峰等技術、各類負荷的友好接入、智能控制系統等,都對新技術和新模式有非常高的需求。
    • 新型儲能系統:下一代電池、機械儲能、化學儲能等。
    • 終端電氣化:到2060年,電能占終端用能的比重有望達到66%;動力電池、電動車、5G基站;工業領域電氣化,包括電燃料、生物質燃料、氫能、零碳制造等。
    • 農業(食品)領域:植物和細胞基肉制品和奶制品、基因編輯、AI育種得到更好的種子、生物固氮等。
    • 材料領域:材料再生回收,合成生物,生物基材料。
    • 其他:交通、建筑等領域的脫碳、CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage,碳捕獲、利用與封存)等。

    當然不同的零碳技術處于技術成熟度曲線的不同位置,如下圖所示:鋰離子電池、風電和光伏已經被規模化的應用,并逐漸產生相比于化石燃料發電的成本優勢;部分技術如替代蛋白、合成生物、智能電網與電池回收等,有望在2-5年內實現更大規模的應用;燃料電池汽車、生物燃料、碳捕捉等則還在技術開發的早期階段。但幾乎大多數氣候相關科技,可能會在10年內實現規模化應用。因此,Climate tech整體處于從技術到應用的轉折點。

    從投資實踐角度,我們會基于第一性原理,系統性地思考能源與材料的破局之道。能源和材料,本質上還都是分子或者高分子。從第一性和系統角度出發考慮能源和材料的投資,實際就是回到原子和分子本身,考慮原料是什么(C源、H源等),從哪來(農業、石化),經歷了怎樣的生物或者化學的反應,變成了什么樣的分子或者高分子,被應用到了什么樣的行業。

    業界經常會講到一個事實:一桶石油,其中83%的物質用來做燃料和能源,對應的能源產業的全球市場規模大約3萬億美元。剩下的17%,用來做石化產品和化學品,對應的全球市場規模大約在4萬億美元,創造了與占比83%的物質,幾乎相同體量的市場。

    如果未來世界能夠以電來替代這83%的石化燃料,用生物合成替代石油化工,人們就會逐漸降低對石化資源的依賴。

    新的物質生產方式中,合成生物具備多樣性和可選擇性的優勢。

    我們看好合成生物主要有三個方面原因:

    第一,足夠數字化。“IT+BT(即信息科技與生物科技的融合)”成為趨勢,目前生物行業可以說是和數字化結合得最好的行業之一。過去10到20年,基因測序、基因編輯、Alphafold2、生物芯片等新工具層出不窮。這些新工具催生出大量新數據,使得合成生物有機會在數據的基礎上進行迭代。

    第二,連接數字和真實世界。合成生物學是連接數字世界和真實世界的橋梁。互聯網行業的創新和應用還主要局限于數字世界,而人們在數字世界中對生物系統代碼的調控、編輯和迭代,能變成現實世界中的一個個的分子和材料,最終交付成為原料藥、紡織材料、人造肉、保健品、農藥、能源等等。

    第三,輻射各行各業。2022年5月發布的《“十四五”生物經濟發展規劃》里提到:“生物經濟以生命科學和生物技術的發展進步為動力,以保護開發利用生物資源為基礎,以廣泛深度融合醫藥、健康、農業、林業、能源、環保、材料等產業為特征,正在勾勒人類社會未來發展的美好藍圖。”以生物科技為底層的創新,可以延展輻射到生物化工、生物制造、生物農業、生物醫療等各領域。

    綠色技術領域的創新企業案例

    自成立以來,峰瑞就將ESG因素納入投資和決策流程,在早期就布局了一些如今看來與“雙碳”相關的創新企業:固態電池領域,從天使輪至今持續加注清陶能源;合成生物領域,從天使輪開始堅定看好的藍晶微生物;垃圾分類領域,我們持續陪伴奧北環保的成長。AI育種、替代膜分離的下一代分離技術以及高安全鋰電解液生產等領域,峰瑞也有涉獵。

    藍晶微生物:海洋可降解材料PHA

    合成生物領域,我們投資了藍晶微生物、芯宿科技、衍微科技、合生科技等企業。

    藍晶微生物是一家基于合成生物技術,從事分子和材料創新的公司。公司致力于設計、開發、制造和銷售新型生物基分子和材料,創造最具有商業想象力的創新產品,包括海洋可降解材料PHA、再生醫學材料、美妝新功能成分、新型食品添加劑、益生菌產品等。

    藍晶微生物的首發管線是“藍素?”(藍晶生產的PHA),藍素?在幾乎所有自然環境中均可完全分解為水和二氧化碳。藍素?中100%的碳原子來自生物基原料從空氣中捕捉的二氧化碳。據測算,每噸藍素?產品可以帶來2噸左右的生物碳封存,有助于藍晶微生物打造示范性的合成生物學“零碳產業鏈”。除了碳足跡之外,藍素?在綜合成本上也實現了顯著降低。從性能上看,藍素?可以做成很薄的雙向拉伸膜,阻隔性也很好。

    但挑戰在于,PHA的生產成本很高。而藍晶微生物研發的菌株和工藝,緊扣“原子經濟性”,設計上極致計算和優化每一個原子,極大降低了生產成本。

    從天使輪開始,我們就堅定支持藍晶微生物,之后連續7輪加持。我們相信藍晶微生物能從一個做平臺技術的公司,發展到能拿出產品,并且最終能通過藍晶這個平臺賦能更多產品。

    說來也巧,藍晶微生物是我加入峰瑞后投資的第一個項目。當初和創始團隊溝通時,他們展示了一張代謝的地圖至今讓我記憶猶新。

    這張圖有點像地鐵路線圖。每個站點代表一個物質,站與站之間的連線代表了一種酶。坐地鐵時,你想去三元橋就去三元橋,想到亮馬橋就到亮馬橋。理論上在合成生物領域,你也完全可以通過工程化和設計的方式,想合成什么就合成什么。

    這種分子調控的底層性和工程化是最打動我的地方。

    可能未來某一天我們會發現,這張合成生物路線圖里面的很多站點已經被點亮了,有那么多地方以及它們的周邊都能抵達了。

    AI 育種:breeding-by-editing

    種子被稱為“農業里的芯片”,目前中國需要降低對國外種子的依賴度。根據《農民日報》發布的數據:“2021年,中國農作物種業進口大于出口。進口6.8億美元,多為園藝作物種子;出口3.3億美元,水稻種子占據優勢。中國部分蔬菜品種,如胡蘿卜、菠菜、洋蔥、高端品種番茄以及甜菜和黑麥草等種子的進口依賴度超90% 。”

    在農業領域,我們看好利用計算及基因編輯工具提升育種效率,投資了專注AI育種的星羅科技。人們可以通過基因測序,利用AI來預測不同序列所對應的表型,例如某粒種子是否能長成高產蛋白,或者有抗逆性的作物。我們可以用計算進行預測,同時用基因編輯,借助預測結果,來改變這顆種子。

    農業是能源和材料的上游,不僅關乎到糧食安全,也關系到工業的原料來源,重要性怎么強調都不過分,生物科技應用于農業(Biotech Agriculture input)在美國已經算成熟技術和場景了,但是在中國還有賴于監管的進一步放開。

    邁海環保:納米層級的精準用于分離

    納微科技在分離生物大分子(蛋白質、多肽、抗體等)方面證明了納米材料用于分離的商業價值。在工業分離方向,隨著新能源、生物制造、生物醫藥等領域的發展,對能夠產生更高的分離精度、更高的純度、更短流程、更低成本的下一代分離技術有著日益擴大的需求。

    峰瑞天使輪投資的企業邁海環保,基于動態納米晶濾技術的解決方案,利用功能納米新材料、創新的反應器設計和IOT驅動的流程智能控制,實現了替代膜的顛覆性分離技術。邁海環保通過對動態晶濾技術中納米顆粒尺寸和納米層厚度的調節,實現分離精度納米級的調控,可以對相差2nm以上的組分進行有效分離,完成高精度、規模級產物純化,還能有效避免膜分離場景中的膜污堵問題。邁海的產品達到了超越陶瓷膜的分離效果,并且成本不到其1/20。邁海這套技術正在和新能源和合成生物的頭部企業合作落地中,并初步看到了非常好的分離效果。

    在納米材料合成技術日漸成熟的今天,精準的調控納米材料的尺寸和它們的排列,能夠促進新的分離、光的調控、和單分子的檢測等等,這也是峰瑞持續關注和投資的一個潛力領域。

    清陶能源:固態電池

    自鉛酸蓄電池誕生以來的160余年,電池和材料的進展非常緩慢。相較于鉛蓄電池,三元鋰電池的能量密度(Wh/kg)只提升了大約5倍。液態鋰離子電池難以超越單體能量密度的極限(350Wh/kg),且高能量密度和安全之間存在矛盾。固態電池成為下一代電池的熱點。固態電池將液態電解質替換為固態電解質,大大降低熱失控風險。并且,它的電化學窗口可達5V以上,高于液態鋰電池(4.2V),允許匹配高能正極和金屬鋰負極,大幅提升理論能量密度。固態電池可簡化封裝、冷卻系統,在有限空間進一步縮減電池重量,體積能量密度較液態鋰電池(石墨負極)提升70%以上。

    從電子和離子角度考慮,鋰離子在正負電極間可逆嵌入(搖椅)是鋰離子電池的電化學基礎,而固態電池研發核心是電解質和界面。還是在電解質中解決離子電導率的問題,以及解決電解質中的晶界;正極電解質界面的空間電荷層、界面層等問題;負極和電解質界面的鋰枝晶、界面反應等。

    而南策文院士領銜的清陶能源團隊,在聚合物和無機納米復合材料、固態電解質材料、材料顯微結構與性能關聯計算領域有著超過20年的積累。

    峰瑞從天使輪開始持續加注清陶能源。清陶能源專注于新能源材料技術的產業轉化。在產業化上是國內固態電池的頭部企業,不僅率先建成了中試線和量產線,還獲得了北汽、上汽、廣汽三大整車廠投資加戰略合作。清陶能源研發生產的固態鋰電池,具有安全性能高、循環壽命長、能量密度高、耐受溫度范圍大等優點。

    2021年,搭載清陶固態動力電池的乘用車實現單體能量密度超過360Wh/kg,實測純電續航超過1000km,以及在600公里續航里程內的超級快速充電。并且,清陶固態鋰電池在特種儲能等領域實現了規模化批量供應。

    本文系未央網專欄作者:峰瑞資本 發表,內容屬作者個人觀點,不代表網站觀點,未經許可嚴禁轉載,違者必究!
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