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新兴技术趋势的报告:气候科技、可持续算力、自动驾驶、电池循环使用、AI 制药、超级工厂、数字钱包

电子设备2022-02-06-未尽研究梦***
新兴技术趋势的报告:气候科技、可持续算力、自动驾驶、电池循环使用、AI 制药、超级工厂、数字钱包

这是我们对技术加速变化、创新持续扩散时代的研究,也是第一份年度报告。报告中提到的任何公司、机构和资产,只是出于研究的需要,不构成任何投资建议。看DAO 2022 看DAO 2022 · 2气候科技 3可持续算力 12自动驾驶 19 电池循环使用 25AI制药 32数字健康 40超级工厂 47数字钱包 52创新中美分叉 602021 年始于疫苗带来的希望:经济重建、恢复增长、更加公平、更加可持续。 2021 年终于病毒变种的嚣张,以及全球性的供给短缺:能源电力短缺、 劳动力短缺、算力短缺、免疫力短缺。经济恢复并未如期待般的强劲,而通 胀已经降临。 2022 年,全球将面对一个咆哮的 1920 年代,还是一个滞胀的 1970 年代? 技术与创新继续向前,甚至更加坚定。这个世界正在驶入无人区。疫情推动它驶向无人区的更深处。让好的技术更快扩散,和技术一样重要。科技并非要在物质破损的基础上重建旧世界,而是要通过创新加速一个新世界的到来。 不折腾历史 ,着眼于未来。 前言未尽研究创办人TABLE OF CONTENT目录 气候科技 · 3 ●气候科技不仅仅是清洁技术。风险资本正从清洁的能源供给,转向高效率的新能源使能技术与低碳化的终端使用技术。 ●目前气候科技创新速度跟不上2050路线图的规划。更多创新亟待走出实验室,更多试水市场的技术需要验证并大规模商业化。 ●整个气候科技领域,目前有75%的创新技术仍处于不成熟阶段,创新的关键在于现有验证技术的规模化和商业化。 ●光伏与锂电池证明在气候科技领域,规模效应与学习曲线依然有效,如今需要在碳捕集技术与清洁氢技术等领域得到复制。 ●电解槽、燃料电池,甚至模块化的碳捕集技术有望实现规模化,降低成本。 ●中国在清洁能源与电动汽车领域在规模上已经领先,也会是后续气候科技创新的引领者。气候科技 ●从2011年到2021年,风险投资逐渐从清洁能源供能领域,转向新能源体系使能技术、用电终端的低碳化与智能化。 ●10年间,投向气候科技的资金,增长了近20倍。其中,包含电动汽车及其基础设施在内的电气化运输领域,吸收了最多的资金。 ●近几年来,储能、食品农业与土地利用,以及工业和建筑领域的低碳技术,正成为新的投资增长点。风险投资的重点,已经转向使能技术、终端需求和其他降碳领域来源:Pitchbook,未尽研究说明:上图绿色为发电侧技术,蓝色为终端需求技术,橙色为使能技术。Pitchbook统计口径下的出行解决方案,具体包括共享出行、自动驾驶、最后一公里、清洁氢交通解决方案等;智能电网技术,具体包括清洁氢能与储能、能源数据分析、电网管理、电网系统中的电池技术、智能电网等;低碳技术,具体指碳金融、碳核算、碳捕集、碳封存、碳利用与电池回收。* 2021年数据截至9月底。气候科技风险投资是10年前20倍,其中电气化运输40倍149电气化运输54食品农业与土地利用28智能电网18工业7低碳技术5建筑4442219清洁能源27出行解决方案亿美元≈20倍2011年共17亿美元2021年共307亿美元*气候科技 · 4 ●推进现有技术的商业化规模化,到2050年,可以减少65%的碳排放。 ●但要达到净零,35%的低碳技术缺口依然存在。为了将这些新技术及时推向市场,未来十年必须加大力度做出重大创新努力。 ●未来30年内,预计需要投资100万亿至150万亿美元,相当于每年约3万亿至5万亿美元。 ●风险投资尽管不是最大的出资者,但作为创新技术的发现者与加速者,作用巨大。气候科技创新速度,尚无法填补实现净零碳目标的缺口来源:国际能源署,BCG,未尽研究制图成熟技术早期技术净零缺口碳排放25%40%35%100%即使现有技术全部成功,净零缺口仍有35%气候科技 · 5 ●受益于学习曲线与规模效应,光伏技术的平准化度电成本10年来下降了80%。 ●风力发电也遵循学习曲线。其产能每增加一倍,成本就会下降近1 /4。 ●使能技术领域的储能、清洁氢与CCUS也将遵循学习曲线,成本下降至可以与化石能源竞争的程度。 ●但成本下降不是自动发生,这依赖于政策支持与商业规模化。作为低碳能源的核能,由于装机量几近停滞,其平准化度电成本不降反升。学习曲线与规模效应让低碳技术成本平民化来源:BloombergNEF,未尽研究制图说明:目前,光伏模组的学习效率约为29%,陆上风电为23%,海上风电为14%,锂电池为18%。目前,储能技术、清洁氢气与CCUS技术的平准化度电成本趋势也展示出了具备学习曲线效应。平准成本 (美元/兆瓦时, 2020年实际价格)363氢289碳捕集、利用与储存(煤炭)250碳捕集、利用与储存(天然气)48光伏(固定支架)38光伏(跟踪支架)41陆上风电138电池储能82海上风电2009201020112012201320142015201620172018201920202021500450400350300250200150100500清洁能源度电成本大幅下降,清洁氢刚刚开始气候科技 · 6 vyu ●中国在电气化运输领域的成功,离不开风险资本的投入。但在气候科技全面崛起的背景下,投资可以拓展到更多领域。 ●随着清洁发电技术,以及储能技术与智能电网等使能技术的进一步成熟,会带来工业、建筑与服务业等各种数字经济基础设施领域的全面低碳化,创新与投资机会巨大。 ●气候科技的溢出效应明显。交通领域的电气化趋势,受益于消费电子电池技术的发展。在农业领域推进低碳减排,也将加速合成生物学、遥感技术等前沿技术领域进入主流市场。气候科技投资目前过多集中于电气化运输中国气候科技风险资金几乎全部投向电气化运输与出行来源:普华永道,未尽研究说明:不同研究机构对气候科技的划分标准略有不同。普华永道将电气化运输与出行解决方案合并统计。普华永道在分类中还有“气候/地球数据”一项,未尽研究在研究中采纳了Pitchbook的统计口径,将其合并入食品、农业与土地利用,以尽可能在报告中使得数据可比。欧洲中国北美44.80%36.40%98.50% 9.40%23.50%24.20%23.40%11.20%5.1 0 %9.00%9.70 %1.30%1.90%0.30%0.30%0.70 %低碳技术建筑工业食物、农业与土地利用清洁能源与智能电网电气化运输与出行解决方案气候科技 · 7 ●气候科技的创新可以实现大规模工业化,其价值在低碳交通领域正在被得到证明。特斯拉市值已经占整个汽车行业的1/3。Rivian刚上市就已经排名市值第6。中国在电动汽车等气候技术领域投资最多,行业内出现了全球最多的成功企业。一个宁德时代的市值,超过了大众与戴姆勒的市值之和。 ●中国庞大的市场与产能,已经成功降低了光伏、风电与锂电池的价格,这一切也可以在CCUS和氢能等领域重演。中国要将低碳交通的经验推广到更多领域来源:companiesmarketcap,未尽研究说明:截至2021年11月25日。10000特斯拉1300比亚迪11000汽车行业其他上市公司1000Rivian1050戴姆勒1200大众2500宁德时代2500丰田汽车行业总市值28800(亿美元)特斯拉= 1/3汽车行业宁德时代= 1/12汽车行业气候科技 · 8 气候科技 · 9 ●清洁氢的使用场景不仅仅在交通领域,如今人们认识到工业与建筑领域需求巨大。 ●清洁氢的产量必须从2020年的大约100万吨,增加到2050年的5亿吨。 ●利用CCUS(碳捕集、储存与利用)与电解槽等技术,清洁氢产能需提升500倍。 ●这需要加大对清洁氢价值链上诸多技术的投入与推广。清洁氢将是未来最重要的能源转换方式,推广时间需要提前来源: The Global CCS Institute,未尽研究说明:Mtpa(Million Tons Per Annum),即每年百万吨。清洁氢气的生产方法有三种: 1)使用CCUS从化石燃料中提取(蓝氢);2)从生物质提取;3)由可再生电力供电的电解槽生产(绿氢)。不同机构对2050年清洁氢气的产能的估计不同,大致范围在500Mtpa到800Mpta间。本报告选取了国际能源署的预测数据,即在净零路线下530Mtpa。清洁氢(蓝氢与绿氢)氢混合气(无CCUS)纯氢(无CCUS)电力生产交通运输工业能源建筑供能工业原料1%氢供给2020120Mpta氢需求2050氢供给2050530Mpta100%清洁氢产能需提升500倍 尽管目前CCUS与清洁氢的部分技术已经成熟,只需要大规模商业化就能降低成本。但在相关产业链上,仍有大量早期机会涌现。在清洁氢价值链上,目前仅有20%的技术完全就绪。仅20%的清洁氢技术进入市场来源:国际能源署,未尽研究说明:技术就绪指数(TRL),为特定技术在规定范围内成熟程度的量表,可以分为概念阶段(1-3)、小型原型阶段(4)、大型原型阶段(5-6)、验证阶段(7-8)、早期接受阶段(9-10)、成熟阶段(11)。 低碳氢供给碳氢化合物合成储存与输配工业交通运输建筑发电技术就绪指数(TRL)各类储存罐管道运输卡车运输氢液化技术氨储罐11稳定10整合碱性水电解质子交换膜水电解槽盐穴储氢氨电解氢燃料电池加氢站35兆帕加氢站氢气锅炉质子交换膜燃料电池微型热电联产固体氧化物燃料电池微型热电联产合成甲烷热泵富氢天然气热泵混氢天然气轮机9商业运营自热重整甲醇制烯烃可再生能源的氨电解氢燃料电池铁路高温燃料电池8商业验证 固体氧化物电解槽部分氧化自热重整-气体加热重整液态氢储罐富氢高炉废气碳捕集混氢直接还原铁可再生能源的甲醇电解高温加热氢燃料电池氢/金属氢化物热泵纯氢轮机7真实场景验证等离子裂解合成甲烷混入天然气网络氢内燃机氢内燃机氨燃料电池小型飞机混合燃料电池燃气轮机系统6规模环境原型煤气化生物质气化合成液体烃类液态有机氢储罐纯氢直接还原铁混氢高炉氢内燃机氨内燃机混氨燃煤5受控环境原型阴离子交换膜地下重整化学循环吸附强化蒸汽重整金属氢化物储氢氢等离子体熔融还原炉窑混氢氨基轮机4测试环境原型催化热解热化学分解水光催化分解水自然氢70兆帕高通量加氢站中型飞机3概念验证枯竭油气田储氢2应用定制1初步设想电解CCUS其他碳氢化合物合成储存输配钢铁化工其他轻型车重型车航运其他建筑发电气候科技 · 10 ●中国在清洁能源领域中的成功经验,对于其他经济体起到了示范作用。中国领跑的同时,新一轮的全球竞争在展开。 ●政府、企业、风险资本、产业资本、绿色金融等加速投资与部署气候科技,加快实现规模效应。 ●在关键的氢能领域,凭借本国生产的廉价碱性电解槽,以及低成本的光伏电价,中国可能在2023年成为全球第一个绿氢成本低于蓝氢成本的国家。 ●美国目前在质子交换膜电解槽和燃料电池中使用的聚合物材料方面拥有技术优势。质子交换膜电解槽更昂贵,但运行效率也更高。关键的气候科技会加速投资部署来源:BloombergNEF,未尽研究说明:绿色为全球各国绿氢成本的范围。不同国家绿氢成本存在差异,在早期更为明显。如2021年,日本等国家绿氢成本几乎位于上限,巴西等国家绿氢成本位于下限。美元/每千克(2020实际价格)202520302035204020452050121086420中国新建绿氢成本低于新建灰氢中国绿氢成本低于天然气美国中国巴西2021中国新建绿氢成本低于新建蓝氢20232027-20282039-2041气候科技 · 11 可持续算力 · 12 ●数字经济加速发展,数据中心是最重要的基础设施。 ●数据中心提供的云服务,能提升经济、行业和企业的效率,也有助于经济更加可持续。 ●以往数据中心的能效不断提升,在数据流