碳去除 ： 如何扩大新的 gigaton 产业

碳去除：如何扩大新的gigaton产业 到2050年，CO2去除（CDR）能力远未达到完成净零努力所需的千兆级规模。我们探索了成熟的CDR市场的潜力和可能的先发优势。 AuthorsPeter MannionEmma Parry MarkPatel ErikRingvold乔纳森·斯科特 Contents 前言v Acknowledgments vi 执行摘要1 CDR在达到净零 CDR行业的潜在先发优势37 前言 遏制气候变化应该是每个人的事。这意味着要以远远大于目前所见的速度和规模来结束地球变暖的排放。这也意味着要扩大CO2去除（CDR）。 将变暖限制在1.5 ° C是一个令人难以置信的雄心勃勃的目标-但也是至关重要的目标。要实现这一目标，需要在这十年结束之前将全球排放量减半。到二十年后，我们必须实现零净二氧化碳，使用CDR来平衡任何剩余的排放。我们承担不起太迟达到净零。但是，如果我们这样做，CDR将成为我们后代生存工具包中更重要的工具。 2023年1月，我帮助撰写了第一版《二氧化碳去除状况》，这是对CDR全球进展的独立科学评估。我们量化了挑战：特别是新的CDR方法，到2030年应该增加30倍，甚至在某些情况下增加540倍，以实现我们的全球气候目标。 CDR正在从研究实验室进入现实世界。在快速和明智地扩展这些解决方案的过程中，需要良好的数据和实践指导。这就是为什么我很高兴看到麦肯锡的这份报告。它向商界讲述了早期对CDR采取行动的重要性，同时提出了关于与CDR互动的明确数据。 CDR行业面临许多其他新兴行业共同的挑战，包括高成本和监管障碍。但它也是一个具有经济潜力的行业。本报告通过估算CDR细分市场和开发中的CDR项目的价值池，评估CDR的投资差距，预测成本趋势，并提供潜在的解决方案来缩小差距，从而概述了这种潜力。 我希望这份报告能够让整个价值链中更广泛的人— —投资者、企业家、首席执行官和监管机构— —在气候行动中找到新的机会和更大的雄心。一个整体战略既涉及紧急减排，也涉及对CDR的战略支持。时间很短，但潜力很大。 史蒂文·史密斯博士 牛津大学 Acknowledgments 该报告是麦肯锡可持续发展和麦肯锡全球能源和材料实践的联合研究。 这项研究由麦肯锡都柏林办事处的合伙人彼得·曼尼翁、伦敦办事处的合伙人艾玛·帕里、旧金山办事处的高级合伙人马克·帕特尔和苏黎世办事处的合伙人埃里克·林沃尔德领导。他们得到了Peter Cooper，Start Evas，Kadice Harper，Leart Joos，Thomas Kasy，S é bastie Marlier，Gregory Satoi和Clit Wood的支持-没有他们，这份报告是不可能的。 研究小组由乔纳森·斯科特领导。团队成员是亚历山大·梅克尔莱，洛蒂·普拉斯奇克斯和本·桑豪斯·詹姆斯。 我们要感谢麦肯锡的许多同事，他们提供了宝贵的见解和支持，包括亚当·巴特，克里斯托弗·布劳菲尔德，杰拉德·坎宁安，卢西亚诺·迪·菲奥里，托马斯·亨德特马克，肖恩·凯恩，约书亚·卡茨，丹尼尔·米克尔森，托尔加·奥古兹，普拉迪普·普拉巴拉，奥利弗·兰斯博托，和哈米德·萨曼 我们非常感谢以下方面提供的宝贵的时间和专业知识： 本报告是独立的，反映了作者的观点，没有受到任何企业、政府或其他机构的委托或影响。 执行摘要 政府间气候变化专门委员会（IPCC）已经明确表示，二氧化碳去除(CDR)是到2050年实现净零的关键工具，1becauseitcouldenablesbusinessesto中和化residualcarbonemissionsonceallemissionseffortshavebeenexhausted.Thus,by2050,CDRcompetencycouldbeacorepartofmanagementresponsibilitiesacrossallsectors. 本报告对CDR的市场潜力、投资要求和市场趋势进行了分析，并确定了哪些行动最有可能降低CDR规模的障碍，并描述了不同利益相关者群体中先行者的潜在优势。 CDR在达到净零方面的作用 减少排放仍然是应对气候变化的主要，最有效和首选的对策。但单靠脱碳可能不足以减少可能在中期持续存在的“难以减少”的残余排放。一旦使用了脱碳方案，CDR就可以在中和残留排放方面发挥至关重要的作用；因此，大多数方案都与《巴黎协定》一致，预计CDR容量很大。例如，史密斯企业与环境学院的《二氧化碳去除状况报告》估计，到2050年，大多数与巴黎一致的净零途径可能需要6至10千兆吨的年CDR容量二氧化碳。2但是，这种能力无法迅速交付，因此需要尽快开始努力，以确保实现2050年的情景。3一些估计需要额外的0.8至2.9千兆吨 到2030年，每年的二氧化碳清除能力是目前估计的3至10倍。4生物反馈回路还可以进一步加速气候变化的最严重影响，从而提高CDR需要缩放的速度。 鉴于CDR对实现净零承诺的潜在重要性，清除可能成为各行业企业的常规考虑因素。对于公司来说，根据基于科学的目标计划（SBTi）的企业净零标准声称他们已经达到净零，例如，在他们用尽脱碳措施之后，他们必须中和任何残留排放。5CDR对于排放量难以减少的部门尤其重要，这些部门在技术或经济上都无法减少。 缩小清除差距以实现净零将需要一系列CDR解决方案，包括基于自然的清除（NBR）和基于技术的清除（TBR）。NBR通过恢复，增强或积极管理生态系统来去除碳。由于NBR倾向于比紧急TBR减少每公吨CO2的成本，NBR可以提供更具成本效益的路径 但是，TBR通常通过永久储存CO2而将其重新释放到大气中的风险降至最低，从而实现更“持久”的清除。6持久的解决方案通常更可取，以确保清除工作仍然存在 从长远来看是有效的，因此需要增加此类解决方案的数量。加速耐用TBR的规模扩大将需要近期投资和创新以降低其相对较高的成本。 CDR市场：万亿美元的潜力 到2050年，能够在净零水平上实现千兆级清除的CDR行业的价值可能高达1.2万亿美元。该行业将需要一系列参与者的投入和支持-包括投资者，供应商，买家，贸易商和其他中介机构-估计每个参与者的潜在价值池（图表E1）。这些都是长期的商业机会，需要尽早采取行动，到2050年扩大清除量。 展品E1 供应商可能会在这个行业中获得70％至80％的价值，随着市场的成熟，交易者可能会获得更多的价值。 按价值链划分的市场收入，$billion 麦肯锡公司 需要投资来支持创新以降低成本和支持项目开发。本报告中的分析估计，在2050年实现净零所需的CDR累计投资为6万亿至16万亿美元（图表E2）。投资需求将取决于所需的清除量以及可用CDR解决方案的范围。 但是，基于当前投资轨迹的估计表明，投资可能会大大低于这些水平。实际上，估计的投资与估计到2030年使CDR步入正轨以实现2050年目标所需的投资之间的差距在4000亿美元至1.6万亿美元之间。 ExhibitE2 为净零提供COy去除能力可能需要6万亿美元才能到2050年累计投资16万亿美元，远低于预期水平。 麦肯锡公司 市场趋势：通过CDR创新降低成本 CDR市场目前以高价和小量交易，特别是对于新兴的TBR。更耐用的CDR解决方案的高价格可能是由小容量和高生产成本驱动的。创新是促进大规模交付CDR所需的更高数量和更低价格的关键。随着持续的需求、投资和创新，TBR成本预计将下降至少30%，到2035年将下降60%，并将继续下降。到2050年下降，尽管随着行业规模的扩大会更慢(图表E3)。目前成本较高的解决方案的成本估计下降最快，尽管这种情况依赖于可以实现所需水平的投资和创新的假设。另一方面，随着土地资源的限制，NBR成本可能会随着时间的推移而上升。到2035年，NBR成本可能会上升20％至60％，在2035年至2050年之间，NBR成本可能会上升15％至40％。7 7基于自然清除的麦肯锡TRAILS和Nature Analytics模型得出的成本估算，以及通过文献综述和麦肯锡专家见解开发的特定技术成本模型。 降低扩展CDR的障碍 扩展CDR以提供净零去除量是一项具有挑战性的工作，充满了复杂性和细微差别。事实上，行业面临的风险和挑战已经详细记录，8它们包括对更强有力的买方激励的需求；提高标准、实践和服务的透明度；明确的公共部门信号；创新以释放低成本解决方案；当然，还包括提高清除能力。本报告探讨了整个CDR价值链的利益相关者为满足这些需求而可以采取的行动。 现有的和正在制定的政策措施和公共资金有可能加速投资，同时加强项目层面的经济，降低成本，改善未来的收入来源。政府、慈善家和非政府组织可以与私营部门合作，促进创新— —例如，通过解决如何将CDR纳入环境、社会和治理(ESG)和碳核算框架。 政府和慈善家还可以考虑直接资助早期技术开发或设计创新的融资安排，以帮助促进进一步的私人投资。 CDR产业的先发优势 尽管扩大投资和创新的挑战并非微不足道，但那些参与关键的近期努力以扩大CDR行业的人可能会获得切实的长期利益。实际上，本报告中的分析表明，为准备与其他利益相关者一起应对这些挑战的早期推动者可能具有战略和竞争优势。 投资者 早期参与的投资者可以获得宝贵的经验，在寻找新的机会和评估他们的潜力之前，那些等待市场增长的投资者。 CDR项目可能需要很长的交付时间才能开始清除-一些TBR可能需要长达八年的时间才能开始清除其第一批二氧化碳。9早期联盟和对成长型企业的支持可以帮助投资者保留随着行业成熟和规模扩大而发挥作用的权利。早期投资者还可以通过在 根据本报告中的价值池分析，到2050年可能实现200亿至800亿美元的CDR市场收入。 供应商 供应商（基于捕获和存储活动产生碳信用额的CDR项目开发商）可以获得估计CDR市场收入的73％至82％- 2500亿美元至 9000亿美元-到2050年。由于他们进行物理清除活动（例如碳捕获，运输和储存），而其他市场参与者则可以努力，因此供应商可以获得最大的行业收入份额。当需求规模扩大时— —例如，如果CDR在碳交易系统中得到认可— —供应商将需要能够迅速做出反应来满足需求。由于可以在很大程度上无与伦比的技术，人才和资本资源，已建立的供应商可以在快速扩展计划方面具有显着的优势。 成功。早期搬运工可以被定位为开发方法，比后期参与的人更快地沿着学习曲线移动，从而降低早期搬运工的成本。 Buyers 与供应商签署未来承购协议的早期买家可以获得信心，即使在需求增加的情况下，他们也将拥有可靠的未来清除供应。如果 公司被要求购买CDR来抵消排放— —例如，在碳抵消的法规或指南发生变化之后— —那么对CDR信用的需求可能会急剧上升。做出公开的零净值承诺的公司可能会在接近其规定的截止日期时紧急要求访问CDR。早期买家可能更有可能获得可靠，高质量的CDR信用额度的供应，这对于难以减弱的部门中和残留排放并实现零净目标至关重要。此外，以CDR为基础的经过深思熟虑的ESG战略可以支持人才招聘和绿色溢价等业务目标。 市场和中间商 正如在其他市场看到的那样，随着CDR的交易量增长，清除量的交易可能会在“赢家通吃”的动态中围绕少数主要市场合并。这种动态将是由于中介成本降低和通过少数市场运营的行业流动性增加所致。根据本报告中的价值池分析，到2050年，市场中介机构可能获得估计CDR市场收入的9％至14％- 400亿至1400亿美元。Maretplaces可以通过尽早采取行动来吸引新的和未来的买家，以在技术专长，质量保证，定价知识和多元化能力方面建立良好的声誉。同时，为主要CDR技术开发高完整性方法的早期标准制定者可以为自愿碳清除市场运作的核心标准提供信息。 政府 尽早采取行动支持CDR行业的政府可以提高其国内清除能力，使其国家自主贡献承诺与《巴黎协定》保持一致，满足其他绿色承诺，并确保国家供应。CDR