今年夏天，史無(wú)前例的熱浪席卷全球。人們想起氣候科學(xué)家早就發(fā)出的警告，隨著(zhù)全球變暖，極端天氣會(huì )更加頻繁，總有一天將演變成難以承受的氣候災難。而我們排放到大氣的任何一點(diǎn)點(diǎn)碳，都會(huì )強化溫室效應。

為了避免這場(chǎng)災難，“零碳”中和被提上日程。這不僅是一個(gè)環(huán)境問(wèn)題，更是一個(gè)經(jīng)濟問(wèn)題。

微軟聯(lián)合創(chuàng )始人比爾·蓋茨在2020年出版的《氣候經(jīng)濟與人類(lèi)未來(lái)》書(shū)中寫(xiě)道，“這是一個(gè)巨大的經(jīng)濟機遇，建立起零碳產(chǎn)業(yè)的國家，無(wú)疑將在未來(lái)幾十年里引領(lǐng)全球經(jīng)濟?！?/span>

碳中和成為近幾年最熱門(mén)的賽道之一。多數國家將碳中和的目標定在2050年，有研究預計，未來(lái)四十年碳中和目標將帶來(lái)百萬(wàn)億級別的新增投資，每年所需的綠色投資將會(huì )占到GDP的2%左右。

放在20年前，比爾·蓋茨從未想過(guò)自己有一天會(huì )公開(kāi)談?wù)摎夂蜃兓瘑?wèn)題，更別提寫(xiě)下這本書(shū)了。契機出現在21世紀初，蓋茨基金會(huì )剛起步，比爾·蓋茨去撒哈拉以南的非洲國家旅行，了解到全球約有10億人無(wú)法獲得可靠的電力。從那之后，比爾·蓋茨開(kāi)始關(guān)注能源、氣候問(wèn)題，并在2015年成立“突破能源聯(lián)盟”，投資新能源方面的創(chuàng )新公司。

在這本書(shū)中，比爾·蓋茨提出“綠色溢價(jià)”這一概念，也就是化石燃料解決方案和“零碳”解決方案之間的成本差。比爾·蓋茨分析了5種產(chǎn)生溫室氣體的人類(lèi)活動(dòng)中，有哪些解決方案，并采用綠色溢價(jià)概念，幫助政府部門(mén)、投資機構和技術(shù)人員判斷應該把時(shí)間、精力投入到哪些解決方案中。

綠色溢價(jià)的啟示

我們首先要認識到，能源革命將是一個(gè)漫長(cháng)、艱難的過(guò)程。

盡管現在碳中和賽道吸引了眾多資本，但曾經(jīng)這一賽道讓很多投資人碰壁。2015年，聯(lián)合國大會(huì )通過(guò)了關(guān)于遏阻全球變暖的《巴黎協(xié)定》，而此時(shí)很多投資綠色技術(shù)的機構都已經(jīng)退出，這一領(lǐng)域的私人資本趨于枯竭，因為投資回報實(shí)在太低了。MIT的一項研究曾提到，在2006-2011 年，風(fēng)險投資對清潔能源的投資超過(guò)了250億美元，但最終損失超過(guò)一半。

和投資回報率高的計算機行業(yè)相比，摩爾定律促成了計算機行業(yè)的快速發(fā)展。過(guò)去50年，計算機芯片性能提升了100萬(wàn)倍，但我們無(wú)法通過(guò)技術(shù)突破讓汽車(chē)的耗油量降到先前的百萬(wàn)分之一，過(guò)去100年燃油經(jīng)濟性的提升不到此前的3倍。

技術(shù)難以快速變革讓能源行業(yè)形成了很強的惰性，能源行業(yè)要想實(shí)現突破需要在基礎科學(xué)上有重大進(jìn)步，而這些基礎科學(xué)要想實(shí)現突破的成本和時(shí)間遠超技術(shù)行業(yè)。

另外，能源行業(yè)周期長(cháng)、成本高，比如花10億元建了一座電廠(chǎng)，再建一座電廠(chǎng)的成本不會(huì )有絲毫減少。而且，社會(huì )對能源行業(yè)的風(fēng)險容忍度很低。人們需要可靠的電力，不希望出現停電的問(wèn)題，也不想承受核電泄漏的風(fēng)險，這讓很多技術(shù)無(wú)法實(shí)施。

更重要的是，現有能源技術(shù)是最便宜的，比如汽油，它是生活中少有的價(jià)格如此低、能量如此高的東西?；剂蟽α扛?，易于運輸，而且現在的成本計算方式實(shí)際上沒(méi)有把對環(huán)境造成的污染等成本計算進(jìn)去，所以相對于化石燃料解決方案，大多數“零碳”方案會(huì )顯得貴很多。

這種化石燃料解決方案和“零碳”方案之間的成本差額，就是綠色溢價(jià)。比爾·蓋茨指出，在考慮哪些領(lǐng)域值得投資時(shí)，就可以參考綠色溢價(jià)這一概念。

對于綠色溢價(jià)較低、甚至為負數的領(lǐng)域，如果零碳方案沒(méi)有得到大規模推廣，就需要考慮其他障礙，比如過(guò)時(shí)的政策等。

比如，在美國一些地區，采用電熱泵系統取代天燃氣爐和空調，可能會(huì )降低15%左右的成本，但電熱泵系統的使用率只有10%。原因可能和過(guò)時(shí)的政策有關(guān)，此前美國政府為應對能源危機，更多從能源效率而不是碳排放量出發(fā)考慮，鼓勵使用天燃氣暖爐取代效率低下的同類(lèi)電力產(chǎn)品，很多建筑被建得適合暖爐，很難更換成其他設備。

在綠色溢價(jià)比較高的領(lǐng)域，額外的綠色成本會(huì )阻礙人們的“脫碳”行動(dòng)，需要更多早期投資者、研發(fā)人員進(jìn)入，把溢價(jià)降低至更多國家能承擔的范圍。

比爾·蓋茨牽頭成立的突破能源就在投資相關(guān)項目，能源研究總監徐熠興在播客節目《硅谷101》曾談到，比爾·蓋茨想投資的是風(fēng)險極高的公司，因為他覺(jué)得這世界上很多資金和投資人在意的是5-7年的投資周期，風(fēng)險較小，這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)有足夠的資金和投資人，他不想再和這些人競爭，他可以接受15-20年的周期。

比爾·蓋茨在書(shū)中寫(xiě)道，值得投資的技術(shù)必須滿(mǎn)足一個(gè)前提，這些技術(shù)研發(fā)成功后，每年要至少可以減少5萬(wàn)億噸的排放量，即全球排放量510億噸的1%，不然就應該把錢(qián)投到更有效的資源中。

五大行業(yè)中的零碳解決方案

在日常生活中，碳排放已經(jīng)無(wú)所不在，比爾·蓋茨把人類(lèi)活動(dòng)中的碳排放分為五種類(lèi)型，具體介紹如何在各個(gè)行業(yè)中實(shí)現創(chuàng )新。

制圖：任婭斐

可能和你一樣，在最初了解到這些數據后，比爾·蓋茨吃了一驚：因為他讀過(guò)的大多數關(guān)于氣候變化的文章都把重點(diǎn)放到了發(fā)電上，這讓他覺(jué)得這一定是溫室氣體排放的罪魁禍首，實(shí)際上這一類(lèi)型的碳排放量并不是最大的。另外，現在電動(dòng)車(chē)得以普及，而在生產(chǎn)和制造領(lǐng)域的零碳方案卻難以推廣。

這都是為什么？比爾·蓋茨主要從技術(shù)和經(jīng)濟角度，解釋了各行業(yè)零碳方案推行的可行性和動(dòng)力，以及哪些領(lǐng)域還有繼續投資的空間。

1.生產(chǎn)和制造

這部分活動(dòng)的溫室氣體排放量約占總量的三分之一，但具體到某些材料，目前還沒(méi)有切實(shí)可行的零碳生產(chǎn)工藝，能在生產(chǎn)中不產(chǎn)生碳排放，這個(gè)問(wèn)題在水泥這一材料中尤為明顯。

生產(chǎn)水泥的一個(gè)必要步驟是燃燒石灰巖，石灰巖中含有鈣、碳和氧，燃燒后會(huì )產(chǎn)生二氧化碳，除了這一工藝之外，沒(méi)有人知道其他方法。

因此，投資找到新的工藝非常有價(jià)值。有一家公司采用的方法是，對二氧化碳進(jìn)行回收（比如可能是在生產(chǎn)水泥的過(guò)程中捕獲的二氧化碳），把這些二氧化碳重新注入尚未使用的水泥。這家公司有約幾十個(gè)客戶(hù)，包括微軟和麥當勞，可以減少約10%的碳排放量，這家公司的最終目標是達到33%。

另外生產(chǎn)制造的兩大材料是鋼和塑料。僅煉鋼一個(gè)領(lǐng)域，如果沒(méi)有新的工藝，到2050年，全球每年將生產(chǎn)約27億噸粗鋼，釋放50億噸二氧化碳。如果采用“碳捕獲”技術(shù)，也就是在二氧化碳排入大氣前把它吸收掉，煉鋼成本將上漲16%-29%，塑料成本將上漲9%～15%，這也就是鋼和塑料的綠色溢價(jià)。

看起來(lái)這一綠色溢價(jià)并不高，但是假設你在經(jīng)營(yíng)一家汽車(chē)制造公司，你愿意在鋼的采購上多花25%嗎？可能不愿意，尤其當競爭對手決定一如既往地使用廉價(jià)材料時(shí)。25%的溢價(jià)可能是維持經(jīng)營(yíng)和走向破產(chǎn)的臨界點(diǎn)。

這時(shí)，一方面通過(guò)政策鼓勵人們購買(mǎi)零碳方案的產(chǎn)品，另外就是找到新的生產(chǎn)工藝，比如在生產(chǎn)過(guò)程盡可能多地使用清潔電力代替化石燃料，有一家公司就在用電力取代煤炭進(jìn)行煉鋼。塑料生產(chǎn)也有類(lèi)似的創(chuàng )新方式。

2.電力生產(chǎn)與存儲

如果只能在某一個(gè)領(lǐng)域取得突破性技術(shù)，比爾·蓋茨希望是電力生產(chǎn)與存儲。因為人們對電力的需求會(huì )越來(lái)越大，到2050年，世界電力供應需要增加1～2倍。

目前這一領(lǐng)域已經(jīng)取得較大進(jìn)展，太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電已經(jīng)在推廣，價(jià)格也在逐步降低，綠色溢價(jià)非常低。但是，這些清潔能源仍然面臨很多問(wèn)題，包括能源生產(chǎn)具有間歇性，大規模存儲電力極其困難且成本高昂，這是未來(lái)必須著(zhù)力解決的。

除了這些較為成熟的清潔發(fā)電技術(shù)，還有一些潛在的技術(shù)突破值得嘗試。比爾·蓋茨舉了幾項他認為前景廣闊的技術(shù)：核能，包括利用核聚變和核裂變，核電廠(chǎng)非常高效，也不受季節影響，雖然其風(fēng)險問(wèn)題難以解決；地熱，用高壓把水注入地下的熱巖，水會(huì )吸收熱量，再從另一個(gè)口排出，這些熱量可以發(fā)電，地熱的問(wèn)題是能量密度低。

在電力存儲方面，鋰離子電池存在局限性且改進(jìn)空間非常小，不過(guò)也有很多創(chuàng )新性技術(shù)。另外，比爾·蓋茨還提到抽水蓄能、熱能存儲、廉價(jià)氫能等，這些領(lǐng)域大多還在實(shí)驗室階段，不過(guò)一旦有某種創(chuàng )新出現，之前的儲能理念可能都將成為過(guò)去式，氫能可能將扮演這一角色。

3.種植和養殖

你可能不會(huì )想到，牛打嗝、豬排便這些活動(dòng)會(huì )釋放大量溫室氣體，而目前我們還沒(méi)有找到更好的辦法去解決它。

牛的胃有四個(gè)腔室，可以消化人類(lèi)無(wú)法消化的草和其他植物。在被稱(chēng)為“腸內發(fā)酵”的過(guò)程中，牛胃里的細菌可分解植物的纖維素，然后發(fā)酵產(chǎn)生甲烷。這些甲烷大部分通過(guò)打嗝排到體外，另一些從另一端排出。

全球約有10億頭肉牛和奶牛，它們每年打嗝、放屁排放的甲烷所造成的溫室效益，相當于20億噸二氧化碳，約占全球溫室氣體總排放量的4%。

現在人們正在采取一些措施，比如通過(guò)疫苗控制牛腸內的微生物，選擇更少產(chǎn)生甲烷的飼料，以及改良牛的品種。

另一種辦法是，減少食用肉類(lèi)，以植物基人造肉代替，比爾·蓋茨就投資了兩家相關(guān)公司。但是，人造肉的綠色溢價(jià)很高，人造牛肉糜比真正的肉糜成本高約86%。而且它最大的問(wèn)題還不是價(jià)格，而是味道。比爾·蓋茨指出，要讓人造肉真正走進(jìn)人們的日常生活，可能還需要10年。

減少食物浪費，也是一個(gè)辦法。比如有公司正在開(kāi)發(fā)隱形的植物基涂層，用以延長(cháng)水果和蔬菜的保質(zhì)期，是可食用的。

另外，化肥的生產(chǎn)、運輸和使用過(guò)程中也排放了大量溫室氣體，有公司在研究替代化肥的技術(shù)，也有公司在開(kāi)發(fā)化肥添加劑，幫助植物吸收更多氮，減少進(jìn)入地下水或逃匿到大氣中的氮。

而最便宜、技術(shù)含量最低的“碳捕獲”技術(shù)，可能就是植樹(shù)。不過(guò)，要想吸收一個(gè)美國人一生所產(chǎn)生的溫室氣體，需要種300畝地的樹(shù)。

4.交通運輸

電動(dòng)汽車(chē)的綠色溢價(jià)非常低，這是目前該行業(yè)得以大規模推廣的原因之一。在歐洲一些地區，電動(dòng)車(chē)的綠色溢價(jià)已經(jīng)降到0，比爾·蓋茨預計美國到2030年大部分電動(dòng)車(chē)的這一數據也會(huì )降為0。

在所有交通工具中，小型汽車(chē)、摩托車(chē)的排放量占比接近50%，另外一半的排放量由中大型車(chē)（垃圾運輸車(chē)、火車(chē)等，占比30%）、飛機（10%）、輪船（10%）、火車(chē)（10%）帶來(lái)，因為電池的局限性，這些運輸工具還沒(méi)辦法實(shí)現電動(dòng)化。

最好的鋰離子電池存儲的能量是汽油的1/36，將來(lái)電池能量密度可能提升一倍，但和汽油的差距仍然很大?；蛟S可以用先進(jìn)的生物燃料（由玉米、甘蔗等制成）或碳氫燃料替代汽油，問(wèn)題在于，這些方式綠色溢價(jià)非常高。

比爾·蓋茨曾經(jīng)投資過(guò)一家將樹(shù)木等生物質(zhì)轉化為燃料的公司，但最終因為無(wú)法以經(jīng)濟核算的方式大規模進(jìn)行生產(chǎn)，公司只能關(guān)門(mén)。比爾·蓋茨認為，很多想法都會(huì )以失敗告終，但仍需要有更多資金投入這一領(lǐng)域，現在該領(lǐng)域的研發(fā)資金仍然不足。

5.制冷和取暖

空調對電力的依賴(lài)程度非常高，所以想要讓空調“脫碳”，就要讓電網(wǎng)“脫碳”，這就回到了電力生產(chǎn)和存儲方面的技術(shù)突破。

同時(shí)，對于制冷劑中的氟化氣體，雖然它們只占溫室氣體總排放量的3%左右，但在一個(gè)世紀的進(jìn)程中，它們所造成的溫室效應是二氧化碳的數千倍。因此，很多公司都在開(kāi)發(fā)新的空調技術(shù)，尋找危害更低的冷卻劑代替氟化氣體，這些方法尚處于開(kāi)發(fā)初期。

取暖的零碳路徑則和乘用車(chē)頗為相近，第一，盡可能實(shí)現電氣化，淘汰燃氣熱水器和暖爐；第二，發(fā)展清潔燃料，解決熱水器和暖爐以外的其他所有熱源問(wèn)題。

目前電氣化方面已經(jīng)可以實(shí)現負綠色溢價(jià)，但就像前文所舉的例子，美國一些地區采用電熱泵系統取代天燃氣爐和空調，成本更低，但因為各種原因，普及率并不高。所以，“脫碳”是一件非常復雜、需要各角色配合、共同推動(dòng)的事情。

比爾·蓋茨強調，能源革命非常困難，但機遇巨大，高達數十億美元的市場(chǎng)等待人們去挖掘。在這一過(guò)程中，政府也需要制定政策、投入資金。美國國防部的早期投資曾經(jīng)催生了計算機時(shí)代的到來(lái)，同樣的事情可能也會(huì )發(fā)生在清潔能源領(lǐng)域。