二氧化碳作为价值来源（英）

PitchBook数据,公司。 约翰Gabbert创始人,首席执行官NizarTarhuni机构研究与编辑副总裁保罗Condra新兴技术研究 机构研究小组 分析 新兴技术研究 二氧化碳作为有价值的来源 PitchBook是一家晨星公司，为在私人市场开展业务的专业人士提供最全面，最准确和难以找到的数据。 约翰MacDonagh 新兴技术john.macdonagh@pitchbook.com 高级分析师 出版 由珍娜·奥马利 3月17日,2023年出版 内容 碳捕获增加供应3 二氧化碳的碳利用率初创公司 关键的外卖 •在过去几年中，在监管和政策激励、技术进步以及碳捕获硬件安装的增加的推动下，风险投资对碳利用的投资急剧增加。碳利用提供了碳储存的替代方案。 •捕获的碳可用作原料，以制造各种产品，包括化学品、燃料和建筑材料，此外还有各种小批量应用程序。这些方法中的每一种都有不同的要求、挑战和脱碳潜力。 •最终，碳利用方法的可行性将根据具体情况而有所不同，具体取决于能源成本、监管和政策、消费者和企业对低碳产品的兴趣以及特定地点的碳运输和储存成本等因素。 碳利用率方法4 carbon-to-chemicals5 强调了风投支持的6carbon-to-chemicals公司 carbon-to-fuels7 强调了风投支持的7carbon-to-fuels公司 建设9中碳利用率材料 强调了风投支持的碳-10 个建筑材料公司 碳利用11项技术的总体可行性 1 风险投资活动 在过去五年中，风险投资对碳利用技术的投资有所增加，从2020年的1.162亿美元大幅跃升至2021年的 4.765亿美元和2022年的6.991亿美元。过去五年中最大的五项碳利用交易是： •整体式，将天然气转化为氢气和固体碳，用于工业应用。Monolith通过三笔后期风险投资交易筹集了5.34 亿美元，其中最大的一笔是2022年7月的3亿美元D轮融资。 •十二，将二氧化碳转化为化学品和燃料，使用来自任一点源或直接从空气中捕获的二氧化碳。12在2022 年7月筹集了1.3亿美元的B轮融资。 •Prometheus是一家二氧化碳制燃料公司，还开发了直接空气捕获技术，以将二氧化碳供应到碳利用硬件。普罗米修斯长大 2021年9月获得1亿美元的B轮融资。 一般来说，碳利用领域包含广泛的方法，公司经常提供相关服务。碳捕获是最多的 通用-允许公司在没有外部供应商的情况下生成自己的CO2输入，或允许他们提供硬件来处理整个碳捕获到产品的过程。 风险投资的碳利用率(M)美元 $700 $600 $500 $400 $300 $200 $148.1 $85.5 $116.2 $476.5 $699.1 2018 2019 2020 2021 2022* $100 $0 来源:PitchBook|地理:全球 *截至2022年12月31日 “我们合作伙伴的一些举措可能会对我们自己的净零行业产生不良的附带影响。” —欧盟委员会关于绿色新政工业计划的提案2 市场环境气候技术 全球对减少碳排放的兴趣很高，部分原因是向净零排放过渡的承诺大幅增加。这些目标已增长到全球GDP的90%以上，1尽管他们的行动计划各不相同。在过去几年中，这些承诺在国家层面大幅增加，但来自州、城市和公司的承诺也大幅增加。虽然不同地区的承诺在时间表、计划行动和目标方面有所不同，但北美和欧洲在过去几年中进展特别迅速。 欧盟早在2005年就推出了排放交易系统（ETS），而 “限额与交易”系统——通过发放一定数量的碳配额来限制碳排放，并允许它们在参与者之间交易——继续减少发放的碳配额数量，给脱碳带来压力。此外，ETSII的引入允许覆盖其他行业，而不会迫使它们与拥有更成熟的脱碳选择的行业竞争。 长期以来，美国一直被认为在减缓气候变化方面落后于欧洲，但去年签署了“通货膨胀降低法案”，其中包含联邦政府对气候技术的广泛支持。虽然现在看到该法案的重大影响还为时过早，但其规模足以使美国成为气候技术的世界领导者。为了防止气候技术活动外流到美国并增加欧洲的气候技术支持，欧盟委员会于2023年2月提出了绿色新政工业计划。 碳捕获增加了碳利用初创公司的二氧化碳供应 世界各地的许多脱碳举措都侧重于用低碳替代品取代高碳工艺，但与此同时，还有碳捕获项目，这些项目从排放源或直接从空气中去除二氧化碳。碳捕获技术起源于天然气加工，但最近对脱碳的兴趣和参与-以及现在可用的监管支持-已将碳捕获推向快速扩张和全球 商业化。此外，碳捕获背后的技术在过去十年中取得了长足的进步，并且现在仍在继续，特别是在降低与技术能源消耗相关的运营成本方面。有关更多信息，请参阅PitchBook的2022年第三季度分析师报告：燃烧后碳去除。截至2022年9月，目前正在开发的碳捕集和封存项目的总容量达到每年2.44亿吨二氧化碳（Mtpa） ，在短短12个月内增长了44%。3 1：“2022年净零盘点”，净零跟踪器，弗雷德里克·汉斯等人，2022年6月。 2：“净零时代的绿色新政工业计划”，欧盟委员会，2023年1月2日。3：“CCS2022的全球状况”，全球CCS研究所 ，马特·斯泰恩等人，2022年。 随着公司希望使用碳捕获来减少其整体排放量，或延长发电厂等高碳实物资产的使用寿命，他们越来越多地面临如何处理捕获的二氧化碳的挑战。为了实现碳减排，必须将其储存或以其他方式防止其进入大气。最基本的方法是永久储存二氧化碳，尽管确定和建立永久封存地点可能既昂贵又耗时，并且会增加封存的总成本 ，其中还包括 运输到存储地点。运输费用将根据到现场的距离和可用的运输选项而有所不同。一些地方存在二氧化碳管道运输，将大量二氧化碳源与储存地点连接起来;这是最便宜的选择，尽管最初的管道建设很昂贵，并且 管道一旦建成就不灵活。公路和铁路等其他选择可能是可行的，运输和储存成本的估计通常约为10美元/吨二氧化碳（tCO2），尽管差异非常高，价值从4美元/吨CO2到4美元不等 45美元/tCO2。4 这些成本提高了人们对利用捕获的二氧化碳产生价值同时使其远离大气的兴趣——尽管某些应用（如燃料生产）不会长时间锁定二氧化碳。核心优势 碳利用是消除或大幅降低二氧化碳运输成本的潜力，因为碳利用硬件可以与碳捕获硬件位于同一位置。 碳利用率的方法 与气候技术的许多领域一样，碳利用的定义各不相同。在这里，我们将碳利用定义为一种将捕获的碳用作过程中有价值的输入的方法，无论是用于创建或改进产品还是用于其物理特性。与涉及使用专用CO2来源的CO2的定义相比，这是一个略窄的定义。 从历史上看，在CO2中发现价值是一个熟悉的概念，大部分有价值的CO2用于两个过程： •尿素生产。化肥工业占二氧化碳消耗的最大份额，主要用于尿素生产。氨与CO2结合形成尿素，但该过程中使用的CO2往往是作为氨生成阶段的副产物产生的，而不是从外部来源捕获的。 •提高石油采收率。这涉及将二氧化碳泵入油田，以增加石油的开采并延长油田的使用寿命。气候效益 这是有争议的，因为它主要是一种最大化化石燃料开采的方法。此外，用于EOR的CO2往往是地质来源的 CO2，而不是从工业排放中捕获的CO2;5尽管最近，捕获碳的使用有所增加。 4：“全球综合评估模型中二氧化碳运输和储存的成本”，《国际温室气体控制杂志》，ErinSmith等人，2021年6月20日。 5：“提高石油采收率”，美国能源和碳管理办公室，N.D.，2023年3月9日访问。 在这些过程之外，我们看到人们对碳利用的兴趣日益浓厚，这是碳捕获的后续，无论是来自工业来源还是大气中的碳。 初创公司正在开发的大多数碳利用方法可以分为三类： •工业化学品。将CO2转化为各种工业化学品，包括甲醇和甲烷等初级化学品，或更复杂的原料和聚合物 。 •燃料。利用碳排放和可再生能源，形成传统高碳燃料的低碳类似物，包括绿色天然气、可持续航空燃料以及汽油和柴油等燃料。 •建筑材料。将补充碳纳入建筑材料中，主要是骨料和水泥。 碳利用的一个关键方面是该方法的能源需求：CO2是一种低能量分子，6将其转化为高能分子涉及大量的能量消耗。在上面列出的三个类别中，一般来说， 燃料具有最高的能源需求，其次是化学品，其能源需求差异很大。建筑材料的能源投入非常低——如果它们的碳利用需要能源的话。 碳被锁定的时间尺度也因每个类别而异。碳衍生燃料在燃烧过程中再次释放碳，建筑材料可以在基本上可以被视为永久储存的时间表上封存碳。化学品是一个多样化的类别，但通常介于其他方法之间。 Carbon-to-chemicals 碳到化学方法在其最终产品的复杂性方面差异很大。产生的更简单的化学分子与碳-燃料方法强烈重叠，因为甲烷，甲醇和甲酸等化学物质-例如RedoxNRG使用的碳-甲酸方法-除了用作化学原料外，还可以轻松用作燃料。更复杂的产品端是聚合物和聚碳酸酯生产，在 特别是，是一种非常适合碳利用的方法。与具有燃料双重用途的小型化学产品不同，聚合物往往是低能量分子，在生产中没有与较小对应物相同的能量需求。 6：换句话说，它具有固有的高稳定性，因此它在大气中持续存在。 重点介绍风投支持的碳化工公司 Econic •成立:2011 •员工:28 •VC筹集总额:3930万美元 •最后融资:D系列融资1250万美元 •最后融资估值:3760万美元 Econic使用CO2作为原料生产多元醇，然后这些多元醇用于制造各种聚氨酯产品，包括泡沫，涂料，密封剂和 胶粘剂。Econic的方法总部位于英国，使用专有催化剂将CO2与传统生产的环氧化物输入反应，形成聚合物前体。 该技术允许掺入的CO2量变化，因此CO2可占最终产品重量的50%。从生产的角度来看，他们的方法允许改变最终输出以满足一系列机械需求，包括消费、汽车和建筑环境应用。 所需的硬件可以改装到现有的聚合物生产资产上，从而简化安装和设置挑战。 庞然大物 •成立:2012 •雇员数:207 •VC筹集总额:6.25亿美元 •最后一次融资：3亿美元D轮融资 •最后融资估值:N/A Monolith是筹集风险投资总额最高的碳利用公司之一，他们的3亿美元D轮融资是我们在这个领域看到的最大一笔交易。他们的方法涉及通过甲烷热解共同生产绿松石氢和炭黑-利用热量分解材料的过程 在没有氧气的情况下——使用天然气作为原料。这是一个有点能源密集型的过程，Monolith使用可再生能源作为他们的方法。它生产的炭黑是一种成熟的化学产品，具有多种用途，包括轮胎制造以及油墨和颜料的制造— —尽管， 目前消耗的大部分炭黑是使用高碳化石燃料方法制造的。Monolith生产的氢气是其工艺的核心要素，在过去的12年中，人们对氢作为燃料来源的兴趣有所增加。 月——部分原因是全球传统燃料价格高涨波动。此外，这种氢可用于炼钢等行业的脱碳，否则这些行业很难脱碳。从商业角度来看，Monolith方法的有效性受到天然气原料成本和可再生电力成本的影响。 Carbon-to-fuels 虽然一些公司提供化学和燃料输出的组合，但也有专门的碳燃料公司。7与许多碳-化学品方法类似，碳-燃料工艺具有很高的能源要求，大多数公司使用低碳能源来匹配碳利用的低碳重点-这可能会增加运营成本，具体取决于其运营所在的地区。归根结底，大多数碳转燃料办法的最终价格取决于低成本可再生能源的供应情况，而低成本可再生能源的容量继续增加，单位成本不断下降。许多公司 在这个领域，他们还开发和集成了自己的直接空气捕获技术，为其工艺提供二氧化碳，这也会增加显着的能源成本;然而，这一领域的技术进步继续降低从空气中捕获的每吨二氧化碳的成本。 这些方法也往往侧重于运输燃料，特别是运输部门中难以电气化的元素，例如航空，以及在较小程度上的航运- 尽管CO2衍生的甲烷和甲醇在固定应用中得到了大量使用。 强调了风投支持的carbon-to-fuels公司 普罗米修斯 •成立:2018 •员工: