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。 2023年12月 Authors PeterMannionEmmaParryMarkPatelErikRingvold 乔纳森·斯科特 封面图片：©EikoOjala Contents 前言vAcknowledgmentsvi执行摘要1 01 CDR在达到净零9 02 CDR市场具有万亿美元的潜力17 03 降低扩展障碍CDR29 04 CDR行业的潜在先发优势37 iv碳去除：如何扩大新的gigaton产业 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PeterCooper，StartEvas ，KadiceHarper，LeartJoos，ThomasKasy，SébastieMarlier，GregorySatoi和ClitWood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： 名称组织机构 大卫Antonioli独立 MeeraAtreya直接碳 NikkiBatchelorXPRIZE基金会 Harald比尔欧洲生物炭工业联盟 詹姆斯Burbridge直接碳 KashBurchett汇丰银行 ErinBurnsCarbon180 安东尼Cottone1点五 凯瑟琳Draper国际生物炭倡议 RihamElGizy区域自愿碳市场公司 AxelElmqvistVerdane HampusFribergH&M JulioFriedmann直接碳 安吉拉·赫普沃斯Drax 布鲁诺詹姆斯空客 特雷西约翰斯Meta vi碳去除：如何扩大新的gigaton产业 伊恩KuwaharaVerra HansjörgLerchenmüller欧洲生物炭工业联盟 CharlottaLiukas卡波文化 吉姆Mann撤消 迪莉娅·梅斯-科恩重新思考删除 格伦莫利碳差距 菲利普苔藓南极 本纳尔逊峰会碳解决方案 SannaO'Connor-Morberg直接碳 汉娜Ojanen卡波文化 PieraPatrizio基于科学的目标 吉姆Pirolli峰会碳解决方案 南兰索霍夫条纹 布拉德Rochlin奔跑的浪潮 卢克Rondel奔跑的浪潮 弗洛里安SchabusPlanetAVentures 本杰明舒尔茨除碳合作伙伴 史蒂文Smith牛津大学 萨沙StashwickCarbon180 莉娜Thiede行星A 詹姆斯汤森碳差距 AnttiViavainenPro.earth 加布里埃尔沃克重新思考删除 克里斯托弗·伊恩韦伯汇丰银行 大卫ZornClimeworks 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。 ©GonzaloAzumendi/盖蒂图片社 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。 1“政策制定者摘要”，载于“2022年气候变化：减缓气候变化”，IPCC，2022年。 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。 2气候需求估计来自StephenM.Smith等人，《二氧化碳去除状况》，史密斯企业与环境学院，2023年。 3有关更多信息，请参见OliverGeden等人，“新型碳去除的近期部署以促进长期部署”， 焦耳，2023年11月15日。 4估计的数量反映了直接空气捕获和储存（DACS）和生物能源与碳捕获和储存（BECCS）从公告中宣布的项目。DACS包括从1PoitFive的75公吨目标到2030年逐步实现30公吨二氧化碳（MtCO2）年产能的假设，而BECCS包括所有宣布为净负的项目。其他CDR解决方案的预计清除能力是在一切照旧的情况下使用麦肯锡的全球碳信用模型进行建模的。 5“SBTi企业净零标准”，SBTi，2023年4月。 6KayaAxelsson等人，“净零的含义以及如何正确实现”，《自然气候变化》，2022年，第15卷。 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， $billion 按价值链划分的市场收入，$billion 咨询 验证和信贷金融家贸易商供 应商 较低的清除要求，较高的NBR份额方案 1,200 1.000 800 600 更高的移除要求，更高的TBR²份额方案 1,200 1.000 800 600 400400 200200 2030 按COy解决方案类型划分的供应商收入份额，% 蓝碳 农田和草地林业其他TBR2生 物炭DACS3BECCS4 0 80 60 40 0 0 2022 2030 2050 100 2022 2030 2050 0 100 80 60 40 2022 2050 220 0 2022 2030 2050 基于自然的去除。²基于技术的去除。9.3直接空气捕获和储存。生物能源与碳捕获和储存。 资料来源：麦肯锡价值池分析是指示性的，基于COs清除（CDR）信贷销售的预期利润率计算，并具有以下变量：根据公开宣布的项目的能力，按解决方案估算2030年清除量；根据麦肯锡全球碳信用模型估算2050年清除量，TRAILS和NatreAalytics模型以及麦肯锡专家见解；麦肯锡全球碳信用模型提供的解决方案价格估算；收入范围基于两种不同的2050年气候需求途径和两种去除解决方案途径（更高的基于技术的去除和更高的基于自然的去除方案）；交易者利润基于cdr对销售平台使用情况的估计。fyi，以及基于麦肯锡专家见解的每个销售平台的利润率；通过麦肯锡碳管理服务线解决方案特定成本模型、麦肯锡全球碳信用模型、和麦肯锡专家见解；基于CarboX每个项目的估计监测、报告和验证成本的验证成本；基于供应商咨询支出的行业基准的咨询支出。 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。 净-零投资 迄今为止的投 资 $50亿- 130亿美元 2030年预期投资 1000亿美元-4000亿美元 2030年所需投资 0