今年夏天，史無前例的熱浪席卷全球。人們想起氣候科學家早就發出的警告，隨著全球變暖，極端天氣會更加頻繁，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點碳，都會強化溫室效應。

為了避免這場災難，“零碳”中和被提上日程。這不僅是一個環境問題，更是一個經濟問題。

微軟聯合創始人比爾·蓋茨在2020年出版的《氣候經濟與人類未來》書中寫道，“這是一個巨大的經濟機遇，建立起零碳產業的國家，無疑將在未來幾十年里引領全球經濟?！?/span>

碳中和成為近幾年最熱門的賽道之一。多數國家將碳中和的目標定在2050年，有研究預計，未來四十年碳中和目標將帶來百萬億級別的新增投資，每年所需的綠色投資將會占到GDP的2%左右。

放在20年前，比爾·蓋茨從未想過自己有一天會公開談論氣候變化問題，更別提寫下這本書了。契機出現在21世紀初，蓋茨基金會剛起步，比爾·蓋茨去撒哈拉以南的非洲國家旅行，了解到全球約有10億人無法獲得可靠的電力。從那之后，比爾·蓋茨開始關注能源、氣候問題，并在2015年成立“突破能源聯盟”，投資新能源方面的創新公司。

在這本書中，比爾·蓋茨提出“綠色溢價”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種產生溫室氣體的人類活動中，有哪些解決方案，并采用綠色溢價概念，幫助政府部門、投資機構和技術人員判斷應該把時間、精力投入到哪些解決方案中。

綠色溢價的啟示

我們首先要認識到，能源革命將是一個漫長、艱難的過程。

盡管現在碳中和賽道吸引了眾多資本，但曾經這一賽道讓很多投資人碰壁。2015年，聯合國大會通過了關于遏阻全球變暖的《巴黎協定》，而此時很多投資綠色技術的機構都已經退出，這一領域的私人資本趨于枯竭，因為投資回報實在太低了。MIT的一項研究曾提到，在2006-2011 年，風險投資對清潔能源的投資超過了250億美元，但最終損失超過一半。

和投資回報率高的計算機行業相比，摩爾定律促成了計算機行業的快速發展。過去50年，計算機芯片性能提升了100萬倍，但我們無法通過技術突破讓汽車的耗油量降到先前的百萬分之一，過去100年燃油經濟性的提升不到此前的3倍。

技術難以快速變革讓能源行業形成了很強的惰性，能源行業要想實現突破需要在基礎科學上有重大進步，而這些基礎科學要想實現突破的成本和時間遠超技術行業。

另外，能源行業周期長、成本高，比如花10億元建了一座電廠，再建一座電廠的成本不會有絲毫減少。而且，社會對能源行業的風險容忍度很低。人們需要可靠的電力，不希望出現停電的問題，也不想承受核電泄漏的風險，這讓很多技術無法實施。

更重要的是，現有能源技術是最便宜的，比如汽油，它是生活中少有的價格如此低、能量如此高的東西。化石燃料儲量高，易于運輸，而且現在的成本計算方式實際上沒有把對環境造成的污染等成本計算進去，所以相對于化石燃料解決方案，大多數“零碳”方案會顯得貴很多。

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。比爾·蓋茨指出，在考慮哪些領域值得投資時，就可以參考綠色溢價這一概念。

對于綠色溢價較低、甚至為負數的領域，如果零碳方案沒有得到大規模推廣，就需要考慮其他障礙，比如過時的政策等。

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%。原因可能和過時的政策有關，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考慮，鼓勵使用天燃氣暖爐取代效率低下的同類電力產品，很多建筑被建得適合暖爐，很難更換成其他設備。

在綠色溢價比較高的領域，額外的綠色成本會阻礙人們的“脫碳”行動，需要更多早期投資者、研發人員進入，把溢價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·蓋茨想投資的是風險極高的公司，因為他覺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，風險較小，這個領域已經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·蓋茨在書中寫道，值得投資的技術必須滿足一個前提，這些技術研發成功后，每年要至少可以減少5萬億噸的排放量，即全球排放量510億噸的1%，不然就應該把錢投到更有效的資源中。

五大行業中的零碳解決方案

在日常生活中，碳排放已經無所不在，比爾·蓋茨把人類活動中的碳排放分為五種類型，具體介紹如何在各個行業中實現創新。

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：因為他讀過的大多數關于氣候變化的文章都把重點放到了發電上，這讓他覺得這一定是溫室氣體排放的罪魁禍首，實際上這一類型的碳排放量并不是最大的。另外，現在電動車得以普及，而在生產和制造領域的零碳方案卻難以推廣。

這都是為什么？比爾·蓋茨主要從技術和經濟角度，解釋了各行業零碳方案推行的可行性和動力，以及哪些領域還有繼續投資的空間。

1.生產和制造

這部分活動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，目前還沒有切實可行的零碳生產工藝，能在生產中不產生碳排放，這個問題在水泥這一材料中尤為明顯。

生產水泥的一個必要步驟是燃燒石灰巖，石灰巖中含有鈣、碳和氧，燃燒后會產生二氧化碳，除了這一工藝之外，沒有人知道其他方法。

因此，投資找到新的工藝非常有價值。有一家公司采用的方法是，對二氧化碳進行回收（比如可能是在生產水泥的過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客戶，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%。

另外生產制造的兩大材料是鋼和塑料。僅煉鋼一個領域，如果沒有新的工藝，到2050年，全球每年將生產約27億噸粗鋼，釋放50億噸二氧化碳。如果采用“碳捕獲”技術，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。

看起來這一綠色溢價并不高，但是假設你在經營一家汽車制造公司，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材料時。25%的溢價可能是維持經營和走向破產的臨界點。

這時，一方面通過政策鼓勵人們購買零碳方案的產品，另外就是找到新的生產工藝，比如在生產過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行煉鋼。塑料生產也有類似的創新方式。

2.電力生產與存儲

如果只能在某一個領域取得突破性技術，比爾·蓋茨希望是電力生產與存儲。因為人們對電力的需求會越來越大，到2050年，世界電力供應需要增加1～2倍。

目前這一領域已經取得較大進展，太陽能和風能發電已經在推廣，價格也在逐步降低，綠色溢價非常低。但是，這些清潔能源仍然面臨很多問題，包括能源生產具有間歇性，大規模存儲電力極其困難且成本高昂，這是未來必須著力解決的。

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

在電力存儲方面，鋰離子電池存在局限性且改進空間非常小，不過也有很多創新性技術。另外，比爾·蓋茨還提到抽水蓄能、熱能存儲、廉價氫能等，這些領域大多還在實驗室階段，不過一旦有某種創新出現，之前的儲能理念可能都將成為過去式，氫能可能將扮演這一角色。

3.種植和養殖

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

牛的胃有四個腔室，可以消化人類無法消化的草和其他植物。在被稱為“腸內發酵”的過程中，牛胃里的細菌可分解植物的纖維素，然后發酵產生甲烷。這些甲烷大部分通過打嗝排到體外，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，比如通過疫苗控制牛腸內的微生物，選擇更少產生甲烷的飼料，以及改良牛的品種。

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

減少食物浪費，也是一個辦法。比如有公司正在開發隱形的植物基涂層，用以延長水果和蔬菜的保質期，是可食用的。

另外，化肥的生產、運輸和使用過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，也有公司在開發化肥添加劑，幫助植物吸收更多氮，減少進入地下水或逃匿到大氣中的氮。

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

4.交通運輸

電動汽車的綠色溢價非常低，這是目前該行業得以大規模推廣的原因之一。在歐洲一些地區，電動車的綠色溢價已經降到0，比爾·蓋茨預計美國到2030年大部分電動車的這一數據也會降為0。

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

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

比爾·蓋茨曾經投資過一家將樹木等生物質轉化為燃料的公司，但最終因為無法以經濟核算的方式大規模進行生產，公司只能關門。比爾·蓋茨認為，很多想法都會以失敗告終，但仍需要有更多資金投入這一領域，現在該領域的研發資金仍然不足。

5.制冷和取暖

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

同時，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，但在一個世紀的進程中，它們所造成的溫室效應是二氧化碳的數千倍。因此，很多公司都在開發新的空調技術，尋找危害更低的冷卻劑代替氟化氣體，這些方法尚處于開發初期。

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

目前電氣化方面已經可以實現負綠色溢價，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等待人們去挖掘。在這一過程中，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催生了計算機時代的到來，同樣的事情可能也會發生在清潔能源領域。