从穿“棉袄”的房子到没有“烟火气”的厨房,零碳建筑长什么样?

Makeable 从可再生能源、电力改造、能源效率提升、材料与能源替代、行为改变和 CCUS 六大气候创新的重点路径出发,深入探索“双碳”背景下中国建筑全生命周期的零碳转型之路。本文为此系列第三篇,点击文末链接阅读更多。

2020年,中国第一栋获得“近零能耗”标识的民宅“零舍”诞生。此后,相关新闻被屡屡刷屏。这栋位于北京大兴乡村的房屋利用气密与保温策略,无需空调也可常年保持舒适的室内温度,再结合光伏发电技术,建筑运行所需能耗的80%都可“自产自用”

零舍主人、天津大学建筑学院教授任军说:“从事建筑设计,从没放弃过对大自然的探索,第一要保护好它,第二就是琢磨怎么向它‘借力’,别浪费自然的能量。”

©️ Archdaily

零舍向自然“借力”的超低能耗模式实际上离我们并不那么遥远,在建筑界,它也有一个名字叫做“被动房”——而除了被动房之外,建筑运行环节还有许多低碳高效的创新绿色建筑技术值得我们关注

1.光伏建筑:五彩的玻璃幕墙,竟然还可以发电

建筑用能的可再生能源化改造针对的是建筑用能的源头排放,是建筑运行“碳中和”的基础。在建筑领域,太阳能、风能、地热能和空气热能等均是常见的可再生能源来源,而考虑到能源利用的成本、配置的灵活性和与建筑结构结合难度等因素,太阳能光伏发电脱颖而出,成为减排最有力的建筑可再生能源。

国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》提出,“到2025年,城镇建筑可再生能源替代率达到8%,新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%”。在大比例使用光伏的情境下,建筑运行碳排放相较基准建筑可下降68.5%

随着近年来我国建筑节能技术的推进,BIPV 的普及率越来越高。BIPV 全称光伏建筑一体化(Building-integrated photovoltaics),与在建筑屋顶与外墙加装太阳能板的传统模式不同,BIPV 中的光伏组件本身就是建筑结构的一部分,例如门窗、幕墙或屋顶,这既能提高建筑的美观性,又能节省建筑材料。

然而,BIPV 的优势也恰恰导致了其在推广过程中所面临的挑战。由于已有的建筑一般未考虑潜在建筑光伏安装的可能性,这增加了 BIPV 的改造难度;此外,BIPV 组件既需要具备普通光伏系统的发电性能,还应满足防水性、安全性、牢固性和美观性等方面的要求

BIPV 的各种组合方式 ©️ PURE Project

BIPV 可以利用一栋建筑表面任何易受阳光照射的部位。一种常见的 BIPV 模式是使光伏组件与玻璃窗或幕墙相结合,既能发电也能发挥遮阳的作用。澳大利亚上市企业 ClearVue Technologies 与荷兰初创公司 eLstar Dynamics 于2021年成立合资企业,旨在研发一款能够集成能源生产和照明控制双重功能的智能玻璃窗,该产品通过光伏产生的部分电力来操作玻璃的自主着色层,无需百叶窗或其它遮阳部件就能轻松地控制建筑物内的光照水平。

来自德国的 Glasscon 注重于提升光伏组件的美观性,其研发的彩色光伏玻璃遮阳系统使建筑师不再需要担心光伏建筑外观的沉闷。

©️ GLASSCON

除此之外,BIPV 也有其它各种结合方式。例如特斯拉推出的 Solar Roof 太阳能屋顶,直接用光伏电池片替代瓦片,其使用寿命比普通屋顶更长,强度更是标准屋顶瓦片的三倍以上,可应对各种天气状况。

Solar Roof ©️Tesla

在全世界都在推动光伏发电的背景下,对于光伏的需求也不再仅是单纯的数量提升,还有对更高效率的追求。当前市场上常见的光伏电池类型为晶硅电池,而随着另一种高性能材料——钙钛矿的兴起,预计在不久的将来,光伏发电市场将会全面洗牌。

钙钛矿材料由波兰初创企业 Saule Technologies 的创始人、物理学家 Olga Malinkiewicz 发明,钙钛矿光伏电池是继晶体硅电池、薄膜电池之后的第三代光伏电池,其利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料,具有结构简单、成本低等优点,仅经过短短十余年的研发,其光电转化效率已经可以与发展了数十年的晶硅电池相匹敌,在未来还有巨大的上升空间。作为轻质柔性电池的钙钛矿尤其适用于 BIPV 组件。

©️ EnergyTrend

中国企业在钙钛矿光伏领域走在前列,杭州纤纳光电科技已在浙江衢州正式投产钙钛矿生产线,标志着钙钛矿光伏电池技术从研发走向量产,推进该项技术的大规模工业化应用。创立于2018年的极电光能在63.98平方厘米的钙钛矿光伏组件上,实现了20.5%的光电转换效率,打破了大面积钙钛矿组件效率的全球纪录。

2.被动房:无需空调,室内也能四季如春?

被动房起源于上世纪80年代的德国,其名称中的“被动”二字指的是无需空调暖气等“主动”供暖设备,仅靠建筑本身的保温性能就能够在室内常年维持适宜的温度。文章开头所提到的“零舍”便是如此,在北方气温接近冰点的夜晚,零舍的室内温度也仅会下降两度,而这还是在没有任何外部供暖的情况下实现的。

被动房并非一种特定的建造方式,而是一项性能标准——相比普通建筑,被动房的能耗可降低70%左右,因此被动房有时也被称为“超低能耗建筑”。近年来,全国各地都陆续出台了建造超低能耗建筑的优惠政策,其将会成为建筑行业的重要发展方向。

被动房的五大技术要点
 ©️ Passive House Institute China

要想建造性能良好的被动房,最主要的技术手段是提高建筑围护结构的保温性能,这给各种高性能建材提供了大显身手的舞台。

气凝胶是一种密度仅为空气六分之一的高性能材料,是世界上最轻的固体,它具有极高的孔隙率,能够有效降低材料热传导,因此有着极佳的隔热性能。材料巨头巴斯夫研发的 SLENTEX 创新气凝胶材料,导热率大大低于普通隔热材料,使其广泛适用于建筑业的保温隔热应用,并已经在日本的被动房项目中作为外墙保温材料使用。

SLENTEX 材料有超强的隔热性能 ©️ Enviroform-insulation

相变材料是一种能够在很小的温度范围内蓄存、释放大量的潜热,具有温度变化小,蓄能密度大的特点的绿色建材。苏州磐际科技专注于相变材料建筑热储能的研发,其系统方案能实现冬季采暖节能率38%,夏季制冷节能率35%,大量减少了建筑能源消耗和碳排放。

(点击🔗 《从AI充电到建筑储能:科技创新如何推动中国“碳中和”变革?》了解更多)

相变材料可在室温过高或过低时调整,使其维持在适宜的范围

通过高性能的保温材料和完备的气密设计,被动房的外围护结构就像一个密封的保温瓶。这时,新风系统保证了室内外空气的交换流通,让居住者无需开窗通风也能呼吸新鲜空气。新风系统既决定了居住者的体验,其本身的能耗也影响了房屋的节能性能,因此这一环节也可通过利用可再生能源进行节能增效。

例如建筑和高性能材料企业圣戈班的 PAM ELixair 系统,这是一套浅层地热能的智能新风系统,新鲜空气通过进风口被吸入特殊设计的球墨铸铁管道,并与浅层土壤进行热交换,然后由出风口引入室内。该系统在夏季使空气经土壤预冷后引入室内,在冬季则使空气预热后流入。在实际应用中,该系统的节能率可达65%。

PAM ELixair 浅层地热智能新风系统 ©️ 圣戈班

3.电气化:让厨房少些“烟火气”

能源供给侧正在向绿色电力转变,因此建筑电气化也是建筑部门脱碳的必经之路。深圳建筑科学研究院于2020年出版的《建筑电气化及其驱动的城市能源转型路径》报告显示,截至2017年,我国建筑用电量占全社会用电量的 26%,建筑电气化率48%。报告进一步指出,若要实现碳中和或巴黎协定的1.5°C温控目标,2050年建筑电气化率应超过90%。

电气化情境下,2050减排效果显著 ©️ 深圳建筑科学研究院

从建筑耗能的用途来看,制冷、照明、家电已经实现了100%电气化,供暖和炊事则是推进电气化的两大难点。我国北方集中供暖地区在较长一段时间内都在使用燃煤供暖,这种高耗能、高排放的供暖模式情况自2017年推行“煤改气”、“煤改电”以来有所改观,亦推动了建筑部门的电气化进程。

清洁供暖可与智慧建筑相结合,例如北京嘉洁能公司的碳纤维智慧供热解决方案,通过碳纤维发热丝使得电热转化率高达 99.9%;电采暖系统采用室内末端+智能控制系统,具有强大的数据记录及分析功能;末端温控器可按时间、温度条件自动启停加热控制室温。

用碳纤维发热丝供暖 ©️ 嘉洁能

针对建筑的用能特点,也可打造相适应的节能产品。相对民用供暖项目,商场、办公楼等商业建筑项目的日供暖时长更短,且商业建筑采用工商用电价格机制,用电峰谷价差大。商业建筑因此非常适合采用蓄热供暖技术。

天津的 SM 广场作为全亚洲最大的单体商业建筑,采用了上海筑能环境科技的相变谷电储热系统,该系统在夜晚电价较低时通过谷电储热锅炉储存能量,留至需要用能时释放,通过这种“削峰填谷”的方式一年节约供暖费近1500万元,该项目改造总计投资4000多万元,收回项目一次投资仅需两三年时间。

住宅与公共建筑的炊事电气化从技术层面来说难度不大,却因受制于我国的用户使用和中式餐饮烹饪习惯而进展缓慢。这一难题在政策的推进下逐渐得到改观。去年6月,江苏省发布了全国首个餐饮场所“瓶改电”省级支持政策——《关于鼓励餐饮场所推广“瓶改电”的工作意见》,鼓励餐饮场所推广“全电厨房”。商用级“全电厨房”相比明火厨房可显著提升厨房安全系数,同时电磁灶的加热效率比传统燃气灶高出两倍,使用能成本节约20%至45%,平均减少碳排放30%以上。

“全电厨房”相比明火厨房更安全也更节能 ©️ 中国新闻网

本文介绍了可持续能源改造、被动房和电气化改造等目前在政策层面大力推广的技术路径,这些路径也将是推动建筑碳中和的主流方向。另一方面,建筑运行部分的耗能始终和普通人的日常生活息息相关,作为建筑的使用者,我们所能够做的是改变行为习惯,使用更高效的节能电器,拥抱更绿色的生活方式,在生活中与宏大的碳中和目标相向而行

至此,我们已经探索了建筑价值链的上游建材生产制造(🔗《2050年的人类将如何“搬砖”?》),中游建筑施工(🔗《没有垃圾的建筑世界,你能想象吗》)与下游建筑运行(本文)中的创新技术路径。我们坚信,创新是驱动任何行业可持续转型的源动力,作为我国碳排放量最大的部门,建筑行业的转型必将为创新提供广阔的舞台。

头图来源:特斯拉官网

参考资料:

近零能耗建筑备受期待. 2022-01-13. 中国能源报. Available at: http://www.cnenergynews.cn/huanbao/2022/01/13/detail_20220113115686.html

智能玻璃初创公司加速构建集成光伏技术. 2021-07-02. 物联之家. Available at: https://www.iothome.com/tech/jianzhu/2021/0702/11751.html

Solar Roof. Tesla. Available at: https://www.tesla.com/solarroof

钙钛矿太阳能电池是第三代产品,国内技术瓶颈不断突破. 2021-09-22. 太阳能光伏网. Available at: https://solar.ofweek.com/2021-09/ART-260018-8420-30526303.html

中国企业投产钙钛矿光伏电池生产线. 2020-08-10. 人民网. Available at:  http://energy.people.com.cn/n1/2020/0810/c71661-31816282.html

[专访] 极电光能总裁于振瑞:三年后钙钛矿光伏产品能和晶硅直接竞争. 2021-10-18. 界面新闻. Available at:

https://m.jiemian.com/article/6704293.html

深圳建筑科学研究院, 2020. 建筑电气化及其驱动的城市能源转型路径.

2020年碳中和深度研究报告. 2021-03-11. 国际能源网. Available at: 

https://www.in-en.com/finance/html/energy-2245987.shtml

江苏:推动建设“全电厨房”助力传统餐饮绿色转型. 2022-01-04. 新华网. Available at: http://www.news.cn/2022-01/04/c_1128231684.html

低碳钢铁是怎样炼成的?

“30·60”双碳目标下,钢铁作为工业部门第一大碳排放来源,实现减排目标首当其冲,又任重道远。继对建筑行业减排现状、政策、路径和创新解决方案进行梳理后,Makeable 将视角转向钢铁行业。本文为钢铁行业碳中和研究的第一篇,主要分享行业现状和减排的挑战与机遇,后续推文则将重点关注其中的气候创新技术。欢迎关注。

1.全球与中国钢铁行业碳排现状

钢铁行业碳排放占全球碳排放总量的7-9%

钢铁行业是一个全球性的产业,其原材料(例如铁矿石和废钢)和产品的全球贸易规模庞大。根据世界钢铁协会数据,平均每生产1吨钢排放1.851吨二氧化碳(含范围1-3排放)。2020年,全球共生产18.7亿吨钢,钢铁行业的直接碳排放总量约为26亿吨,占全球人类活动碳排放总量的7%至9%

在重工业中,钢铁行业的碳排放量排名第一,能源消耗量排名第二。钢铁行业也是目前最大的煤炭消费行业,煤炭行业中大约75%的需求来自于钢铁。煤炭在钢铁行业中的应用主要在于产生热量和制造焦炭,后者有助于促进从铁矿石生产钢铁所需的化学反应。

钢铁在我们的社会中无所不在:建筑、基建、车辆的建造和制造严重依赖钢材。同时,钢铁也将成为能源转型不可或缺的组成部分:太阳能电池板、风力涡轮机、水坝和电动汽车都在不同程度上需要钢材。因此,据估算到2050年,全球钢铁需求预计将增加三分之一。

中国钢铁生产占全球的一半

当下,全球70%以上的钢铁生产集中在亚洲。中国是全球最大的钢铁生产国和消费国,2020年生产了超过全球一半的钢铁。

根据《落基山研究所:碳中和目标下的中国钢铁零碳之路》(以下简称 RMI 报告)数据整理
制图 Makeable

钢铁行业是中国工业的支柱性行业,约占 GDP 的5%。钢铁行业涉及面广、产业关联度高、消费拉动大,在经济建设、社会发展、就业稳定等方面发挥着重要作用。

即使在2020年全球疫情的冲击下,中国钢铁生产量再创新高。2020年,中国共生产10.65亿吨粗钢,占全球的57%。预计到2026年我国粗钢产量将达到15.9亿吨,在不采取进一步措施的情况下,2026年我国钢铁行业碳排放总量将达到31.48亿吨。

根据 RMI 报告数据整理 制图 Makeable

2.钢铁行业的碳中和目标、政策与挑战

钢铁需求增长的同时要实现减排,挑战巨大

2020年10月,国际能源署(IEA)发布了钢铁技术路线图。该文件分析了不同减排技术选择所带来的影响和利弊,以及针对本行业制定的、符合《巴黎协定》的政策目标。

©️ IEA 

在国际能源署的可持续发展情景下,2050年钢铁行业直接排放总量比2019年降低50%以上。按照相同的路径,粗钢生产的排放强度必须降低58%

国际能源署认为钢铁对现代经济至关重要,但指出,在支撑钢铁需求量预期增长的同时减少排放,这将带来巨大挑战。虽然提高材料和能源使用效率的措施有助于行业的减排,但其潜力很快会被耗尽,钢铁行业需进一步开发和部署一系列突破性技术方案和配套的基础设施,以实现长期、深度减排。

工信部、国家发改委、生态环境部今年3月发布《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》(以下简称《指导意见》)对钢铁行业提出了明确的减碳目标,要求到2025年,80%以上钢铁产能完成超低排放改造,吨钢综合能耗降低2%以上,水资源消耗强度降低10%以上,确保2030年前碳达峰

中国钢铁生产以高碳排的长流程为主

目前我国钢铁行业仍以碳排放强度高的长流程为主,77%以上的产能采用高炉 (BF-BOF) 技术。使用废钢和电弧炉(EAF),也称短流程炼钢的方式仅占生产总量的9%,并主要用于生产高端特殊钢制品。

相比之下,全球目前有61.3%左右的粗钢是由长流程炼钢炼成的,20.2%使用短流程炼钢。发达国家如美国的长流程占比仅在30%左右

就碳排放而言,长流程炼钢主要以消耗煤炭为主,吨钢碳排放为1.954吨二氧化碳。而短流程的废钢-电弧炉和直接还原铁都以电力为主,吨钢碳排放分别在0.13 和0.20吨二氧化碳。

长流程与短流程炼钢技术示意 ©️ Makeable 

3.中国钢铁行业减排机遇

尽管当前钢铁行业面临环境和资源两大约束,以及超低排放改造和碳减排双重挑战,但从钢铁生命周期的角度看,钢铁自身是一种绿色低碳材料,也具有极高的回收率。因此凭借此次机会,钢铁行业或可实现技术突破,进行能源革命,转变管理模式,从而进一步增强产品及生产模式的低碳竞争力

与此同时,来自行业上下游企业的减排需求也促进了更多利益相关方的创新合作。

钢铁行业产业链重要利益相关方 
©️ Makeable 

上游:矿商积极与钢铁企业开展合作

国内铁矿资源贫矿多、富矿少,前者比后者的处理流程更长、处理成本更高。因此,我国铁矿石供应主要来自进口,代表供应商有巴西淡水河谷、澳大利亚必和必拓、澳大利亚 FMG 等。2019年我国铁矿石进口依存度达80%以上。

为实现全产业链的低碳转型,矿商正在积极与下游钢铁企业开展技术合作。2020年11月份,必和必拓与中国宝武就共同应对气候变化签署战略合作谅解备忘录,计划投资3500万美元,共享互通低碳减排技术知识。FMG 将低碳转型的重点聚焦在了新能源替代方面。为了实现企业的碳减排目标,FMG 专门成立了 FFI(未来产业公司)子公司专注于开发绿色电能源、绿色氢能源和绿色氨能源项目。

中游:大型钢铁企业设定低碳目标

钢铁行业的中游环节包括从生铁制备粗钢再到加工生产各类钢材的全过程。钢材产品主要包括螺纹钢、线材、冷轧/热轧板卷、涂镀层、中厚板等。

根据世界钢铁协会以粗钢产量进行的钢企排名,2021年中国的宝武集团荣登第一。在前十钢企中还包括河钢、沙钢、鞍钢、建龙集团以及山钢。

国内各主要钢铁企业积极响应实施低碳改造。宝武钢铁提出要在2023年实现碳达峰,2035年实现减碳30%,2050年实现碳中和,并计划发布低碳冶金路线图。河钢集团提出2022年实现碳达峰,2025年实现碳排放量较峰值降10%,2030年实现降低30%以上,2050年实现碳中和。鞍钢集团也提出了目标,将在2025年前实现碳达峰,2035年碳排放较峰值下降30%,成为首批碳中和的大型钢铁企业。

下游:建筑、基建为钢铁主要“客户”

中国虽然是钢铁生产大国,但是90%的钢材都是自产自用,其下游为各个行业:建筑与基础建设的钢铁消费量占总消费量的58.3%,机械制造占16.4%,汽车制造占5.4%。

根据 RMI 报告数据整理 制图 Makeable

同样,随着建筑行业等诸多下游行业提出减排目标与路径,钢铁行业也将迎来更多合作创新的机遇。

(点击文章最后“阅读更多”了解建筑行业减排需求与机遇)

4.钢铁行业零碳转型技术路径

Makeable 根据可再生能源、电力改造、能源效率、材料与能源替代和 CCUS 等创新路径出发,整理出以下钢铁行业在应对气候变化的技术重点和要点。

钢铁行业气候变化技术路径 ©️ Makeable 

全球钢铁行业的碳中和策略与技术方向

根据 IEA 的路线图,全球钢铁行业需要通过以下三个核心策略达到其碳中和目标:

1. 开发新型、低排放的炼钢工艺

IEA 认为,钢铁行业的深度脱碳需要依赖新的工艺,并将2050年钢铁行业的累计减排量中近四分之一(24%)归功于两项新技术:氢基直接还原铁和碳捕集与封存 (CCUS)。为此,两项技术需要更快地达到商业规模应用。除此之外,还有一些处于早期开发阶段的新技术可以加速钢铁脱碳的机会。

2. 提升材料效率

提升材料效率可以通过多种策略降低对原始粗钢的总体需求,例如高效的产品设计、钢材回收、工艺效率和维护等以延长产品寿命。根据 IEA,提升材料效率到 2050 年将减少约 20% 的钢铁需求。

除了减少钢铁生产过程中的废品产生和通过改进产品设计提高废品利用率之外,材料效率的另一个重要方面是钢材的直接再利用。直接再利用是指对钢铁产品进行“回收”而不进行重新熔化,例如回收钢梁或管道以重新用于新的或不同的用途。

3. 技术性能提升

技术性能改进是指在炼钢过程中逐步降低能源强度的战略和技术(与效率的急剧变化相反),其包括通过实施最先进的高效技术(又称最佳可用技术 BAT)升级以及流程优化策略(又称最佳操作实践)而做出的改变。

各个技术的技术成熟度 (TRL) ©️ Makeable

中国:废钢生产、煤炭替代、CCUS

国内现阶段钢铁行业碳排放强度的下降主要来自废钢生产和能源效率的提高,比如在钢铁生产过程通过工艺的优化和回收使用废钢来节约资源。未来一段时间仍将以长流程工艺为主,节能减排也应该立足于高炉-转炉(BF-BOF)的设备基础之上。但随着技术进步,炼钢效率和再利用接近技术极限,进一步脱碳需要从根本上改变生产方法。

中长期来看,将会利用氢气或生物能代替煤炭作为高炉炼钢的还原剂,并且将生产供能过程电气化。或者利用 CCUS 技术清除化石燃料产生的碳排放。也可综合利用炼钢所产生的一氧化碳/二氧化碳作为化学工业的原料生产燃料、 肥料或其他有价值的产品。随着未来条件成熟,富氢气基竖炉直接还原工艺将迎来较大发展空间,在此之前可在具备电价、煤炭资源优势的地区和钢企先行推广,为之后国内大规模发展积累技术、人才等经验。

Makeable 也将在后续推文为读者进一步介绍钢铁行业脱碳的创新案例和全球最佳实践,欢迎关注。

头图来源:Pexels

参考资料:

落基山研究所《碳中和目标下的中国钢铁零碳之路》

落基山研究所《中国2050: 一个全面实现现代化国家的零碳图景 》

Global Energy Monitor “Pedal to the Metal – NO TIME TO DELAY DECARBONIZING THE GLOBAL STEEL SECTOR”

Primetals Technologies “Transforming steelmaking: Roadmaps to net-zero carbon for the integrated plant”

华宝证券《钢铁行业碳中和深度研究报告》

中国煤炭工业协会 《2020 煤炭行业发展年度报告》

中国钢铁工业协会 《2020年中国钢铁行业经济运行报告》

世界钢铁协会《气候变化与钢铁生产》

世界钢铁协会 ”The Chinese steel industry at a crossroads“

世界钢铁协会 “Top steelmakers in 2020″l

国际能源署《世界能源技术展望2020—钢铁技术路线图》

国际能源署《2050净零排放:全球能源行业路线图》

国际能源署《中国能源碳中和路线图》

宝山钢铁股份有限公司《2020可持续发展报告》

国金研究《钢铁煤炭行业:产业链集群化——中国产业聚集地图》https://finance.sina.com.cn/stock/stockzmt/2020-09-01/doc-iivhuipp1819589.shtml

《2021年中国钢铁行业产业链图谱上中下游市场剖析》 https://baijiahao.baidu.com/sid=1707988193892542459&wfr=spider&for=pc 

BNEF “Steel Industry Set to Pivot to Hydrogen in $278 Billion Green Push“ https://about.bnef.com/blog/steel-industry-set-to-pivot-to-hydrogen-in-278-billion-green-push/

https://www.bhp-china.cn/media-and-insights/news/2020/11/bhp-partners-with-china-baowu-to-address-the-challenges-of-climate-change.html

这款能喂饱全球的超级食物,还能捕获二氧化碳和代替塑料!

最近网络流传的上海人指导北京人的囤菜名单中,脱水海藻榜上有名,比如海带、紫菜、裙带菜和石花菜。因为此类食物不仅容易储存,泡发后饱腹感强,而且营养丰富。这些我们常见的“盘中餐”主要为大藻(海草),而其实生长在海洋中的藻类包括多种不同种类以光合作用产生能量的生物,主要分为大藻和微藻。

近年来,越来越多海洋生态学家视海藻为实现人类可持续发展的“超级植物”。2020年,联合国全球契约组织还发布了一项海藻宣言”,该宣言旨在促成国际认可的标准,在政府、科学界和工业界之间开展更广泛的合作,通过充分开发海藻的多种深度价值,兴起一场“海藻革命”。

海带是一种海藻,可用于饲养动物,帮助减少温室气体排放。
图源:  Unsplash / Shane Stagner

“浑身是宝”:一种基于自然的多功能解决方案

2021年10月,《自然》(Nature)发表了一篇关于海藻应用前景的最新论文。该研究由阿联酋阿卜杜拉国王科技大学主持,科研人员发现:仅需2%的海水、却占全球海水养殖产量的 51.3%的海藻,可以提供广泛的生态系统服务,不但为各行各业提供食品和天然产品来源,还能为减缓和适应气候变化,以及应对富营养化和生物多样性危机提供了一种基于自然的多功能解决方案。甚至,海藻水产养殖可以看作是一种排放物捕获和利用技术,可支持循环生物经济

除了学术机构加持,围绕海藻种植的各类组织也愈加成熟。成立了6年有余的再生海洋养殖非营利组织“绿浪”(GreenWave)专门设立了“海藻气候基金”(Kelp Climate Fund),研究如何在为海洋企业家创造稳定收入来源的同时实现可持续的环境正影响。

迄今,GreenWave 已经种植了90公顷海藻,生产了近56.64万磅海藻,清除了1.416万磅二氧化碳和1133磅的氮等温室气体 
图源:GreenWave

得益于广泛的应用前景和良好的环境效益,全球市场对商业海藻产品的需求水涨船高。根据美国咨询公司 Grand View Research Inc. 2021年12月发布的报告:到2028年,全球商业海藻市场规模预计将达到378亿美元(约合2475亿元人民币)。从2021年到2028年,预计复合年增长率为10.8%。

2020年全球商业海藻市场规模为166亿美元(约合1087亿元人民币)
图源:Grand View Research Inc.

在各种商用海藻形态中,除了较为传统的动植物饲料,如海藻肥、生物刺激素外,海藻的创新应用主要集中在以下三方面:海藻蛋白、碳捕获和新材料。

超级蛋白:2%的海洋,喂饱120亿张嘴

海藻富含蛋白质,脂肪含量低,碳水化合物含量低,并且富含维生素、锌和铁,适合人类食用。在东亚,食用海藻有着悠久的历史和丰富的食谱。将其加工为食品,是海藻最显而易见的利用形式。基于此,业界寄希望于推动海藻成为未来全球主流食品。联合国全球契约海洋解决方案高级顾问、海藻推广者文森特·道梅泽( Vincent Doumeizel )认为:“仅通过利用百分之二的海洋来进行种植海藻,我们就可以提供足够的蛋白质来养活全球120亿人口。”

但是,对于并无海藻食用传统的地区,海藻食品的最大挑战是口味的接受度和消费习惯的转变。因此,欧美藻类公司在打造藻类产品时,主攻方向是利用海藻最有营养的蛋白部分,并尽可能使产品口味更具接受度。

总部位于英国的藻类公司 Algenuity 开发了一种创新技术,实现了海藻味道的可塑性。该公司的专利 Chlorella Colours® 显著降低了微藻的叶绿素含量,使其保持中性风味,同时仍保留天然营养。

2020 年, Algenuity 与全球食品巨头联合利华达成合作,致力共同开发基于微藻的替代蛋白。据称,Algenuity 微藻的乳化和浓缩特性类似于鸡蛋这样的传统食材,这意味着它们可以用于包括蛋黄酱、汤、酱汁、肉类替代品、烘焙食品和意面等多种食物。

Algenuity 与联合利华合作项目的宣传页面  图源:Algenuity

位于加利福尼亚州的初创公司 Umaro Foods 也致力于将海藻打造得更美味。公司日前宣布完成由 AgFunder 领投的 300 万美元种子轮融资,支持其首款产品面世——即公司的拳头产品:由海藻蛋白制成的植物培根。在这之前,该公司曾获得600万美元的科学和技术研究奖金。

该公司的培根含有来自海洋养殖的红海藻的提取物,既是植物基培根的天然色素,还是植物油模仿动物脂肪的口感来源。而且红海藻含有48-50%的蛋白质,比大豆中含有的蛋白质还要多,可谓“颜值与营养于一身”。Umaro  Foods 计划于今年第二季度首次分销海藻培根,优先通过餐厅合作伙伴渠道推向市场。

Umaro红海藻蛋白培根产品外观。据照官网介绍,该产品和肉制培根从口感、质感到烹制方式几乎无差别
图源:Umaro Foods

低价高效大规模捕获碳排

在🔗《TECH & TREND | 养殖海带海藻有助于缓解气候危机》里,我们就给大家介绍过海藻在缓解气候危机上的重大作用。海藻能有效将二氧化碳转化为氧气,还在应对海洋污染、清洁海水中的硝酸盐和磷酸盐方面发挥作用。事实上,就产氧量而言,藻类的贡献比起全球所有的热带雨林合起来还要大。

身材比大藻“迷你”很多的微藻,近年来,以 “绿色细胞工厂” 的身份愈加受到关注。通过基因工程改造,微藻可生产多种生物燃料和化学产品。发展以微藻为基础的绿色生物制造产业,有望解决当前能源危机和化工产品生产不可持续的问题,同时缓解温室效应。

近期《自然通讯》(Nature Communications)发表的一项研究表明,中科院青岛能源与过程研究所单细胞中心团队发现:在微拟球藻中含有一种蓝光特异性诱导的油脂合成调控机制,并基于此发明了 BLIO ( Blue-Light Induced Oil synthesis )“光控” 高产油技术,该技术将峰值油脂生产率提高了一倍。

工业产油微藻则能够利用光合作用将二氧化碳和水转化为油脂,经过物理/化学方法把微藻细胞内的油脂转化到细胞外后,再进行提炼加工,就可以制备出绿色环保型的柴油和航油。另外,蓝光超级微藻相比其油料作物,产油微藻生长周期短,单位产油量大,“超级”二字名副其实。

微拟球藻
图源:中科院青岛能源与过程研究所
徐健研究员供生辉 Agri Tech

英国公司 Brilliant Planet 通过沙漠里种植海藻实现经济和环境效益。该项目第一期在摩洛哥一处沙漠中开辟了3公顷“试验田”:通过从附近的海岸将海水泵入实验设施,对海水中富含的营养物质和二氧化碳巧加利用,当水流经一系列的水塘过滤后,藻类生长并在专有系统中并与碳隔离。藻类的收获期通常为18到30天,成熟的藻类会从水中过滤出来,而剩下的水将返回海洋。回流的水有助于降低海水的酸性,而藻类则会经干燥处理后埋在沙子下,其捕获的碳可以永久储存在沙子下。

经过4年的第一期试验,该轮收益足以支撑项目的下一阶段发展,当前,扩大至30公顷的商业示范区正在建造中。公司 CEO Adam Taylor 在接受 Tech Crunch 采访时表示,该公司的目标是达成低成本碳捕获方式,将大气中清除一吨二氧化碳的价格降低至50美元以下

移动海水的用电通过太阳能板实现  图源:Brilliant Planet

生物循环经济:可持续材料

从舌尖到沙漠……随着对“百变海藻”的创新研发,海藻产品还将以更多形态,甚至肉眼难以识别的方式出现在寻常百姓家。比如,随手翻翻化妆包里,或许就能找到海藻制成的卡拉胶成分。随着消费者环保意识增强,卡拉胶也因其自然衍生和可再生的特性,受到大家的热捧,欧莱雅等大品牌早已推出了以海藻卡拉胶为主要成分的产品线。

而海藻作为环保材料的最新趋势,是代替各种石化塑料。在今年3月公布的 Tom Ford 海洋环保材料创新大赛入围名单中,8个入围企业就有5个围绕着海藻替代塑料包装材料“做生意”。

英国可持续生物技术公司 Kelpi 的主要产品之一是海藻为原料的低碳生物塑料包装;冰岛初创公司 Marea 因地制宜地利用当地可持续的海藻流,制造薄膜塑料的替代品;总部位于伦敦的 Notpla 则受到大自然封装液体的启发,殊途同归地选择利用海藻研制薄膜塑料的可替代性包装(点击🔗《从原则、商业模式到深度思考:「循环经济」方法论及其创新解决方案》了解更多);美国 Sway 公司生产的薄膜塑料替代品不仅可以在家做堆肥,还实现了负碳;印度的 Zerocircle ,也“靠海吃海”利用当地种植的海藻包装材料,使用后的产品能够无污染地溶解在海洋中。

Tom Ford 品牌联合海洋保护组织 Lonely Whale 设立的海洋环保材料创新大赛,旨在加速围绕塑料替代品的创新活动
图源:Tom Ford

而在海藻为原料的替代包装生产上,来自全球第二大塑料污染国——印尼的 Evoware 已经深耕消费市场多年,产品线也非常成熟,包括方便面调味包、汉堡纸等食品包装,也有水杯、吸管、餐具等。

其中,创始人着手研发的第一款(也是后来成为“网红款”)的产品,就是方便面调味包。因为热水一冲即化的特性,该款调味包无需费力撕开,而且融化后还能为泡面增添鲜香风味和多重营养,最最重要的是,减少了一次性塑料垃圾。

Evoware 不同形式和应用场景的海藻包装  
图源:Evoware

从便利、营养、居家空间等角度看,这种“可食包装袋”算得上非常宅家友好了,假如早点普及的话,一定也会成为囤菜名单上的“抢手货”。

参考资料:

https://news.un.org/zh/story/2020/11/1072142

https://www.nature.com/articles/s41893-021-00773-9

https://repository.kaust.edu.sa/handle/10754/672816

https://www.greenbiz.com/article/kelp-boom-hinges-supply-chain-and-carbon-market-investments

https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/commercial-seaweed-market

https://www.brilliantplanet.com/

https://mp.weixin.qq.com/s/8Uc9ir3FfsfpLDijkvZS8A

https://mp.weixin.qq.com/s/bi6mMtyB8jsv4GB7o1QdaA

https://mp.weixin.qq.com/s/T4mtQLvIN0gwnn7spPdZ6w

https://rethink-plastic.com/home/

刚刚买完了推特的马斯克,又花一亿美金买了点“空气”

全球首富埃隆·马斯克最近真的没闲着,大家都知道的是,他刚豪掷440亿美元收购了推特。不过可能相对较少人知道的是,就在此前几天,他还花了点“小手笔”,用1亿美金买下了点“空气”——更具体地说,是“二氧化碳”。

4月22日世界地球日,由埃隆·马斯克和马斯克基金会赞助的 XPRIZE 基金会公布了其碳去除竞赛“里程碑奖”(Carbon Removal Competition Milestone Award)的获奖团队名单,并为这些获奖者颁发出了高达1500万美金的奖金

©XPRIZE官网

XPRIZE 基金会于1994年创立于美国加州,致力于以竞赛的方式推动有益于人类的技术进步,至今已经举办了25个技术创新竞赛,涉及环境、能源、医疗和教育等领域。而碳去除大奖由马斯克独家“大手笔”赞助,竞赛的总奖金为 XPRIZE 竞赛有史以来最高的1亿美元

1.马斯克为什么要砸一亿美元“去碳”?

XPRIZE 基金会碳去除竞赛的宗旨是要提高全球碳去除的能力,通过创新扭转气候颓势。人类为阻止全球变暖已经做出了种种努力,《巴黎协定》设定的指导性长期目标希望将本世纪全球的升温幅度控制在工业化前水平的1.5℃内,去年于英国格拉斯哥召开的 COP26 亦使各国作出承诺。

尽管如此,现实并不总是鼓舞人心。世界气象组织最新发布的一份气候通报称,2022-2026年中的某一年将很可能成为有记录以来最热的一年,并且有50%的概率比工业化前水平高出1.5℃,即暂时已经突破了《巴黎协定》的目标。而根据国际气候变化专门委员会(IPCC)的估计,在一切照旧的情境下,本世纪末的全球平均气温最高可能会升高6℃;若要在2050年要将全球气温上升幅度控制在2℃以内,每年则需净移除100亿吨二氧化碳

本次大赛获奖团队之一 Sustaera 以图表方式表现了碳去除技术对解决气候变化问题的重要性© Sustaera

在气候变化已经成为21世纪全体人类的重大威胁时,碳去除领域面对的是一个巨大的潜在市场,在未来有着广阔的上升空间。马斯克作为时刻走在科技创新前沿的企业家,对此看得再清楚不过,因此重金推动该领域的创新就不足为奇了。

2.“里程碑奖”获奖团队简介

那么,究竟是什么样的创新项目,能够入得了马斯克的“法眼”,获得这次的“里程碑”大奖呢?

为赢得 XPRIZE 基金会碳去除竞赛,参赛者提出的二氧化碳去除方案需要能够实现年均1000吨的规模,并且具备扩展至年均十亿吨规模除碳能力的潜力

本次里程碑奖的15支获奖团队分别来自澳大利亚、加拿大、法国、冰岛、肯尼亚、荷兰、菲律宾、英国和美国,涉及空气、土地、海洋、以及岩石四个技术路径,每支团队都获得了100万美元的丰厚奖励。在提供高效碳去除方案的同时,每个解决方案也展现出巨大的社会经济效益,如改善环境以及为当地人提供经济收入和就业机会等。

空气路径

空气路径是直接从空气中捕获并封存二氧化碳,是目前最主要的碳去除径之一。根据国际能源署的统计,自2020年初以来,各国政府已承诺投入近40亿美元开发和部署直接空气捕集(Direct Air Capture, DAC)。

该路径也是本次里程碑奖中获奖数量最多的,共有六个项目获奖,它们将空气捕获与各种先进的封存技术相结合。

1,Calcite from 8 Rivers Capital (美国)

来自 8 Rivers Capital 的 Calcite 技术是一项能够从空气中直接捕获数千吨二氧化碳的技术。该技术与混凝土固碳的工艺类似,利用氢氧化钙将二氧化碳固化为石头并存储在地下。该技术最大的优势在于精简的化学流程以及较低的成本。目前实验室测试已经完成,正在进行试点规模开发。

值得一提的是,除了 Calcite 碳去除技术之外,8 Rivers 还在开发一个使用高压超临界二氧化碳作为工作液的新型动力循环 Allam-Fetvedt 和一个清洁制氢的项目。

官方网站:https://8rivers.com/

2Carbyon(荷兰)

创立于2019年的荷兰初创企业 Carbyon 带来了直接从环境空气中捕获二氧化碳的最新一代设备。Carbyon 通过一种含有特殊捕碳材料的转鼓的快速摆动,可以有效地从空气中捕获二氧化碳,这项设计使其相比同类技术有着更高的能源效率和更低廉的制造成本——其目标是实现50欧元/吨二氧化碳捕获成本。

Carbyon 用一种二氧化碳吸附物质来改造具有巨大内表面的纤维膜材料,实现了强大的二氧化碳捕获能力。
官方网站:https://carbyon.com/

3Heirloom(美国)+ Carbfix(冰岛)

Heirloom 和 Carbfix 联合开发了一款结合了矿化封存的直接空气捕获系统。由 Heirloom 研发的模块化系统将以远低于100美元/吨的价格实现十亿吨级的碳捕获,而 Carbfix 通过模拟和加速自然过程的技术将二氧化碳固化为石头埋于地下,提供永久和安全的碳储存解决方案。该项目已在冰岛投入实践。

4Project Hajar(英国+阿曼)

Project Hajar 是英国 Mission Zero Technologies 和阿曼44.01之间的联合项目。它将直接空气捕获技术与橄榄岩矿化封存相结合。在阿曼的 Al Hajar 山脉中去除数十亿吨的二氧化碳。

当二氧化碳与自然界中的橄榄岩发生反应时,橄榄岩中的自然矿化就会发生。Project Hajar 的技术可以加速捕获的二氧化碳与地下橄榄岩的反应,进而加速这一自然过程。

官方网站:https://4401.earth/

5,Sustaera(美国)

Sustaera 开发的二氧化碳直接空气捕集技术,完全由无碳电力提供动力,采用低成本的碱金属基捕集剂,可适应广泛的环境温度和湿度。该解决方案封存二氧化碳所需的土地显着低于基于土地的或自然的碳捕获方法。Sustaera 的目标是在2040年前去除5亿吨二氧化碳。

官方网站:https://www.sustaera.com/

6,Verdox(美国)+ Carbfix(冰岛)

除了与 Heirloom 联手之外, Carbfix 也与 Verdox 合作。该项目每年将处理超过1000吨的二氧化碳排放,并完全由可再生电力提供能源。 

Verdox 称,其专利技术与现有的在过程中使用大量热量的碳清除解决方案有着本质的区别。其系统仅通过在选定的电压下施加电流来控制二氧化碳的捕获和输送。

Verdox 使用电化学碳捕获技术,既可以有效地捕获来自工业源的二氧化碳,也可以捕获来自空气中的二氧化碳。捕获的碳则借助 Carbfix 的技术进行固化封存。该项目向世人展示了电化学除碳的巨大潜能。

官方网站:https://www.verdox.com

土地路径

土地路径主要包括利用土壤碳和生物炭等技术进行碳捕获与封存的技术,在本次竞赛中,五个获奖项目采纳了这一路径。

土壤碳库在陆地生态系统碳库中占比达到90%以上,是森林和其他植被碳库的5倍,是大气碳库的3倍。生物炭是二氧化碳固化的产物,既能进行稳定的碳封存,也可作为一种高效的土壤肥料。

7,Bioeconomy Institute(美国)

美国艾奥瓦州立大学生物经济研究所(BEI)的团队开发了一种固碳技术,其核心是一个被称为热解的过程。在热解过程中,生物质在没有氧气的情况下被加热,产生一种被称为生物炭的富碳物质,这种生物炭可作为土壤改良剂添加到农田、花园或院子里,改善土壤健康并进一步增加碳储存潜力。

此外,热解过程中还会产生一种被称为生物油的粘稠液体,可以提炼成可再生柴油燃料或生物沥青,这是石油沥青的可再生替代品。

在一个示范项目中,该技术在一年时间里以生物炭形式封存了多达4600吨的二氧化碳。

官方网站:https://www.biorenew.iastate.edu/

8,Global Algae Innovations(美国)

该项目创新地以藻类种植作为解决方案,既能实现百万吨级二氧化碳的捕获和长期封存,同时缓解了因经济开发所带来的热带雨林破坏。

项目通过两种方式对二氧化碳进行封存。首先,海藻种植可直接从大气中捕获二氧化碳,一部分海藻油被转化为聚合物产品,用于长期封存碳。其次,雨林的再生也将捕获二氧化碳,并将其储存在地上和地下的生物质中。最初的百万吨项目每年可捕获和封存1200万吨二氧化碳,其中100万吨为聚合物产品,1100万吨为雨林再生。

在此前推文里,我们也介绍过更多有关藻类的可持续创新妙用。👉 点击阅读《这款能喂饱全球的超级食物,还能捕获二氧化碳和代替塑料!》。

官方网站:https://www.globalgae.com/

9,NetZero(法国)

该项目尝试从热带发展中国家的农业废弃物中提取碳,并将其转化为绿色的生物炭。该团队已经完成了第一个大规模试点站点的建设,位于喀麦隆最大的咖啡加工厂Synergie Nord Sud(SNS)旁边。

这一理想的位置使 NetZero 公司能够直接获得咖啡壳——这是咖啡加工过程中大量的废料。它还为 NetZero 提供了一个独一无二的平台,将生物炭分发给向 SNS 供货的小型咖啡种植者。其生产能力约为每年1,500吨生物炭。2022年,NetZero 计划在巴西继续建设两个试点站点。

官方网站:https://netzero.green/

10PlantVillage(美国)

PlantVillage 团队利用 AI、便携电子设备和无人机技术,建立了一套可实时监控碳信用的林业碳汇系统。项目的愿景是在非洲通过种植树木,建立每年10亿吨当量的林业碳汇,并藉此推动2亿非洲农民适应气候变化和摆脱贫困。

该团队为学生团队,来自于美国的宾州州立大学。

官方网站:https://plantvillage.psu.edu/

11Takachar(美国)+ Safi(肯尼亚)

来自麻省理工学院的 Takachar 与肯尼亚生物企业 Safi Organics 合作,通过构建一个分散的支持物联网的反应器网络,从而在不依赖碳信用的情况下快速高效地扩展生物炭部署。该方案用“贫氧烘焙”技术,将废弃生物质转化为混合肥料,以帮助农民提高50%的净收入,同时促进气候正义。

官方网站:https://safiorganics.co.ke/

海洋路径

陆地生态减碳能力逐渐饱和,海洋除碳也进入了人们的视野。本次海洋路径的三支获奖团队运用有机和无机的海洋解决方案,能够在捕碳的同时改善海洋生态并扭转过量二氧化碳导致的海水酸化问题

12Captura(美国)

Captura 拥有从海水中提取二氧化碳的碳捕获和封存技术,其规模可扩展至每年百万至十亿吨的级别,以满足碳信用市场快速增长的需求。该项技术能够捕获高纯度的二氧化碳,并同时恢复海水的 pH 值平衡

13,Marine Permaculture Seaforestation (美国+菲律宾+澳大利亚)

由 Climate Foundation 开发的“海上造林”系统是另一项获奖的微藻技术解决方案,通过深水灌溉促进大型藻类的生长,并以此固定海水中的碳。捕获的碳可封存数百上千年之久,并将使原本贫瘠的海洋生态得到大大改善。该技术已在菲律宾投入使用。

官方网站:https://www.climatefoundation.org/

14PLANETARY(加拿大)

Planetary Hydrogen 的海洋碱度增强技术可恢复酸化海洋的pH值,从空气中去除碳并将其永久封存在海洋中。该技术的一大优势在于使用矿山废料转化为温和、无毒的抗酸剂

官方网站:https://www.planetarytech.com/

岩石路径

15Carbin Minerals(加拿大)

本次岩石路径唯一的获奖者是来自加拿大不列颠哥伦比亚大学的 Carbin Minerals。矿场由于其粗放的采集与加工模式,向来是碳排放的大户。而 Carbin Minerals 利用尾矿废料,通过碳矿化过程直接从大气中永久去除二氧化碳,可促进矿场的碳中和转变,并同时生产能源转型所必需的金属。该技术具有十亿吨级别的捕获和永久封存大气二氧化碳的潜力。

官方网站:https://carbinminerals.ca/

3.来自中国的获奖者

除了奖励最丰厚的“里程碑奖”之外,XPRIZE 官网早前还公布了其它数个组别的获奖者,其中也有中国团队的身影。在学生组中,全球共有18支队伍的创新碳去除方案从4251个参赛团队中脱颖而出,获得了该组别25万美元的最高奖励,其中就有两支来自中国的队伍。

©XPRIZE官网

东北大学的 Answer of Biochar(AOB)团队利用炼钢厂的余热资源生产生物炭进行持久稳定的碳封存。该技术的优势在于能够进行低成本、低能耗且大规模的应用。

另外一支获奖队伍是由河海大学、天津大学、上海海洋大学和中国水产科学研究院的学生与导师联合组成的 KELPFARMCAREER(KFC),他们运用在油气开采平台中常见的锚泊技术培育大型海藻养殖床,利用海藻的光合作用吸收二氧化碳,这项技术具有去除千亿吨二氧化碳的潜力

KELPFARMCAREER 除了在学生组获奖,还入围了里程碑奖的Top 60决赛圈。与他们一同闯入决赛圈的还有北京的原初科技有限公司。原初科技研发的创新 CCUS 技术,可以直接从大气或工业排放点源中捕获二氧化碳,并将其矿化成为具有高经济价值的碳酸钙产品。这项技术可以实现低能耗、低成本、持续性、规模化的碳去除效果,并正在进行大规模产业化部署。

该工艺可实现工业废料及废气二氧化碳的闭环循环利用

XPRIZE 基金会碳去除竞赛的获奖团队已向世人展示,通过技术创新实现亿吨级别的碳去除手段是完全可行的。这项竞赛在未来三年还将继续进行,并为最终的大奖获得者提供高达5000万美元的奖励。尽管在目前的全球趋势下,要实现1.5℃的温控目标仍然有相当大的挑战性,但正如 XPRIZE 首席执行官 ANOUSHEH ANSARI 所言:利用创造力、创新和竞争来改写我们的历史,创造更美好的未来,现在还为时不晚

头图来源:XPRIZE官网

参考链接:

https://public.wmo.int/zh-hans

https://finance.sina.com.cn/tech/2022-04-22/doc-imcwiwst3403871.shtml?finpagefr=p_114

https://www.xprize.org/prizes/elonmusk/articles/meet-the-competitors-in-the-100m-xprize-carbon-removal

https://www.36kr.com/p/1714555791716871

https://ccus.nwu.edu.cn/info/1011/1595.htm

氢气,钢铁脱碳的未来

钢铁是工业部门第一大碳排放来源,实现减排目标首当其冲,又任重道远。在钢铁行业碳中和研究的🔗第一篇中,我们主要分析了行业现状和减排的挑战与机遇,本文则将聚焦介绍与氢气相关的钢铁冶炼创新应用,及其如何助力行业减排。系列的后续推文中,我们也将带来更多钢铁行业的创新解决方案,欢迎关注。

1.氢气:钢铁行业脱碳的未来

要实现工业脱碳目标,无论是钢铁行业还是水泥或化工行业,未来必然都需要使用大量的绿氢替代化石能源和原料。在钢铁冶金行业,氢能发挥的作用尤为明显。

基础炼铁过程中会使用到三种还原剂:碳、氢和电。基于此,任何清洁生产工艺的目标都是从碳转向氢气和/或电力。根据落基山研究所的最新报告,在清洁效率和技术成熟度的综合考虑下,氢冶金,尤其是清洁氢冶金,是最具前景的钢铁行业脱碳解决方案之一。

氢气炼钢即以氢代替炭作为还原剂,将还原反应中的碳排放转为水排放。由于钢铁行业的碳排放主要集中在炼铁环节,而炼铁的碳排放主要来自碳还原反应,采用氢作为钢铁冶炼过程中的还原剂,不仅可以减少碳排放,提高还原效率,还为冶金全流程生产过程产生的富氢含碳煤气找到了更有价值的利用途径。

截至2020年,我国钢铁企业平均吨钢碳排放量为1765公斤。如采用基于天然气的炼铁工艺,可以将吨钢碳排放降至940公斤; 如使用80%的氢气和20%的天然气,则可以降至437公斤; 如果完全使用氢气炼钢,则可以实现二氧化碳的“零排放”。

氢冶金正处于技术导入期。预计到2030年,基于绿氢的氢冶金将逐渐扩大在钢铁行业中的规模化应用,到2050年,钢铁行业的用氢需求将达到980万吨,氢冶金成为钢铁行业实现碳中和目标的主要路径之一。   

高盛发布的《氢能深度报告》也指出,绿氢已成为实现全球净零排放的关键支柱。要想在2030年实现净零排放,预计需要在绿氢供应链累计投资5万亿美元

2.氢冶金的应用场景

©️ 数据来源:RMI、Green Steel for Europe Consortum,Makeable 整理

氢气可用于钢铁生产的方式有两种:

● 氢气可作为高炉-转炉 BF-BOF 路线(长流程)的辅助还原剂

● 氢气可用作铁的直接还原或 DRI(短流程)过程中的唯一还原剂

氢气在高炉中的应用

对于以高炉-转炉为主的既有产能,可以通过高炉喷吹氢气技术充分利用焦炉煤气回收氢或直接生产的氢气替代部分作为还原剂的煤炭,积累利用氢气作为还原剂的冶铁实践经验。但是,该路线并无法改变以煤为基础的高-转炉工艺路线,减排力度可达到21%(如果使用绿氢)。

氢气在非高炉冶铁中的应用

为了更进一步地实现炼铁的完全零碳化,应考虑直接还原铁、熔融还原和电解冶铁等非高炉冶铁产能,对产能进行全面更新改造或建立新产能。

直接还原炼铁工艺是以非焦煤为原料,在低于矿石熔化温度以下进行还原,获得固态金属铁的工艺,所得的产品称为直接还原铁(Direct Reduction Iron,简称DRI,也称海绵铁),一般采用气基竖炉,还原气体主要来源于天然气。基于氢气的直接还原铁(DirectReduced Iron, DRI)技术提供了一种完全脱碳的炼铁方式,其技术成熟度(TRL)达到了6-8的较成熟水平。该技术可以电力为主要能源来生产零碳粗钢。

氢等离子体熔融还原(HPSR)技术正在发展中,利用氢,而不是煤,作为熔融还原的还原剂。该路线将完全替代高炉-转炉路线,并且省去烧结、炼焦等步骤。不过,目前该技术的技术成熟度仍低于直接还原铁。

3.氢能应用面临的挑战

从中长期来看,我国可再生能源资源丰富,在绿氢的供给上具有巨大潜力,将有助于实现化工、冶金等工业难以减排领域的深度脱碳。中国产业发展促进会氢能分会预计,随着技术成熟和清洁氢的应用,我国钢铁行业2025年前后可实现工艺成熟,对氢需求达36万吨/年,有望实现行业碳达峰。

聚焦我国氢冶金领域发展方面,尚处于探索阶段,产业发展存在以下挑战:

挑战1:经济化制氢

当下,世界上超过95%的氢气来自天然气和煤炭,每生产一吨氢气,就会产生9至12吨二氧化碳排放(麦肯锡)。虽然氢气是一种清洁气体,燃烧时只释放水蒸气,但用氢气代替炼钢中使用的焦炭、煤或液化天然气是没有意义的——非氢气是由可再生能源(绿色)生产的,或者在其生产过程中排放的二氧化碳被捕获并存储(蓝色)

根据国际能源署汇总数据,在中国生产氢气各种不同技术路径的成本排序如下:电网电解水制氢成本最高(约 5.5 美元/公斤); 可再生能源发电制氢成本(约 3 美元/公斤); 天然气加碳捕捉与贮存制氢(约 2.5 美元/公斤);天然气制氢(约 1.8 美元/公斤); 煤制氢(1 美元/公斤);煤加碳捕捉与贮存制氢 (1.5 美元/公斤)。

按照中国目前氢能市场价格(约每吨6万元人民币或7800欧元),采用氢能炼铁工艺成本比传统高炉冶炼工艺至少高五倍以上。据测算,氢气成本需降至1.26元/标方,或者对吨碳排放征收碳税25元,才能达到氢碳还原平价。

但据麦肯锡预测,在未来十年绿氢的价格会降低一半。绿氢价格的下降是由以下因素驱动的:a) 太阳能和风能价格降低导致可再生电力成本降低;以及 b) 电解槽成本下降。由于对二氧化碳排放的处罚越来越多,灰氢价格将受到影响。蓝氢的价格前景相对稳定。

©️ 麦肯锡

挑战2:规模化储运氢

氢的密度仅为0.0899kg/m,是水的万分之一,因此氢的高密度储存一直是一个世界级的难题。目前储氢方法主要分为低温液态储氢、高压气态储氢及储氢材料储氢三种,在经济价格、安全性等方面依旧需要技术突破。

©️ 东方证劵研究所

氢气的运输同样是个问题,由于氢能产业尚未成熟,氢气运输成本和前期建设较高,而运力较低,经济性有待提升。

挑战3:规模化制氢

在传统的长流程炼铁中,碳除了作为还原剂,还起到多种关键作用,如作为燃料提供热量、作为骨架支撑炉料、以及作为生铁渗碳的碳源。氢的密度和元素构成显然无法替代碳的支撑和渗碳作用,炭的使用难以避免,而且氢气还原是吸热反应,氢气比例达到一定程度后,需要额外供热来实现热量互补,如果这部分热能来源还是通过碳燃烧,那碳排放只是有增无减。

目前氢气对碳基还原剂的替代是存在极限值的,尤其是高炉炼铁工艺,对温度的要求更高,用氢受限程度也因此更大。

4.国外氢冶金发展与创新案例

目前,欧洲低碳炼钢的发展方向主要包括以氢代替焦炭的氢能冶金、将高炉煤气中的二氧化碳进行收集并储存的碳捕集利用/封存等,各大钢企也陆续进行了相关项目的实践。

本文将着重介绍三个比较有代表性的国际案例,从以下案例可以看出欧洲钢铁企业利用氢的不同技术路线。头部钢企主要以上下游合作开展氢气冶金和氢等离子体熔融还原(HPSR),并且多数为试点开展阶段,尚未进入规模化生产。

除此之外,也有初创企业以创新的技术加入到氢冶金的方向中,也获得了资本和行业的大力支持。

H2 Green Steel: 瑞典创业公司建设全球最大氢能冶金试点

公司:H2 Green Steel (H2GS)

成立年份:2020

试点地点:瑞典北部 Boden-Luleå

氢气来源:工厂内电解获得绿氢

炼钢工艺:氢气直接还原 DRI – 电弧炉 EAF

产能(预计):2024年投入大规模生产、2030年可达500万吨

瑞典初创公司 H2 Green Steel 计划在瑞典北部的 Boden-Luleå 建造世界上第一座使用绿色氢的大型无化石炼钢厂。这将会动员价值约25亿欧元的投资,将创造10000个直接和间接就业机会。 

H2GS 的选址为无化石钢铁生产提供了有利条件,可随时获得来自可再生能源的廉价能源、优质铁矿石、Luleå 的大型海港以及世界领先的集群冶金和钢铁生产方面的专业知识。

H2GS 氢气DRI 的工艺流程

HYBRIT:瑞典产业巨头联合测试氢气直接还原铁

项目:HYBRIT (Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology)

发起方:瑞典钢铁(SSAB),瑞典大瀑布电力(Vattenfall)和瑞典国有铁矿石生产商 LKAB

成立年份:2016年

试点地点:瑞典多地

氢气来源:电解获得绿氢

炼钢工艺:天然气直接还原铁、氢气直接还原铁 

产能:2025-2035年,HYBRIT 项目将进入实证阶段,进行小规模的工业生产;到2045年,SSAB 将达成实现非化石能源炼钢的目标。

传统工艺与HYBRIT工艺路线对比

在工厂正式落成后,HYBRIT 先使用天然气进行直接还原、并于去年5月开始使用氢气。在2到4周的活动中每小时生产约1吨直接还原铁。在接下来的3年里,将会持续进行试点。另外,HYBRIT 也启动了氢气储存设施的试点,位于直接还原工厂旁,两者由管道链接。这个试点将于2022-2024年之间进行测试。

切换到纯氢气系统会显著改变原本工艺的热力学平衡,因此氢气必须在进入熔炉之前进行预热,而 HYBRIT 旨在通过电加热系统实现这一目标。提高氢气含量还会增加流经竖炉的气体体积和速度,并改变 DRI 的成分 HYBRIT 研究人员将研究这种铁的成分与天然气制成的 DRI 相比如何,以及它是否适合用于电弧炉。

与此同时,HYBRIT 正在探索生产用于直接还原铁工厂的铁矿石球团的替代方法。该工艺目前使用化石燃料,但 HYBRIT 已尝试使用造纸产生的生物油副产品,并计划测试以氢为基础的加热来制造颗粒。

SuSteel: 小规模进行氢等离子体熔融还原

项目:Susteel

发起方:voestalphine

成立年份:2016年

试点地点:瑞典

炼钢工艺:氢等离子体熔融还原 (HPSR)

SuSteel 的氢等离子体熔融还原(HPSR)在氢气通过中空石墨电极进入锥形反应器时使用电力将其切碎。这个过程在超过 20,000°C 的温度下产生氢原子、离子和分子流。等离子体熔化并还原精细研磨的铁矿石,形成液态钢池。不需要造粒,石墨电极向金属中添加的碳刚好足以形成粗钢,因此金属可以避免通过电弧炉而直接进行二次炼钢。SuSteel 在奥地利多纳维茨的试验工厂将于夏季开始运行,最终每批生产 50-100 公斤钢。

SuSteel 工艺流程 ©️ K1 MET

5.国内氢冶金发展与创新案例

随着碳达峰、碳中和的落实,大型钢铁集团开始积极布局。目前国内钢企在氢气炼钢的实践较早,但呈现规模小、试验性强的特点,早期工业化推广高炉富氢或气基竖炉还原工艺的钢企由于体量较小,信息披露有限,所以项目投产建成后的实际效果暂时未知。

气基竖炉氢气炼钢在近日相对于高炉富氢更为活跃,但所处阶段也较为早期,大部分处于筹建或签署合作意向阶段,但亮点在于大型钢企如宝钢和河钢集团在氢气炼钢路线上也计划加入气基竖炉阵营,并且选择的技术路线都更为先进,规划更为全面系统,这为后续钢铁企业在低碳转型方向上起到了指引作用。

我们初步整理了国内目前正在进行氢冶金相关的试点工作与创新。

宝武与中核:核能制氢+氢能冶金

核能制氢方面,早在2019年初,中国宝武就与中核集团和清华大学签订《核能-制氢-冶金耦合技术战略合作框架协议》,共同开发“核能制氢”技术,降低制氢成本,并与钢铁冶炼和煤化工耦合,实现钢铁行业 CO2超低排放和绿色制造。目前,中核集团已完成10NL/h制氢工艺的闭合运行,建成了制氢能力为100NL/h规模的台架,并实现86h连续运行。

河钢与意大利特诺恩集团:氢气直接还原铁试点

2019年3月,河钢集团与2019年11月,与意大利特诺恩集团签署谅解备忘录(MOU),商定双方在氢冶金技术方面开展深入合作,利用世界最先进的制氢和氢还原技术,并联合中钢国际等机构研发、建设120万吨规模的氢冶金示范工程。该项目据称是中国首个真正意义上的、最大规模的工业级氢冶金技术项目

2021年5月,河钢宣钢正式启动建设120万吨规模的氢冶金示范工程。项目采用 Energiron-ZR(零重整)技术,可替代传统高炉碳冶金工艺,预计年减碳幅度达60%。项目充分发挥张家口地区国家级可再生能源示范区优势,充分利用风能、太阳能等分布式可再生能源,结合应用工业气体制氢和绿电电解水制氢,使用含氢量约70%的补充气源作为还原剂,生产1吨直接还原铁仅产生250kg CO2,同时对产生的 CO2进行选择性回收,并在下游工艺再利用,1吨产品产生的最终净排放量仅约125kg。同年7月底,河钢集团还投入运营了首批次30辆氢能重卡,打造钢铁生产氢能应用全产业链。

建龙集团:已正式投产氢冶金

中国第五大钢铁企业的民营钢铁企业建龙集团,也在开发氢冶金技术方面迈出了关键的一步。2019年9月,建龙集团启动建设年产30万吨的氢、煤混合熔融还原法生产高纯铸造生铁项目,氢将通过焦炉煤气分离获得。

2021年4月13日凌晨4点20分,内蒙古赛思普科技有限公司年产30万吨氢基熔融还原高纯铸造生铁项目成功出铁。这标志着氢基熔融还原冶炼技术成功落地转化,国内传统的 “碳冶金” 向新型的 “氢冶金” 转变的关键技术被成功突破。目前内蒙古赛思普正在加紧生产。据了解,项目投产以来,企业日产高纯生铁1500吨至1800吨。该项目主导产品为高纯铸造生铁和超高纯铸造生铁,产品与常规高炉铁水比,它有低磷、低硫,低硅、低碳、低有害元素的优点。主要应用于风电、核电、高铁等高端铸件领域。

上海大学与兴国铸业公司:高炉喷吹纯氢冶炼技术开发试验项目

2021年12月23日,全球低碳冶金创新联盟成员单位上海大学与昌黎县兴国精密机件有限公司(简称:兴国铸业)联合共建的氢冶金低碳技术研发试验系统建成并成功点火开始实验。在完成前期的全焦和富氧喷煤实验基础上,12月28日向40立方米的试验高炉中成功注入纯氢气,进入“以氢代碳”的富氢冶炼实验阶段。

这是继2019年11月11日德国杜伊斯堡的蒂森克虏伯钢厂正式启动纯氢气注入9号高炉、尝试“以氢代煤”作为高炉还原剂试验项目的全球首次报道之后,中国首次以纯氢为喷吹气源、进行高炉富氢冶炼技术开发试验。

“以氢代碳”冶炼试验实现了降低焦比10%以上,达到了减少CO2排放量10%以上和铁产量增加13%以上(大幅提高高炉利用系数),节能降碳效果显著,同时获得了钢铁生产中大规模安全使用氢气的经验。

6.观察与思考

减碳技术的进步是一个逐渐深化的过程,需要实现从单一技术创新到集成创新的转变。而钢铁行业的脱碳技术路径更是如此。

根据欧盟报告,欧洲钢铁制造行业的大多数脱碳技术已在 TRL 5-7 的阶段,需要一定的支持才能达到规模示范(即 TRL 9)。然而,考虑到钢铁厂规模和投入庞大,达到 TRL 9 并不意味着新技术达到与传统炼钢技术相同的成熟度。因此,欧盟提出,基于钢铁行业和技术特性,需要对 TRL 9 阶段之外的研发提供支持,以确保脱碳技术达到规模示范并进行产业化

就中国的情况来说,我们观察到,目前国内对于氢冶金的尝试均展露出规模小、实验性强的特点。除头部钢铁企业以外,我国多数钢铁企业研发体系建设相对不完善,“产学研用”全链条的协同创新仍在探索阶段。今年年初,由工业和信息化部、国家发展和改革委员会和生态环境部发布的《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》明确提出,要推动产学研深度融合,充分发挥优势学科及龙头企业的带头作用和科技力量,促进相关技术的规模化和绿色低碳转型与高质量发展。

我们相信,在双碳目标引领、创造的优渥土壤中,这种融合、协同的创新活力将充分发挥其减排驱动力,而围绕产业低碳转型开展的多元共创也将是中国钢铁行业脱碳路径中高效的、创新的范式

在这一创新范式中,创新服务机构亦可在其中承担起极其重要的对接、催化、链接和平台搭建的职能,为进一步推动创新生态的建设与发展作出重要贡献。

图片来源:SAAB

参考资料:

东方证劵《钢铁碳中和2:低碳冶金,“氢”来了》

European Commission 《Climate-neutral Steelmaking inEurope》

Goldman Sachs 《Carbonomics》

Green Steel for Europe 《Technology Assessment andRoadmapping》

McKinsey & Co. 《Decarbonizationchallenge for steel》

RMI《培育清洁氢冶金价值链,打造完成生态圈》

中国环境报《氢能冶金能否助力钢铁绿色化》

中国氢能联盟《全球氢冶金发展专题报告》

https://bellona.org/news/climate-change/2021-03-hydrogen-in-steel-production-what-is-happening-in-europe-part-one

https://bellona.org/news/industrial-pollution/2021-05-hydrogen-in-steel-production-what-is-happening-in-europe-part-two

http://www.csteelnews.com/xwzx/jrrd/202109/t20210910_54739.html

https://www.goldmansachs.com/insights/pages/from-briefings-17-february-2022.html

http://www.kangxin.com/html/1/173/174/353/14903.html

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319920347376

https://www.sklass.shu.edu.cn/info/1042/2664.html

行业洞察 | 如何让消费者甘心为“可持续”买单?

10月,Impact Hub 发起的 R.I.S.E 可持续时尚实验室在上海时装周上发布了一份名为《2020年后疫情时代,聚焦中国可持续时尚消费人群》的深度调研报告。 

这份历时6个月精心准备,调查了2251位消费者和20位品牌方样本数据的报告,在构建出一份中国可持续消费者行为模式图谱的同时,也为品牌在如何讲好故事,尤其是如何与消费者沟通“可持续”理念时,提供了极有价值的建议。 

以下是小博从这份报告中提炼出的干货清单,也是 Makeable 与 R.I.S.E 合作的可持续时尚行业洞察系列第一篇。

1. 分享你的“可持续性”信息

报告聚焦可持续时尚认知度高的消费者,将其分为“领跑者“及“潜在行动者“两类。领跑者指对可持续时尚认知度高,且清楚知道自己购买过可持续时尚产品的消费者。潜在行动者指对可持续时尚认知度高,但未购买过、或不清楚自己是否购买过可持续时尚产品的消费者。

报告发现,在这两类人群中,超过90%表示自己希望“了解时尚产品在企业社会责任上所作出的贡献”,但与此同时,绝大多数人对于产品的可持续性相关信息认知不足。

数据来源:《聚焦中国可持续时尚消费人群2020》

因此,对于可持续创业创新品牌而言,应该尽可能利用各种渠道去与消费者分享自己产品的可持续信息,包括:

  • 第三方权威认证

  • 产品吊牌/标签标示

  • 可持续相关信息披露(碳排放、产品生命周期、劳工权益等)

  • 产品相关核心技术创新

Stella McCartney在网站上详细标明面料的供应链

Source:Stella McCartney

案例分享|唯链科技 X COS

Source:唯链科技

通过使用基于唯链区块链技术 VeChain ToolChain™ 开发的数字化认证产品 My Story™,H&M 集团旗下品牌 COS 增强了其可持续产品的可追溯性,记录着包括边角料收集以及之后的物料粉碎、压实、纺丝、针织、染色直到产出新品等流程,而消费者可通过扫描产品上的 My Story™ 二维码快速了解更多相关信息。

2. 不要在沟通中试图科普

虽然分享可持续信息非常重要,但是,中欧国际工商学院市场营销及可持续教授 Lydia Price 强调,不要让公众不熟悉的概念(例如透明供应链、劳工公平等)成为品牌传递的首要信息。如果一个概念还没有被广泛认知,还没有存在公众的脑海里,那么即使这个概念被品牌努力宣传,很大几率上,它依然会被忽略。消费者只会看到他们想看到的。

换句话说,就是要用消费者听得懂的话去与消费者沟通。

对于初创企业而言,提高公众意识很难,它应该是政府、行业领导者、NGO 等的工作。如果希望公众能提高对某个新概念的意识,那么可以与上述伙伴进行合作,而不是通过品牌广告来做这件事。

3. 将可持续变成“很酷的事”

BBMG, GlobeScan 和 SustainAbility 进行的一项新的全球消费者研究显示:全球正在崛起25亿结合风格、社会地位和可持续性价值观来重新定义消费的消费者,其中有三分之一可以被称为理想消费者 (Aspirationals) :他们是会通过品牌来定义自己的物质享乐主义者,但同时认为自己有责任购买对环境和社会有益的产品。

对于这些消费者而言,可持续消费已经从“正确的事情”变为“很酷的事情”,这种价值观被社交媒体不断扩大,也让品牌转变思路。品牌对可持续消费的宣传不再局限于“正确的事情”,而是“很酷的事情”,通过这个“很酷的事情”,去激发新一代的消费方式。

案例分享|Freitag

1993年,来自瑞士的平面设计师两兄弟 Markus Freitag 和 Daniel Freitag 用废旧卡车防水布、丢弃的自行车胎和汽车安全带开发制作了一款骑自行车时使用的斜挎包。接下来的27年,他们把 Freitag 变成了席卷全世界的一股浪潮。

虽然核心价值是 Upcycle 循环再造,但 Freitag 始终将产品设计本身的吸引力作为最重要的焦点。“只有当产品本身有足够吸引力时,它才可能良性循环。” Markus Freitag 说。他们用极具辨识度、怪异又有趣的视觉故事吸引着全世界向往这种“很酷生活”的人群。

4.
不要用“良心”绑架消费者

R.I.S.E 的报告表明,越来越多的消费者在进行消费时会产生“道德焦虑”,惧怕自己的消费行为会对环境和社会产生负面影响,进而体验到的罪恶感与羞耻感。尽管如此,中欧国际工商学院市场营销及可持续教授 Lydia Price 建议品牌在宣传时,一定要谨慎使用类似“拯救地球”这样的“良心绑架”

消费者购物不是为了增加焦虑,而是感受愉悦。一方面,“拯救地球”离大部分消费者很远;另一方面,这样的标语传递的是负面消息,会引起恐慌。消费者可不想因为消费使自己更焦虑。

5. 与消费者建立情感纽带

公众很难与科学知识或细节建立情感联系,但却可以与一些抽象的感情名词建立情感联系,比如舒适、安全、冒险精神等。

一家国内可持续时尚品牌告诉 R.I.S.E,许多顾客由于设计和舒适性而购买其服装。但是,当他们向朋友推荐该品牌时,他们会强调这是一个环保品牌。在这种情况下,设计和舒适感是品牌的首要信息,环保是背后信息。

Lydia Price 教授建议,当选择那些可以与消费者建立情感联系的价值时,请抽象思考。使用视频和图像等视觉元素来增强这种情感纽带,直到消费者难以将图像从头脑中移开

6. 选择合适而不是最著名的 KOL

在调查中,R.I.S.E 发现可持续时尚的消费者更为理性,也较少将明星或网红、时尚博主的推荐作为购买决策的依据。

但是,这并不意味着可持续创新创业品牌就不需要依靠 KOL 来进行品牌沟通,而更多意味着,在选择 KOL 的时候,应该从品牌需求出发。在塑造自己“可持续”形象时,最重要考量的标准并不一定是 KOL 的粉丝数量,而是要考虑 KOL 过去制作的内容与品牌价值的匹配度,以便与消费者建立信任。

例如,在 Lydia Price 教授的访谈中,一位年轻女性消费者就表示,与时尚博客作者相比,她更有可能相信技术博客作者、或是母亲身份的 KOL 去谈论可持续时尚。

除了与品牌价值匹配的 KOL 合作,初创企业还可以通过与大品牌合作以建立与公众的信任,或从线下活动(如 pop-up shop)开始,来进行引流。

想要学习更多讲好品牌故事的秘诀?请立刻报名 Makeable 10月26日的创业聚光灯 Vol.5: 初创团队如何讲好品牌故事(点击了解活动详情)

想要阅读有关可持续时尚消费的更多精彩内容?请扫码下载阅读《2020年后疫情时代,聚焦可持续时尚消费人群》报告

TECH + TREND | 你听说过这些循环经济的多维应用吗?

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01 循环经济

1.1 可持续锂电池存储生态系统

疫情过后,在“更好地重建”的尝试过程中,可再生能源是一块重要的基石。但是由于其间歇性,可再生能源技术需要电池存储的支持,以便在没有太阳光和风时仍然可以供能。电池存储至关重要,然而,传统上使用的锂离子或铅酸电池通常被焊接或胶合在一起,使得单个组件难以更换。如果其中一部分发生故障,通常只能将整个电池扔掉,这往往会耗尽其80%的潜在寿命。将循环经济模式应用在锂电池的生产上可以获得很多好处。在回收前维修,重新组装和重新利用电池组中的组件,以维护电池取代更换,进而减少浪费和成本。

图源:energy-storage.news
此外,循环经济电池还可以支持绿色就业。英国总理 Rishi Sunak 最近呼吁进行“绿色就业革命”,以带动该国的经济复苏。比如,采用如同汽车维修厂培训技师的方式来培训电池修理专家,将支持以能源和清洁技术为中心的熟练就业市场的增长。
 
通过利用诸如循环经济电池之类的创新解决方案,我们可以支持能源工业的创建。该工业将提供易获取、清洁和可靠的能源,支持创造绿色工作机会,并且不会加剧未来的浪费。
 
资料来源: www.energy-storage.news
1.2 家具公司设计可出租和重复使用的沙发
图源: Sustainability Google
在美国,每年大约有1200万吨的家具被填埋。一家名为 Feather 的初创企业希望通过转移所有权来改变这一现状:他们不出售家具,而是出租家具。当有人搬家或想要替换沙发时,他们可以将其寄回,公司将清洁和修理家具并出租给别人。
公司所有的产品都被设计的尽可能耐用,并且易于清洁或维修。例如,采用天然的表面处理而非有光泽的亮面,这样可以方便打磨划痕。有些组件使用了粉末涂料,这样便可以轻易的对其进行修补。其它循环经济设计应用的例子还包括:使用易于更换的定制织物罩,易储存且适用于不同型号的沙发腿,以及由回收 PET 瓶制成的便于清洁的地毯。
这家初创公司代表了家具行业中发生的变化。尽管并非都是出于可持续发展的原因,有很多其它初创公司也开始专注于家具租赁。意识到其必须实现的气候目标,宜家也开始朝循环模式转变,并开始尝试家具租赁和维修服务。
资料来源: https://www.fastcompany.com

02 新型材料

2.1 将棕榈油中的纤维废料转变为新材料
波斯尼亚设计师 Nataša Perković 回收了棕榈油工厂的纤维废料,制作了再生油棕榈系列产品,该系列产品使用了尽可能少量的材料。该系列包括 3D 打印的可堆叠椅子,三个盘子和一个吊灯,其开发目的是将棕榈油产生的副产品从“环境损害”转变为可持续的材料。
图源: dezeen
在生产过程中,他们混合使用高科技和低技术生产方式,以证明材料的多样性。椅子采用高科技方法制作,将油棕树纤维微粉与聚乳酸(PLA)(一种由乳酸制成的生物塑料)混合成新的复合材料。该复合材料可以制成用于 3D 打印的长丝,或者用于制成注塑成型所需的颗粒。如需工业化规模量产,椅子将使用注塑成型的方式来制造。Perković 的这个系列采用了 3D 打印的制造方式。
低技术生产方式展示了如何将废料用于制造家用物品,例如碗,盘子和灯。Perković 和她的团队尝试了传统的造纸和压模技术来制作物品:浸泡,煮沸,打浆,然后将油棕纤维切碎。根据设计师的说法,这种使用基础厨房设备和最少能源的重新利用废油棕榈纤维的低科技工艺,可以在使用其他纤维素废纤维(例如木材或竹子)的发展中国家被采用
资料来源: www.dezeen.com
2.2 可适用于制作 PPE 口罩的羊毛
图源: printed electronics world
新西兰的一家公司正在努力开发一种由羊毛制成的可生物降解的口罩,以保护用户免受 COVID-19 的侵害。林肯农业技术公司(Lincoln Agritech)是林肯大学(Lincoln University)所有的研发公司。这项研究将使用最新开发的技术,该技术将完全改变羊毛纤维的物理形态,产生看起来像轻薄的纸状膜,其外观和感觉更像我们通常看到的 PPE 口罩。林肯农业技术公司新材料部门经理凯利博士说,羊毛是开发 PPE 所需的过滤和粘合的理想材料,但其粗大结构可能会带来局限性。
他们将进行为期18个月的研究计划,该计划将使用羊毛研究组织(WRONZ)的专利技术来改变纤维的物理形态,并改善其吸收和病毒中和特性。这些口罩既高效又环保。新一代增强了羊毛的吸收性和粘合性,使纤维更适合 PPE 使用。
资料来源: www.msn.com
2.3 常规混凝土的无水泥替代品
图源:Jung Getty
在现代基础设施项目中,混凝土是至关重要的齿轮。尽管混凝土是重大发展中不可缺的一环,混凝土对环境却有着极大的负面影响。
混凝土是通过将水,沙子或碎石之类的材料与水泥混合在一起而制成的,正是这种成分对环境造成了很大影响。根据 Chatham House(英国非盈利组织)2018年的报告,每年有超过40亿吨的水泥被生产出来。根据政策研究所的说法,这占“全球二氧化碳排放量的大约8%”。
全球范围内,人们正在努力开发新的技术和方法来减少人类对混凝土的依赖,从而减少其对环境的影响。本月初,澳大利亚公司 Boral 宣布与悉尼科技大学(UTS)建立为期五年的合作关系。该公司表示,这种合作关系将“加速产品创新以及低碳混凝土的研究,开发和商业化”。
图源:DB Group
一家位于荷兰的公司则表示,他们的“WasteBasedBricks”使用了至少60%的废物来进行生产,并且适用于室内和室外。
在英国,DB Group 开发了 Cemfree,它被描述为“完全没有水泥的传统混凝土替代品”。迄今为止,该材料已在多种环境中使用,包括英格兰南部主要高速公路 M25 的一部分。
另一家从事可持续建筑产品领域的公司是 Kenoteq,这是一家在爱丁堡赫瑞瓦特大学 (Heriot-Watt University) 进行的研究中衍生出来的初创公司。该公司开发了一种砖块,该砖块是用90%的可回收建筑和拆除废物制成的。
资料来源: www.cnbc.com

03 清洁能源及相关技术

3.1 将有害废水转化为可再生能源
图源: AGROBICS
目的将循环经济技术结合到废水处理领域中,总部位于 Shfar’am 的 AgRobics 开发了一种新的“生物稳定剂”技术,该技术既可以改善废水处理,又可以从富含微生物的废弃物中收集沼气并产出能源。
这家初创企业的专利技术得到了国家自来水公司 Mekorot 的支持,他们将地球上一些最古老的厌氧生命形式 – 古细菌,连接到新型反应器上。是古老细菌和现代工程技术的一种完美结合。
当废水通过反应器输送时,细菌会吞下污染物,净化水质,并排出可用来再生能源的“有价沼气”。这项技术已经在 Karmiel 和 Netufa 的废水处理厂以及以色列南部的一家食品厂成功进行了测试。
尽管该解决方案对发达国家的工业和市政机构至关重要,但 AgRobics 的联合创始人萨巴赫教授强调了循环经济更可以为发展中国家带来发展潜力:“有了 AgRobics,社区可以将再生水和肥料用于农业发展,并有清洁能源供居民使用。”
资料来源:www.jppost.com

04 科技向善

4.1 区块链支持未来慈善事业发展
图源:coindesk.com
在过去的十年中,各种各样的捐赠渠道和捐赠方式层出不穷,进而改变了人们的捐赠习惯。依 Blackbaud 统计,在线捐赠呈现稳定增长状态,总捐赠从2013年的6.4%增长到2018年的8.5%。数亿美元的加密货币也被用于捐赠,其中包括捐赠给 Fidelity Charitable 的1亿多美元,DonorsChoose 的2900万美元,和 Ellen Degeneres Wildlife Fund 的400万美元。
从初创公司开始设计更便捷的数字捐赠货币程序,到慈善机构对数字捐赠的接受度慢慢提升,我们可以认为,慈善数字货币企业的未来是光明的。
到目前为止,加密货币已经以多种方式用于支持慈善事业和捐赠,包括推出了 The Pineapple Fun 这个匿名基金。它募集了超过5500万美元的比特币,然后将其捐赠给慈善机构。Funraise 和 Nonprofit Tech for Good 的2019年“全球 NGO 技术报告”显示,最近在慈善领域内有关比特币的研究反映出,加密货币捐赠占慈善捐赠付款方式的1%–5%,在某些国家/地区的增长甚至高达100%以上。
图源:cointelegraph.com
在加密货币和慈善捐赠的最新实际使用案例是在2020年1月初,当时 COVID-19 大流行使各个国家和社区面临个人防护设备和医疗支持的短缺,并且需要即时援助。
The Stellar Development Foundation 启动了一项计划,捐赠与 Stellar Lumens (XLM) 所幕款项同金额的捐款,该计划由位于 Stellar 的 Lumenthropy(一个支持慈善机构的募款组织)提供支持。此外,Giving Block 宣布开始#CryptoCOVID19 联盟,Paxful 也发起了“非洲基金”向全非洲的社区提供个人防护设备,用品,水和其他必需品。
如果慈善捐款能够在区块链上完成,那么我们就能更好地追踪每一笔捐款的去向,从而提升整个系统的透明度,减少腐败的发生。
资料来源: cointelegraph.com

当人工智能遇上循环经济

(​图源:www.wsp.com)

循环经济与人工智能是近几年来的热门话题。然而,目前在国内似乎尚未见到任何结合两者的实际案例。
谷歌公司与艾伦·麦克阿瑟基金会联合撰写了报告《人工智能和循环经济:AI 是一种有助于加速步入循环经济的工具》,对人工智能和循环经济两大趋势的结合进行了探索,并以食物与消费性电子两大产业为例,从人工智能赋能、加速循环经济的实例应用和未来趋势的角度进行了分析,重点讨论了人工智能在三个方面的贡献:设计循环产品、零件、和原料,助力循环经济商业模式,和优化循环模式基础设施。我们从报告中总结了一些观点,希望能启发创变者们从中发现新契机。

循环经济是什么?

根据艾伦·麦克阿瑟基金会的定义,循环经济主要有三大原则: 
1. 从设计之初避免废弃和污染 
2. 延长产品和材料的使用周期 
3. 促进自然系统再生
获取—制造—废弃”的线性生产模式是目前多数公司的选择,而循环经济旨在跳出这种模式,重新定义增长,并创造积极的全社会效益。

(图源: www.managementors.co.uk)

人工智能:循环经济转型的“助推器”

研究发现,人工智能可以从三个层面促进跨行业的循环经济创新:
1. 设计循环产品、零件、和原料。
人工智能可以借助机器学习等手段快速搭建原型,加速测试迭代,辅助设计过程,从而加速适合循环经济的新产品、组件和材料的开发。

(图源:roosboard.com)

 2. 助力循环经济商业模式。
人工智能可以放大循环经济商业模式的竞争实力,如产品的服务和租赁。结合来自产品和用户的实时和历史数据,人工智能可以通过定价和需求预测、智能库存管理来增加产品流通和资产利用率。
 3. 优化循环模式基础设施。
人工智能可以通过改进产品分类和拆卸、再制造部件和回收材料的过程,帮助改进产品和材料“闭环”所需的逆向物流基础设施建设。

实例分析:人工智能如何赋能可持续

共享经验,合作双赢

人工智能加速电子元件的设计过程
创立于2010年的 Motivo 公司用人工智能优化集成电路的开发与制造。在传统的集成电路制造过程中,设计、测试与迭代往往要耗时一年左右,设计越复杂,用于检查验证的时间也越冗长。即使在芯片制成进入市场后,也可能出现各种性能问题。对生产公司而言,要解决这些问题十分困难,其原因之一在于芯片生产过程中的人工手动干预。传统的纠错方式往往是通过调整参数来消除缺陷,但这一方法的效率并不高,因为调试者并没有从过往经验中学习,所采取的措施仅限于当前批次产品的即时处理。
Motivo 公司认为人工智能在这一方面拥有更多的优势,它不仅能根据过往的数据进行学习,还能进行预判,找出芯片可能存在的故障和其他潜在的问题,做到防患于未然。

(图源:Motivo 官网)

几次测试中,Motivo 公司表示,机器学习算法能有效的将芯片设计调试过程从一年缩短到几周,大大提升了设计效率。同时,随着测试效率的提升,消耗的能量和废料也可以被大幅度减少,进而达到更可持续的目的。
从设计层面来看,人工智能主要的优势在于其计算能力与学习能力。产品的设计、研发过程中,调试优化往往需要无数次的试错反复,寻找某种最优材料或配方也需要耗费大量的时间精力,而人工智能可以帮助执行这些重复或相似的测试操作,并且在过程中快速学习,推算出合适的方案。这项优势节省了劳动力,提升了效率,更降低了成本,和减少了材料的消耗,让公司与环境都受益,真正做到降本增效。

助力循环经济商业模式

Stuffstr: 人工智能助力二手物品流转,助推循环经济
循环经济的原则之一在于提升物品的使用率,减少能源、材料的浪费,而这需要公司与消费者的共同努力。随着可持续发展理念的传播,人们的消费观也逐渐改变,越来越多的人开始接受二手闲置物品交易这一方式。但二手物品的交易与商场物品买卖不同,双方信息的不对称、定价折旧的波动性、监管的困难等使得实际交易比想象中复杂许多。
Stuffstr 公司致力于开发人工智能方案来解决这一问题。一方面,他们为消费者提供购买二手物品的机会,另一方面,他们也鼓励消费者卖出闲置的物品,促进二手物品流通。在这一过程中,人工智能帮助预测产品在二手交易市场中的实时需求,确保消费者买进与卖出的商品都拥有合适的价格。这个解决方案还能根据反馈及时地调节销售策略,促进商品在市场中的交易。
(图源:Stuffstr.com)
从运营层面来看,人工智能的优势在于消费者洞察,它可以根据大数据对消费者人群进行细分,并根据需求变化来动态定价,有效减少商品的库存囤积,进而减少浪费。生活用品制造过程中的碳排放其实体量惊人,却常被忽略。如果二手交易市场等循环经济商业模式能借由人工智能更好地发展,这将为可持续发展带来巨大贡献。

优化循环模式基础设施

ZenRobotics: 人工智能辅助分类,实现材料回收“闭环”
循环经济其中一个关键理念是实现材料和产品的有效回收利用,这需要通过技术对回收、再制造和循环利用提供支持,以及高效广泛的基础设施来进行收集、分类、分离和再分配。当前大环境面临的挑战是如何把有回收价值的物质从废物中分离并归类。分离效果越好,再利用和再制造的物料质量也就越高。
ZenRobotics 是第一家将人工智能与机器人技术运用到废物处理中的公司。他们使用摄像头与传感器获取并输入数据,结合计算机视觉技术对混合物料进行分类,并借由机器人处理废料,这一操作据称能达到98%的准确度。ZenRobotics 机器人所实现的废物高精度快速分离,为改善产品后续处理效率和实现可回收再利用的闭环提供了契机。
(图源:Recycling Magazine)
从基础设施层面来看,人工智能在促进产品回收过程规模化,解决技术挑战方面也相当有潜力。例如在消费性电子产业,产品的回收往往非常繁琐、分散且劳动密集。技术上的复杂性也为回收的过程筑高了壁垒。人工智能的出现有望缓解这一现状:人工智能基础设施相比起人工劳动力更易于大规模铺设,机器学习提高了分类分级过程中的客观性、敏捷性与准确性,也能够帮助降低评估和再制造的成本。

创变者可以怎么做?

随着能源、碳排放等环境问题日益严峻,循环经济的经济、环境和社会效益也日益明显。在循环经济中,创造价值与消耗有限资源越来越脱钩。它向小型和大型组织、地方和全球组织、私营和公共组织展示了打造多样化和具包容性经济的潜力。循环经济的愿景在于构建一个适合未来的再生系统,遵循循环经济理念的创业者们都将是构建这个系统的一员。 
人工智能是实现循环经济愿景的重要助推器。它在食品及消费性电子行业的成功实例表明,人工智能在循环经济中带来价值的机会并不局限于特定行业,而是在实现系统性转变上发挥重要作用。作为创变者,您可以着重思考关注以下几个方面:

(图源:medium.com)

  • 深入了解人工智能如何赋能循环经济:以本文中提到的案例作为起点,认清人工智能的优势和局限,了解利益相关方的需求,以及可能的应用场景;
  • 数据的访问与共享权限:高质量数据收集是帮助人工智能做出精准决策的重要因素,除项目开源外,如何获得相关数据,也是需要与利益相关者们一同探寻的议题;
  • 个人隐私与数据安全:隐私与安全是面对人工智能技术时的常见问题——在获取过程中和使用数据时,个人隐私与数据安全的保护是开发者需要多加关注的环节。
人工智能与循环经济的结合将带来许多机遇与挑战。尽管现阶段已经有了人工智能辅助设计的实例,若要将人工智能应用于“重新调整设计整个经济系统”这样更为复杂的任务,则仍有很长一段路要走。在现今人工智能迅速发展的这一风口,创变者们可以进一步探索将事业结合人工智能,进而赋能转型循环经济这一商业模式的可能。
参考资料:
1. 谷歌,艾伦·麦克阿瑟基金会,“人工智能和循环经济:AI 是一种有助于加速步入循环经济的工具” 
2. 艾伦·麦克阿瑟基金会,“什么是循环经济”,https://www.ellenmacarthurfoundation.org/cn/%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E7%BB%8F%E6%B5%8E/%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E7%BB%8F%E6%B5%8E%E5%8E%9F%E5%88%99 
3. 36氪,“麦肯锡:半导体制造行业的高级分析,关注晶圆厂改革之路”,http://36kr.com/coop/toutiao/5069002.html?ktm_source=toutiao&tt_group_id=6403584433614192897&tt_from=android_share&utm_medium=toutiao_android&utm_campaign=client_share

企业赋能可持续:给可持续企业领袖的几点建议

2020 年到 2030 年是可持续发展目标的“行动十年”。站在这十年的关口,我们应如何看待企业在可持续发展方面的成就与不足,又该如何面对未来的挑战?
来自全球多个行业的 1000 位 CEO 在《联合国全球契约组织 —— 2019 埃森哲战略可持续发展 CEO 调研》中分享了他们的见解。我们将围绕 CEO 们在企业自身、企业合作、领导特质三个方面发出的号召,与大家探讨企业如何为可持续发展目标赋能。
在前两篇文章中,我们谈到了企业在自身核心价值方面如何为可持续赋能,又应如何链接多方力量进行合作。而如何带领一个公司实现可持续转型,则与领导力息息相关。本篇文章中,我们从“人”的角度入手,探讨怎样的领导特质更有助于带领公司实现可持续化转型,推动可持续发展目标的实现。

公司层面:内外兼修,营造可持续发展环境

无论我们做什么,只有当它对社区、国家、气候环境与消费者都有益时,这些事才是对公司有益的。
——Praveen Singhavi,
亚太资源集团(APRIL Group)总裁

锐意变革,长远布局

企业的领导者身担变革的重任,应作为先行者,积极领导公司为推进可持续发展议程做出改变。消费者、员工与公众日益增长的期望,也在促使领导者做出改变。把所有利益相关方纳入考量范围后,领导者的关注点就不再仅限于短期的利润,还会包括长远的社会影响与可持续性。这意味着,领导者需要选择对可持续发展最有益的策略,而非短期财务收益上的最优解。

引导需求,倡导行动

领导者应该关注并善用自身品牌的影响力,发扬商业向善的力量。在过去,企业的角色往往只是“回应消费者的需求”,但现在,企业应该更进一步,适当地教育、引导消费者做出对可持续发展更有利的决策。从产品设计研发到宣传营销,领导者可以选择其中的任意一些环节作为切入点,传递可持续的价值观,唤起消费者的意识,倡导消费者采取更积极的行动。

培养文化,强化使命感

正如富士传媒首席执行官宫内正树所说:“领导者的职责是,创造一个让员工都能感受到自我使命并分享使命的环境。”除了对外的市场影响,对内,领导者也要把可持续的理念贯彻到企业文化中,让员工更好地理解、认可公司在可持续方面所做的努力。这有利于培养员工的使命感,让员工认识到自己不止是在为公司实现一个目标,更是在做一件有意义的事,让可持续的理念贯穿工作与生活。

行业层面:交流合作,定义行业新标准

我们需要向大家展示,行业如何成为发展的积极力量,以及解决方案的一环。
——Jean-Sebastien Jacques,
力拓集团(Rio Tinto)首席执行官

认清问题,科学处理

在提出解决方案之前,领导者首先要明白问题到底是什么。多方对话可以成为交流信息、认清现状的一种有效渠道。从对话中,领导者可以了解到问题和现状的复杂性,各个利益相关者的需求,从而得出更科学有效的方案。

扩展责任,共建生态

与过往相比,企业如今的责任范围不再局限于自己公司的产品,还包括了上下游的相关环节,诸如供应商、相关生态等,领导者有义务审核这些合作伙伴在可持续性上是否符合要求。除此之外,还应该和其他公司一起倡导更高的行业标准,为实现可持续发展目标构建一个良好的生态。

共享经验,合作双赢

价值链上利益相关者的协作对于实现可持续发展目标至关重要。领导者需要拥抱更多的“非竞争性”合作伙伴关系,与行业中的其他公司共同分享经验,进行创新,在行业层面采取更大规模的行动,以推进全球目标的实现。

个人层面:以身作则,言行合一

对首席执行官们来说,亲自关注、理解谈论这些(与可持续发展相关的)事情,正在变得日渐重要。
——Sigve Brekke,
挪威电信首席执行官(Telenor Group)

坚定信念,重视可持续

领导者自身应相信可持续发展对企业的积极影响,并发自内心地关心地球,意识到可持续发展的重要性。领导个人对可持续的重视态度,会很大程度上影响到公司内的氛围和员工的思维方式。这也与我们在第一点中提到的企业文化培养互相呼应——当可持续发展的价值观由内而外地产生影响,会为实现可持续发展目标产生更多动力。

言出必行,全面评估

可持续不仅是一个口号与承诺,更是公司追求的实际目标,这就要求领导者做到”言出必行”,将可持续性融合到具体评估指标中,例如将可持续发展与绩效挂钩,如果公司在可持续方面有优异表现,也将体现在领导者与员工的薪酬上。同时,领导者也有义务向投资人传递可持续价值观,让资本方理解可持续性在公司估值上的重要地位。

实事求是,心态平和

除此之外,做一个真实诚恳的领导者(authentic leader)也同样重要。这主要是个人观念认知上的建议,提倡领导者保持一种开放平和的心态,认识到目前所存在的缺陷与不足,了解自己的责任义务所在,并且积极进行对话。坦然承认自己是普通人而非无所不能的“超人”,反而更容易在公司范围内奠定一种健康的基调,产生积极影响。

距离交付可持续目标的2030只剩十年,不应该再将可持续视为未来的改进目标,而要把它看作需要即刻采取行动的优先事项。加速实现可持续发展目标的进程,需要更多来自领导者的承诺,进而推进整个市场体系由内而外的变革。我们正看到越来越多的领导者向公司与同行发出了号召:我们已经进入了至关重要的“行动十年”,我们需要即刻做出改变。

参考资料:
1.联合国全球契约和埃森哲战略,“联合国全球契约组织——埃森哲战略CEO调研报告 (2019)”
https://www.accenture.com/_acnmedia/pdf-109/accenture-ungc-ceo-study.pdf

企业赋能可持续:多维合作选择

2020 年到 2030 年是可持续发展目标的“行动十年”。站在这十年的关口,我们应如何看待企业在可持续发展方面的成就与不足,又该如何面对未来的挑战?
来自全球多个行业的 1000 位 CEO 在《联合国全球契约组织 —— 2019 埃森哲战略可持续发展 CEO 调研》中分享了他们的见解。我们将围绕 CEO 们在企业自身、企业合作、领导特质三个方面发出的号召,与大家探讨企业如何为可持续发展目标赋能。
上一篇文章中,我们提到了企业应如何通过“阈值行动”来设立更加雄心勃勃的目标,以及如何系统性审视企业在实现可持续发展目标时所面临的挑战与机遇。在接下来的内容中,我们想来谈谈从目标到行动的整合过程中,各方如何合作,又分别扮演着什么样的角色。

对话到合作:建立共识,携手攻坚

将所有人聚集起来,采取具体行动,是至关重要的。在未来,协作努力会是非常重要的一环。
——Denis Machuel,
索迪斯(Sodexo)公司 CEO

与可持续发展相关的许多的问题与挑战,都不是仅凭单个公司的一己之力可以彻底解决的。合作已经成为目前的共识。随之而来的问题就是,我们应该如何合作?我们又希望通过合作达成一个怎样的目标?
可持续发展目标也肯定了合作的价值,如目标 17 提到了建立跨国、跨领域合作伙伴关系的各种可能。在企业层面,也有多种合作关系可以探索。如价值链合作行业合作以及政府、企业和多方组织之间的合作。

具体而言,价值链合作强调在一个价值链上的各个企业,利用自身不同的优势与资源,共同推进可持续的创新方案,比如我们在上一篇中提到的可口可乐包装改革就是一个例子。
而行业合作则鼓励行业中的领导者们作为“头雁”,带动行业中其他中小企业,倡导非竞争性的合作,从而推进整个行业在可持续发展上的改革

例如在航空业,国际民航组织(ICAO)提出了国际航空碳抵消和减排计划(Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation,CORSIA),各个航空公司都在努力通过这一计划来降低碳排放。全球有 49 个机场在国际机场理事会的机场碳认证项目中,获得了碳中和机场的认证,这也体现出这一计划在行业层面起到了带动作用。

除此之外,与政府、非营利组织、社区等多方组织的合作也有助于面对复杂的挑战。
如著名生物制药公司诺和诺德(Novo Nordisk)在 2014 年发起的“改变糖尿病”(Cities Changing Diabetes)计划,不仅联合了专业糖尿病中心,还与糖尿病患者比例较高的休斯敦市进行了合作研究。
不论是进行上述的哪一种合作,“对话”都是必不可少的环节。CEO 们在与埃森哲公司的访谈中也提到,企业现在需要严肃且有效的沟通交流,实现可持续发展目标需要科学、现实的讨论,而非对新技术和新方法的恐惧”。
我们必须意识到,可持续发展所要解决的问题是十分复杂、并存在许多取舍权衡的。综合多方的视角、知识和资源,才能够得到一个科学现实且具有整体性的解决方案。
有时我们认为自己正在解决一个问题,但并没有意识到,我们可能也制造了一个新的问题。塑料最开始被认为是一种性价比高的包装材料,但塑料的丢弃对于海洋及其生物而言无疑是一种灾难。当人们倡导减少塑料吸管的使用时,也可能导致消费者使用了更多的塑料盖。虽然出发点是善意的,却无意中造成了更多材料的消耗。
因此,我们所强调的这种合作中的“对话”,重在让各方利益相关者都参与其中。不光是交流,也包含教育的成分。从监管者到消费者,所有行动者、参与者都能通过对话对现状有更清晰的认知,同时也填补自己认知上的盲区,和大家一起朝着一个科学可行的目标努力。

责任投资:驱动可持续发展的投资人

长期的机构投资者非常关注企业的可持续性和 ESG 绩效。如果我们不在乎(可持续性),就不会有那些投资者。
——Mark Little ,
森科能源公司总裁兼CEO

虽然投资者并不是现今企业可持续发展议程上的首要驱动力,但未来投资者的影响力将越来越大,这背后是“责任投资”理念的出现与兴起。
责任投资是指在投资过程中在财务回报的考量之外,将企业对环境的影响、社会责任和公司治理的三大要素(简称 ESG)纳入投资的评估决策中。近年来,ESG 责任投资正在迅速发展。根据一位首席执行官的表述,过往与投资者的谈话中可能几乎没有相关内容,但现在 ESG 和 CSR(企业社会责任)的内容占到了 15%-20%,而这一变化的发生仅仅花了 12 个月。除此之外,目前大数据等技术的发展也帮助了 ESG 指标的量化,推进 ESG 信息披露,从而进一步促进了责任投资的增长。

ESG 及责任投资的理念进入中国的时间较晚,但近年来逐步得到重视。商道融绿发起的中国责任投资论坛(China SIF)在其 2019 年的年度报告中提到,截至 2019 年 11 月底已经有 95 只泛 ESG 公募基金,ESG 股票及混合型公募基金整体规模约 485 亿元,虽然整体仅占基金总规模的 2%,但发展空间巨大。
除投资人之外,联合国与联合国全球契约组织也在促进各方沟通,在建立统一标准上起到了沟通搭桥的作用。
在近期的可持续发展实践中也能看到各个社区、组织和政府在不同维度上的助力。在合作以及达成共识的当下,如何进行有效的对话,如何最大化利用资源进行合作,将是所有行动者持续探寻的话题,而我们在上文中提到的价值链、行业、多方组织等各个维度,或许可以成为思考、实践的起点。

参考资料:
1.联合国全球契约和埃森哲战略,“联合国全球契约组织——埃森哲战略CEO调研报告 (2019)”
https://www.accenture.com/_acnmedia/pdf-109/accenture-ungc-ceo-study.pdf
2.中国责任投资年度报告 2019:
https://www.chinasif.org/newsinfo/2144930.html