الطاقة
الوقود الهيدروجيني الآخر – أفضل 5 أسهم للأمونيا الخضراء
أضف Securities.io إلى مصادرك المفضلة على Google
السعي لاستبدال الوقود السائل
مع تقدم الطاقة المتجددة، تصبح بعض القيود أكثر وضوحًا. يتطلب تقلب الطاقة المتجددة وجود تخزين للطاقة. يمكن أن يكون ذلك على شكل بطاريات، كما استكشفنا في مقالتنا “مستقبل تخزين الطاقة – بطاريات على نطاق المرافق“.
ومع ذلك، بعض أشكال استهلاك الطاقة تقاوم الكهربة بشدة. على سبيل المثال، الشحن البحري لمسافات طويلة، أو الشحن الجوي.
حتى قطاع الشاحنات لم ينجح بعد في التحول إلى السيارات الكهربائية، بسبب وزن البطاريات المطلوبة؛ وكذلك القيود في قدرة إنتاج البطاريات، ما أدى إلى تأخير شاحنة تسلا سيما لسنوات عديدة.
في الأساس، تنبع هذه القيود من حقيقة أن البنزين/الديزل/الكيروسين ذات كثافة طاقة عالية جدًا، أكثر بكثير من أفضل البطاريات.
(TSLA )لذلك فإن فكرة الوقود السائل الذي يكون بديلاً للمنتجات البترولية جذابة للغاية. إحدى الأفكار هي الوقود الحيوي، الذي ينتج في الأساس نفس المنتج كالوقود الأحفوري، لكنه من مصادر متجددة. وهي فكرة أخرى استكشفناها في مقالتنا “الوقود الحيوي الطحوي: الثورة الطاقة التالية؟“.
فكرة أخرى هي استخدام أكثر الذرات وفرة في الكون، الهيدروجين، لتخزين الطاقة. ومع ذلك، يواجه الهيدروجين الغازي بعض القيود، من صعوبات إنتاجه اقتصاديًا، إلى تكاليف الطاقة لتسييله، ونقله، وتخزينه.
لا تحتاج ذرات الهيدروجين إلى أن تكون على شكل غاز H2 لتخزين الطاقة. عنصر آخر وفير للغاية، النيتروجين، الذي يشكل 4/5ث من غلافنا الجوي، يمكن أن يساعد.
الأمونيا كحامل للطاقة
كيمياء بسيطة
الأمونيا، أو NH3، هي سماد ويمكن حرقها أو أكسدتها لإنتاج النيتروجين والماء.
NH3 +O2 → N2 + H2O
لذلك فهي مشابهة إلى حد ما لاحتراق الهيدروجين، من حيث أنها تنتج فقط نواتج ثانوية غير ضارة، على الأقل في الظروف المثالية (المزيد لاحقًا).
الفرق مع الهيدروجين هو أن الأمونيا جزيء أكبر بكثير من H2، وأكثر استقرارًا أيضًا. هذا يجعل نقلها وتخزينها أسهل بكثير. كما أن الأمونيا أكثر كثافة طاقة بنحو 50٪ تقريبًا مقارنة بالهيدروجين السائل.
تسييل الهيدروجين يهدر 44.7٪ من الطاقة التي يحتويها، لأنه يتطلب تبريدًا عند -253°C (-423°F). الحفاظ عليه سائلًا يؤدي إلى مزيد من الخسائر، وتزداد مع مدة التخزين، وقد تصل إلى خسائر بنسبة 79٪ للتخزين الموسمي.
“من ناحية أخرى، يمكن تسييل الأمونيا إما بتبريدها إلى ما دون -33°C (عند الضغط الجوي) أو بضغطها فوق 7.5 بار (عند 20°C) — وهي ظروف يمكن تحقيقها بسهولة أكبر مقارنةً بما يتطلبه الهيدروجين. يمكن أن تكون هذه العملية ذات كفاءة تقارب 99٪”.
البنية التحتية القائمة
الأمونيا ليست مادة كيميائية نادرة الإنتاج، فهي مكون أساسي في إنتاج الأسمدة، وكذلك البلاستيك والمتفجرات. وهذا يعني أن هناك بالفعل صناعة وسلسلة إمداد موجودة للإنتاج الضخم للأمونيا، رغم اعتمادها إلى حد ما على الوقود الأحفوري حاليًا. كما يجعل ذلك العملية مفهومة وفعّالة. بشكل عام، الأمونيا هي ثاني أكثر المواد الكيميائية إنتاجًا في العالم.
مثاليًا، ستعتمد اقتصاد الأمونيا على ما يُسمى بالأمونيا الخضراء، التي تُنتج من الطاقة المتجددة. وهذا يميزها عن أنواع الأمونيا الأخرى:
- الأمونيا الرمادية/البنية: تُنتج من الوقود الأحفوري.
- الأمونيا الزرقاء: تُنتج من الوقود الأحفوري، ولكن مع احتجاز الكربون.
- الأمونيا الوردية (تُسمى أحيانًا الأمونيا الصفراء): تُنتج من الطاقة النووية.
- الأمونيا الفيروزية: تُنتج من التحلل الحراري للميثان. يُفكك الميثان إلى هيدروجين وكربون صلب، ثم يُحوَّل الهيدروجين لاحقًا إلى أمونيا. يمكن تخزين الكربون الصلب أو استخدامه في تطبيقات مثل ألياف الكربون.
وبينما هي أقل انتشارًا من شبكة الوقود الأحفوري، لا يقل طول خطوط أنابيب الأمونيا في الولايات المتحدة عن 5,000 كلم (3,100 ميل) (و490,000 كلم من خطوط أنابيب الغاز الطبيعي عالي الضغط). نظرًا لأن الأمونيا غير قابلة للتآكل ولا تضر أنابيب الصلب مثل الهيدروجين (“هشاشة”), فإن إنشاء أنابيب جديدة قد يكون منخفض التكلفة نسبيًا.
ومع ذلك، سيتطلب ذلك استثمارات ضخمة في كل من طاقة الإنتاج والأنابيب. لاستبدال نصف استهلاك الغاز الطبيعي العالمي فقط، سيتعين مضاعفة إنتاج الأمونيا العالمي بمقدار 20 مرة.
اعتمادًا على الحل المحدد المتبع، يمكن أن تعمل الأمونيا كنظام لتخزين الطاقة ونقلها بكفاءة (الطاقة المستردة) تتراوح بين 84٪ إلى 38٪.
قيود الأمونيا
المشكلة في استخدام الأمونيا مباشرةً للطاقة هي أن الاحتراق نادرًا ما يكون عملية ذات كفاءة مثالية. عندما تُحرق الأمونيا بشكل غير متحكم فيه، تنتج غازات NOx، وهي سامة، بالإضافة إلى غازات الدفيئة (أقوى بـ 300 مرة من CO2).
- حرق الأمونيا الخضراء في مزيج وقود، بالتزامن مع الوقود الأحفوري.
- حرق الأمونيا الخضراء في مزيج وقود، بالتزامن مع الهيدروجين.
- تحويل الأمونيا السائلة إلى هيدروجين مضغوط مباشرةً في موقع التخزين، وعند الطلب، مثل محطة الوقود. عملية تُسمى “التكسير”.
- استخدام خلايا وقود مخصصة، مثل خلايا الهيدروجين، لتوليد الكهرباء مباشرةً وتشغيل محرك كهربائي.
- استخدام محفز لتدمير NOx قبل انطلاقها. قد يسبب ذلك بعض المشكلات حيث أن هذه المحفزات غالبًا ما تكون معادن مكلفة جدًا مثل البلاديوم والبلاتين والروديوم، والتي تُستخدم بالفعل لتقليل انبعاثات NOx في المركبات التي تعمل بالوقود الأحفوري. سيحتاج احتراق يعتمد على الأمونيا فقط إلى كمية أكبر منها.
نظرًا لأن NOx غازات دفيئة قوية، فإن التأكد من عدم ظهورها كبديل لـ CO2 أمر ضروري لتبرير الانتقال إلى اقتصاد الأمونيا.
الأمونيا كحامل للهيدروجين
كما ذكرنا أعلاه، يمكن “تكسير” الأمونيا (NH3) لإعادتها إلى نيتروجين (N2) وهيدروجين (H2). وهذا يعني أنه حتى إذا ثبت أن مشكلة انبعاثات NOx لا يمكن حلها، لا يزال هناك إمكانات لاقتصاد الأمونيا.
في هذا السياق، تُستخدم الأمونيا مباشرةً للتخزين والنقل، بالإضافة إلى بعض التطبيقات المتخصصة. وتتحول إلى هيدروجين في شكل غازي (حتى وإن كان مضغوطًا) لتشغيل المركبات عبر الاحتراق المباشر أو خلايا الوقود.
- انخفاض خسائر الطاقة أثناء إنتاج الوقود السائل، مع الاستمرار في استخدام الطاقة الخضراء للقيام بذلك.
- يمكن استخدام الطاقة المتجددة منخفضة التكلفة خلال فترات الإنتاج الزائد (شمس قوية ورياح) لتقليل تكاليف إنتاج الوقود الإجمالية.
- إمكانية التخزين لعدة أشهر، مما يتيح مرونة في نظام الطاقة، وهو أمر ضروري إلى حد ما للتنقل. على سبيل المثال، إعصار يقطع شبكة الكهرباء لن يوقف سلسلة الإمداد، والإسعافات، والسيارات من العمل، كما قد يحدث في نظام يركز بالكامل على السيارات الكهربائية.
- كما يتيح التخزين لعدة أشهر تحويل الإنتاج الزائد في الأشهر المشمسة أو العاصفة إلى إمداد بالوقود للأشهر التي يكون فيها إنتاج الطاقة المتجددة أقل.
لذلك قد يكون الحديث عن اقتصاد الأمونيا أو اقتصاد الهيدروجين مضللًا إلى حد ما.
سيناريو أكثر احتمالًا هو اقتصاد مختلط من الأمونيا والهيدروجين، حيث تُستغل كل تقنية لتؤدي بأفضل ما لديها من نقاط قوة:
- الأمونيا للنقل، التخزين طويل الأمد، و“امتصاص” الطاقة الفائضة في الأيام المشمسة أو العاصفة.
- الهيدروجين للاستهلاك المباشر، التخزين قصير الأمد، والتطبيقات التي تتطلب طاقة سريعة وعالية، مثل إنتاج الصلب أو محركات الطائرات.
هذا سيناريو يمكن أن تلعب فيه محطات الطاقة النووية دورًا في خفض الانبعاثات، حتى دون اعتماد واسع النطاق للسيارات الكهربائية، بفضل “الأمونيا الوردية” التي توفر مصدرًا منخفض الكربون للوقود السائل.
الطريق إلى اقتصاد الأمونيا
خريطة الطريق لتبني الأمونيا أصعب قليلاً لتحديدها. تشير بعض الأبحاث إلى أن اقتصادًا يعتمد على الأمونيا، باستخدام الإنتاج الضخم للأمونيا الخضراء (الجيل الثانيnd)، غير محتمل قبل عام 2030.
في هذا السيناريو، سيتولى الإنتاج الأكثر كفاءة للأمونيا المعتمد على الاختزال الكهربائي المباشر (الجيل الثالثrd) السيطرة فقط في أواخر عقد 2030، نظرًا لأن التقنية لا تزال في مراحلها الأولية اليوم، خاصة المحفزات الكهربائية الفعّالة.
المصدر: Science Direct
بشكل عام، هناك آمال كبيرة في نمو الأمونيا الخضراء، حيث تشير بعض التقديرات إلى أن السوق الحالية التي تبلغ 300 مليون دولار قد تتحول إلى سوق ضخم بقيمة 17.9 مليار دولار، أو معدل نمو سنوي مركب مذهل بنسبة 72.9٪ بحلول عام 2030.
أفضل 5 أسهم للأمونيا الخضراء
تركّز هذه القائمة على شركات الأمونيا الخضراء أو الهيدروجين الأخضر. لكن القادة الحاليون في إنتاج الأمونيا، مثل على سبيل المثال CF Industries Holdings, Inc. (CF ) (CF) أو Yara International ASA (YAR.OL) من المرجح أن يتحولوا إلى الأمونيا الخضراء في الوقت المناسب وقد يكونون خيارًا أيضًا.
1. Aker Horizons ASA (AKH.OL)
Aker Horizon هي شركة فرعية لمجموعة Aker التي تركز على الطاقة الخضراء. تُعد المجموعة تكتلاً نرويجيًا مهمًا، مع تركيز على الطاقة المتجددة والأعمال البحرية/البحرية.
المصدر: Aker
Aker Horizon هي الشركة القابضة لعدة شركات فرعية تشمل احتجاز الكربون، والهيدروجين الأخضر، والطاقة المتجددة.
المصدر: Aker
تُظهر الشركة نشاطًا ملحوظًا في توليد الهيدروجين والأمونيا الخضراء، مع هدف لتقليل انبعاثات شحن القطب الشمالي.
المصدر: Aker
لذلك، ليست Aker شركة أمونيا خضراء بحتة، بل يمكنها التعامل مع التكامل الرأسي الكامل للأمونيا الخضراء، من توربينات الرياح البحرية إلى توليد الهيدروجين إلى إنتاج الأمونيا الخضراء. كما تعمل على مشاريع مثل تحويل النفايات إلى طاقة في فرنسا، ومصنع كتل حيوية في ألمانيا، واحتجاز الكربون في الشرق الأوسط (السعودية والإمارات).
هذا يجعلها سهمًا جيدًا للمستثمرين الذين يبحثون عن تعرض لقطاع الطاقة الخضراء بشكل عام، مع موقع قوي في الأمونيا الخضراء، وكذلك في طاقات خضراء أخرى، وبعض التنوع الجغرافي.
2. Plug Power Inc. (PLUG)
Plug Power (PLUG ) هي رائدة في مجال الهيدروجين الأخضر، مع تركيز على خلايا الوقود. تجدر الإشارة إلى أن خلايا الوقود الخاصة بها تشغل أكثر من 40,000 رافعة شوكية، مع زيادة الإيرادات بمقدار 8 أضعاف منذ عام 2013. كما أنها نشطة في بناء بنية تحتية للهيدروجين مثل إنتاج الهيدروجين، واللوجستيات، وتوليد الطاقة على نطاق المرافق، والتسليمات.
المصدر: Plug Power
تسعى الشركة إلى تحقيق الحجم لتقليل تكاليف الإنتاج من 10 دولارات/كغ إلى 4 دولارات/كغ، مع مضاعفة الإنتاج بمقدار 14 مرة بحلول عام 2027.
المصدر: Plug Power
بسبب الاستثمارات الضخمة لزيادة طاقة الإنتاج 19 مرة منذ عام 2020، لا تزال الشركة غير مربحة. أدى ذلك إلى تقريبًا مضاعفة الإيرادات من بداية إلى نهاية عام 2023. من المتوقع أن يأتي معظم الأعمال الحالية والمتوقعة من أمريكا الشمالية.
تعتبر الشركة حلها إما وقودًا مباشرًا للتنقل، أو مكملًا للسيارات الكهربائية، حيث يسمح الهيدروجين بتقليل الضغط على شبكة الشحن الذروة للسيارات الكهربائية التي لا تتطابق مع أوقات إنتاج الطاقة المتجددة خلال اليوم.
المصدر: Plug Power
باعتبارها منتجًا رئيسيًا لخلايا الوقود، ستستفيد Plug Power بشكل كبير من التحول نحو اقتصاد يعتمد على الهيدروجين/الأمونيا. وعلى الرغم من عدم نشاطها المباشر في إنتاج الأمونيا، فإن الشركة تركز بشكل أساسي على إنتاج الهيدروجين الأخضر (المطلوب لإنتاج الأمونيا الخضراء) وخلايا الوقود، وهما مكونان سيظلان مطلوبين بشدة في حال فشل الاعتماد على الهيدروجين وحده.
لذلك، يجعل ذلك من Plug Power سهمًا جيدًا للمراهنة على التحول نحو الهيدروجين بشكل عام، سواء مع أو بدون أمونيا. إذا تبين أن قيود الهيدروجين المتعلقة باللوجستيات والتخزين لا يمكن تجاوزها، فستستفيد الشركة من اقتصاد الهيدروجين+الأمونيا.
3. Ballard Power Systems Inc. (BLDP)
Ballard هي شركة أخرى لتصنيع خلايا الوقود، ورائدة في التقنية مع أول حافلة تعمل بخلايا الوقود في عام 1993.
تركز الشركة على أسواق المعدات الثقيلة: الحافلات، الشاحنات، القطارات/الترام، السفن، التعدين/الإنشاء، والطاقة. بينما كانت الحافلات هي جوهر الأعمال، تتوقع الشركة أن تصبح الشاحنات قطاعًا تجاريًا رئيسيًا بحلول عام 2025. كما تتوقع أن تظل أوروبا السوق الرئيسي (50-60٪)، تليها أمريكا الشمالية (25٪).
من المتوقع أن تستمر خلايا الوقود الخاصة بالشاحنات في النمو وتمثل سوقًا بقيمة 7.5 مليار دولار في عام 2030 (من إجمالي سوق يبلغ 195 مليار دولار)، وهو ما يكاد يساوي جميع تطبيقات الهيدروجين/خلايا الوقود الأخرى مجتمعة.
المصدر: Ballard
نظرًا لارتفاع الطاقة المطلوبة، والحاجة إلى شحن سريع، فإن المركبات الثقيلة تُعد خيارًا جيدًا للهيدروجين وخلايا الوقود مقارنةً بالمركبات الخفيفة مثل السيارات. كما يقلل ذلك من الحاجة إلى أسلاك القطار، وإعادة الشحن السريعة للنقل لمسافات طويلة.
المصدر: Ballard
الشركة ليست غريبة عن الأمونيا أيضًا، حيث قامت على سبيل المثال بعقد حديث مع Amogy لتزويدها بخلايا الوقود لمنصتها “الأمونيا إلى طاقة” التي تعتمد على تقنية فريدة لتكسير الأمونيا.
في حين أن السيارات الكهربائية لديها فرصة معقولة للسيطرة بسرعة على أسواق السيارات، فإن المركبات الأثقل أصعب في خفض انبعاثاتها. ومع قيادتها الراسخة في القطاع، ستكون Ballard مستفيدًا رئيسيًا من دفع السياسات نحو اقتصاد الهيدروجين.
4. FuelPositive Corporation (NHHHF)
قامت FuelPositive بإنشاء نظام توليد أمونيا خضراء معياري/معبأ. هدفها الأول هو القطاع الزراعي، مما يسمح بإنتاج الأمونيا في الموقع باستخدام الطاقة المنتجة محليًا. يمكن للنظام إنتاج ما يصل إلى 300 كغ/يوم، أي 100 طن سنويًا من الأمونيا بتكلفة 950,000 دولار كندي.
المصدر: Fuel Positive
هذا يجعله نظامًا يناسب المزارع التي تصل مساحتها إلى 1,800 فدان. حيث يكفي تغطية 1.5 فدان من الأرض بألواح شمسية لتشغيل توليد الأمونيا.
المصدر: Fuel Positive
تدعي FuelPositive أن نظامها يمكنه إنتاج الأمونيا بتكلفة 560 دولار كندي/طن، وهو ما يتماشى مع الأسعار التاريخية، والأهم من ذلك، سيحمي المزارعين من التقلبات الشديدة في الأسعار التي شهدوها في السنوات القليلة الماضية، حيث ارتفعت أسعار الأمونيا إلى 1350 دولار/طن في مرحلة ما.
المصدر: BusinessAnalitIQ
تُعد الشركة الناشئة في مرحلة مبكرة، مع جدولة الإنتاج الكامل للعام 2025، وتم تأكيد 30 طلبًا حتى الآن، مع جدولة أول تسليم في مارس 2024.
القوة الرئيسية لـ FuelPositive هي قابلية نظامها للتجزئة، مما يتيح نهجًا أكثر توزيعًا وإنتاجًا موحدًا على نطاق واسع لوحدة توليد الأمونيا.
تقوم الشركة ببناء شراكة مع Cipher Neutron، التي يمكنها إنتاج الهيدروجين دون أي معدن من مجموعة البلاتين.
بينما يتركز التركيز الأساسي على إنتاج الأسمدة، يمكن استخدام الأمونيا لتشغيل محركات المزارع بالطاقة المنتجة في الموقع، اعتمادًا على سرعة تبني أدوات الزراعة التي تعمل بالأمونيا/الهيدروجين.
يمكن للطبيعة اللامركزية والمجزأة لأنظمة FuelPositive أن تجعلها عنصرًا أساسيًا في اقتصاد الأمونيا المستقبلي. يمكن لسوق الأسمدة أن يوفر الفجوة التي تسمح للشركة بالنمو حتى يصبح استخدام الهيدروجين والأمونيا أكثر انتشارًا.
5. AmmPower Corp. (AMMPF)
AmmPower مشابهة لـ FuelPositive من حيث توفير أنظمة توليد الأمونيا المعيارية، ولكن على نطاق أوسع، حيث يمكن لوحدتها الأساسية إنتاج 4 أطنان/يوم. يضع ذلك الشركة في مجال المزارع الضخمة جدًا (أكثر من 10,000 فدان) أو العمليات الصناعية مثل النسيج، والتبريد، والتعدين، والصناعات الصيدلانية، أو أشباه الموصلات.
المصدر: AmmPower
تعمل الشركة حاليًا على بناء سجل طلباتها، مع تقدير إمكانات الحجز القريبة بحوالي 30 مليون دولار، وآفاق مبيعات لـ 690 وحدة من 52 دولة.
تقدّر الشركة تكلفة الكهرباء بحوالي 360 دولار/طن من الأمونيا.
تتيح قابلية النظام للتجزئة تنفيذًا سريعًا وتسليمات خلال أقل من عام مقارنةً بـ 3-4 سنوات للمشاريع المماثلة دون النهج المعياري.
كما تعمل على تقنية تحويل النفايات إلى أمونيا، في مشروع مشترك مع CTEC Energy Sales USA.
لتعزيز تقدم الأمونيا نحو اقتصاد هيدروجين-أمونيا، تقوم بإنشاء شركة فرعية مخصصة لتكسير الأمونيا إلى هيدروجين، والتي ستسعى للحصول على تمويل إضافي بشكل منفصل.
من خلال تحقيق الحجم الذي قد يناسب معظم الاستخدامات الصناعية، بالإضافة إلى المزارع الضخمة، تستهدف AmmPower العملاء والشركات التي تتمتع بإمكانية وصول أعمق إلى رأس المال مقارنةً بالآخرين. وبالاشتراك مع تقنية تكسير الأمونيا، يمكن لهذا أن يسمح لها بالتوسع بسرعة عقب سياسات تشجع على تطوير الهيدروجين كحامل للطاقة.
