Energi

Den anden brintbrændstof – Top 5 grønne ammoniakaktier

mm
Udgivet den
Opdateret den
Føj Securities.io til dine foretrukne kilder på Google

Jagten på at erstatte flydende brændstoffer

As renewable energies progress, some limitations are becoming clearer. The intermittency of renewables requires the presence of energy storage. This could be in the form of batteries, as we explored in our article “Fremtiden for energilagring – Storskala batteriteknologi”.

Dog er nogle former for energiforbrug meget modstandsdygtige over for elektrificering. For eksempel langdistancesejlads eller luftfragt.

Selv lastbiltransport har indtil videre ikke kunnet konverteres til elbiler på grund af den nødvendige batterivægt; samt begrænsninger i batteriproduktionskapaciteten, hvilket i mange år har forsinket Tesla (TSLA ) Semi.

I høj grad skyldes disse begrænsninger, at benzin/diesel/kerosin er ekstremt energitætte, langt mere end de bedste batterier.

Derfor er idéen om et flydende brændstof, der kan erstatte petroleumsprodukter, meget attraktiv. En idé er biobrændstoffer, som i princippet producerer det samme produkt som fossilt brændstof, men fra vedvarende kilder. Det er en anden idé, vi udforskede i vores artikel “Algal Biofuel: The Next Energy Revolution?“.

En anden idé er at bruge det mest udbredte atom i universet, hydrogen, til at lagre energi. Dog har gasformig hydrogen nogle begrænsninger, fra vanskelighederne ved at producere den økonomisk til energikostnaderne ved at flydendegøre, transportere og lagre den.

Hydrogenatomer behøver ikke at være i form af H2-gas for at lagre energi. Et andet ekstremt udbredt element, nitrogen, som udgør 4/5th af vores atmosfære, kan hjælpe.

Ammoniak som energibærer

Enkel kemi

Ammoniak, eller NH3, er et gødningsstof og kan brændes eller oxideres for at producere nitrogen og vand.

NH3 +O2 → N2 + H2O

Så den er på en måde lig hydrogenforbrænding, idet den kun producerer harmløse biprodukter, i det mindste under ideelle forhold (mere om det senere).

Forskellen i forhold til hydrogen er, at ammoniak er en meget større molekyle end H2 og også meget mere stabil. Dette gør transport og lagring meget lettere. Ammoniak er også næsten 50 % mere energitæt end flydende hydrogen.

Hydrogenflydning spilder 44.7% af den energi, den indeholder, da den kræver nedkøling ved -253°C (-423°F). At holde den flydende medfører yderligere tab, som stiger med lagringens varighed, potentielt op til 79 % tab ved sæsonlagring.

“Ammoniak kan derimod flydendegøres ved enten at køle den ned under -33 °C (ved atmosfærisk tryk) eller ved at presse den over 7,5 bar (ved 20 °C) – betydeligt mere opnåelige betingelser end dem, der kræves for hydrogen. Denne proces kan være tæt på 99 % effektiv”.

Eksisterende infrastruktur

Ammoniak er ikke en sjældent produceret kemikalie; den er en nøglekomponent i produktionen af gødning, men også plast og sprængstoffer. Dette betyder, at der allerede findes en eksisterende industri og forsyningskæde til masseproduktion af ammoniak, selvom den i øjeblikket er noget afhængig af fossile brændstoffer. Det gør også processen velkendt og effektiv. Samlet set er ammoniak den næstmest producerede kemikalie i verden.

Ideelt set ville en ammoniakøkonomi basere sig på såkaldt grøn ammoniak, fremstillet fra vedvarende energi. Dette adskiller den fra andre typer af ammoniak:

  • Grå/brun ammoniak: produceret fra fossile brændstoffer.
  • Blå ammoniak: produceret fra fossile brændstoffer, men med kulstofopsamling.
  • Lyserød ammoniak (nogle gange også kaldet gul ammoniak): produceret fra nuklear energi.
  • Turkis ammoniak: produceret fra pyrolyse af metan. Dette nedbryder metan til hydrogen og fast kulstof, hvor hydrogenen senere omdannes til ammoniak. Det faste kulstof kan lagres eller bruges til anvendelser som kulfiber.

Og selvom netværket er langt mindre omfattende end fossile brændstofnetværk, findes der mindst 5.000 km (3.100 miles) af ammoniakrørledninger i USA (og 490.000 km af højtryks naturgasrørledninger). Da ammoniak er ikke‑korrosiv og ikke beskadiger stålrør som hydrogen (“embrittlement”), kan nye rørledninger være relativt billige.

Dette vil dog stadig kræve massive investeringer i både produktionskapacitet og rørledninger. For kun at erstatte halvdelen af den globale naturgaskonsumtion ville kræve en 20‑fold forøgelse af den globale ammoniakproduktion.

Afhængigt af den præcise løsning kan ammoniak fungere som et energilagrings‑ og overførselsystem med en effektivitet (returneret energi) på mellem 84 % og 38 %.

Begrænsningerne ved ammoniak

Problemet med at bruge ammoniak direkte til energi er, at forbrænding sjældent er en perfekt effektiv proces. Når ammoniak brændes ufuldstændigt, producerer den NOx-gasser, som er giftige, samt drivhusgasser (300 × mere potente end CO₂).

  • Forbrænding af grøn ammoniak i en brændstofblanding sammen med fossilt brændstof.
  • Forbrænding af grøn ammoniak i en brændstofblanding sammen med hydrogen.
  • Omformning af flydende ammoniak til komprimeret hydrogen direkte på lagringsstedet, og på efterspørgsel, som ved en tankstation. En proces kaldet “cracking”.
  • Brug af dedikerede brændselsceller, som for hydrogen, til direkte at generere elektricitet og drive en elektrisk motor.
  • Brug af katalysator til at destruere NOx, før de frigives. Dette kan medføre problemer, da disse katalysatorer ofte er ekstremt dyre metaller som palladium, platin og rhodium, som allerede anvendes til at reducere NOx-emissioner i fossile brændstofkøretøjer. En ren ammoniakbaseret forbrænding ville kræve meget mere af dem.

Da NOx er kraftige drivhusgasser, er det nødvendigt at sikre, at de ikke erstatter CO₂, for at retfærdiggøre overgangen til en ammoniakøkonomi.

Ammoniak som en brintbærer

Som nævnt ovenfor kan ammoniak (NH3) “crackes” tilbage til nitrogen (N2) og brint (H2). Dette betyder, at selv hvis problemet med NOx-emissioner viser sig uopløseligt, er der stadig potentiale for en ammoniakøkonomi.

I denne sammenhæng anvendes ammoniak direkte til lagring, transport samt nogle nicheapplikationer. Og omdannes til brint i gasform (selv om komprimeret) for at drive køretøjer gennem direkte forbrænding eller brændselsceller.

  • Lavere energitab under produktionen af det flydende brændstof, samtidig med at grøn energi anvendes.
  • Billig vedvarende energi i perioder med overproduktion (stærk sol & vind) kan bruges til at reducere de samlede brændstofproduktionsomkostninger.
  • Muligheden for fler‑måneders lagring, som giver robusthed i energisystemet, er næsten et must for mobilitet. For eksempel vil en orkan, der slår strømmen ud, ikke stoppe forsyningskæden, ambulancer og biler fra at køre, som det kunne ske i et fuldstændigt elbilcentreret system.
    • Fler‑måneders lagring muliggør også, at overskudsproduktion i solrige eller vindfulde måneder kan omdannes til brændstofforsyning for måneder med lavere produktion af vedvarende energi.

Så det er muligt, at omtalen af en ammoniakøkonomi eller en brintøkonomi kan være en smule misvisende.

Et mere sandsynligt scenarie er en blandet ammoniak‑brintøkonomi, hvor hver teknologi udnyttes til at yde bedst på sine styrker:

  • Ammoniak til transport, langtidslagring og “optagelse” af overskudsenergi fra solrige eller vindfulde dage.
  • Brint til direkte forbrug, korttidslagring og anvendelser, der kræver hurtig & høj energiydelse, såsom stålproduktion eller jetmotorer.

Dette er et scenarie, hvor atomkraftværker også kan spille en rolle i decarbonisering, selv uden massiv adoption af elbiler, takket være “lyserød ammoniak”, der leverer en lav‑kulstof kilde til flydende brændstof.

Vejen til en ammoniakøkonomi

Køreplanen for ammoniakadoption er lidt sværere at fastlægge. Nogle undersøgelser anslår, at en ammoniakdrevet økonomi, der bruger masseproduktion af grøn ammoniak (2.nd generation), sandsynligvis ikke vil indtræde før 2030.

I dette scenarie vil mere effektiv ammoniakproduktion, der bygger på direkte elektroreduktion (3.rd generation), kun overtage i slutningen af 2030’erne, da teknologien i dag er i sine tidlige faser, især effektive elektrokatalysatorer.

Samlet set er der store forventninger til væksten i grøn ammoniak, med nogle estimater der overvejer at det nuværende $300 M marked kan vokse til et gigantisk $17,9 B marked, eller en forbløffende 72,9 % CAGR inden 2030.

Top 5 grønne ammoniakaktier

Denne liste fokuserer på grønne ammoniak- eller grønne brintvirksomheder. Men nuværende ledere inden for ammoniakproduktion, som for eksempel CF Industries Holdings, Inc. (CF ) (CF) eller Yara International ASA (YAR.OL) vil sandsynligvis skifte til grøn ammoniak i due tid og kan også være et alternativ.

1. Aker Horizons ASA (AKH.OL)

Aker Horizon er datterselskab af Aker-gruppen, der fokuserer på grøn energi. Gruppen er et vigtigt norsk konglomerat med fokus på vedvarende energi samt marine/offshore forretninger.

Kilde: Aker

Aker Horizon er holdingselskab for flere datterselskaber, herunder kulstofopsamling, grøn brint og vedvarende energier.

Kilde: Aker

Virksomheden er bemærkelsesværdigt meget aktiv inden for hydrogen- og grøn ammoniakproduktion med et mål om at decarbonisere arktisk skibsfart.

Kilde: Aker

Så Aker er ikke udelukkende et grønt ammoniakfirma, men kan håndtere hele den vertikale integration af grøn ammoniak, fra offshore vindmøller til brintproduktion til grøn ammoniakproduktion. Det arbejder også på projekter som affald‑til‑energi i Frankrig, et biomasseanlæg i Tyskland og kulstofopsamling i Mellemøsten (Saudi-Arabien og UAE).

Dette gør den til en god aktie for investorer, der søger eksponering mod den brede grønne energisektor, med en stærk position inden for grøn ammoniak, men også andre grønne energier samt en vis geografisk diversificering.

2. Plug Power Inc. (PLUG)

Plug Power (PLUG ) er en førende inden for grøn brint med fokus på brændselsceller. Bemærkelsesværdigt driver deres brændselsceller over 40.000 gaffeltrucks, med indtægter, der er steget 8‑fold siden 2013. De er også aktive i opbygning af brintinfrastruktur såsom brintproduktion, logistik, storskala elproduktion og leverancer.

Kilde: Plug Power

Virksomheden sigter efter skala for at reducere produktionsomkostningerne fra $10/kg til $4/kg, samtidig med at produktionen multipliceres 14‑fold i 2027.

Kilde: Plug Power

På grund af massive investeringer for at øge produktionskapaciteten 19‑fold siden 2020 er virksomheden endnu ikke rentabel. Dette har næsten fordoblet omsætningen fra starten til slutningen af 2023. Det meste af den nuværende og forventede forretning forventes at komme fra Nordamerika.

Virksomheden ser sin løsning som enten et direkte mobilitetsbrændstof eller et supplement til elbiler, da brint kan reducere presset på elnettet fra elbilers spidsbelastning, som ikke matcher produktionstiderne for vedvarende energi i løbet af dagen.

Kilde: Plug Power

Som en stor producent af brændselsceller vil Plug Power drage stor fordel af en drejning mod en hydrogen‑/ammoniakbaseret økonomi. Selvom de ikke er direkte aktive i ammoniakproduktion, fokuserer virksomheden primært på grøn brintproduktion (nødvendig for grøn ammoniakproduktion) og brændselsceller, begge komponenter, der stadig vil være i høj efterspørgsel, hvis brint alene ikke fungerer.

Dette gør Plug Power til en god aktie at satse på en drejning mod brint generelt, med eller uden ammoniak. Hvis begrænsningerne ved brint i forhold til logistik og lagring viser sig at være uoverstigelige, vil de stadig drage fordel af en brint‑+‑ammoniakøkonomi.

3. Ballard Power Systems Inc. (BLDP)

Ballard er en anden producent af brændselsceller og en pioner inden for teknologien med deres første brændselscellebus i 1993.

Virksomheden fokuserer på tunge markeder: busser, lastbiler, tog/sporvogne, skibe, minedrift/konstruktion og energi. Mens busser har været kernen i forretningen, forventer virksomheden, at lastbiler vil blive et vigtigt forretningssegment inden 2025. Den forventer også, at Europa forbliver hovedmarkedet (50‑60 %), efterfulgt af Nordamerika (25 %).

Brændselsceller til lastbiltransport forventes at fortsætte med at vokse og udgøre et marked på $7,5 milliarder i 2030 (fra et samlet TAM på $195 milliarder), næsten lige så stort som alle andre hydrogen‑/brændselscelleapplikationer samlet.

Kilde: Ballard

På grund af det højere kraftbehov og behovet for hurtig opladning har tunge køretøjer været et godt valg for hydrogen og brændselsceller i forhold til lettere køretøjer som biler. Det reducerer også behovet for kontaktledninger til jernbane og hurtig genopladning ved langdistancetransport.

Kilde: Ballard

Virksomheden er heller ikke fremmed for ammoniak, med for eksempel en nylig kontrakt med Amogy om at levere brændselsceller til deres “ammoniak‑til‑energi‑platform, som bygger på unik ammoniak‑cracking‑teknologi”.

Mens elbiler har en rimelig chance for hurtigt at overtage bilmarkedet, er tungere køretøjer sværere at decarbonisere. Med sin etablerede ledelse i sektoren vil Ballard være en primær modtager af en politisk satsning på en brintøkonomi.

4. FuelPositive Corporation (NHHHF)

FuelPositive har udviklet et modulært/kontainerbaseret system til produktion af grøn ammoniak. Deres første mål er landbrugssektoren, som muliggør on‑site ammoniakproduktion med lokalt produceret energi. Systemet kan generere op til 300 kg/dag, 100 ton om året af ammoniak for CA$950.000.

Dette gør det til et system, der passer til gårde på op til 1.800 acres. Med kun 1,5 acre solcellepaneler er nok til at drive ammoniakproduktionen.

FuelPositive hævder, at deres system kan producere ammoniak for CA$560/ton, hvilket er i overensstemmelse med historisk pris, og vigtigere, ville beskytte landmænd mod den ekstreme prisvolatilitet, de har oplevet de sidste par år, hvor ammoniak steg til $1350/ton på et tidspunkt.

Start‑up’en er i en tidlig fase, med fuldskala produktion planlagt til 2025, og 30 ordrer bekræftet indtil videre, med den første levering planlagt til marts 2024.

Den største styrke ved FuelPositive er modulariteten i deres teknologi, som muliggør en mere distribueret tilgang og standardiseret masseproduktion af deres ammoniakgenereringsmodul.

Virksomheden opbygger et partnerskab med Cipher Neutron, som kan producere brint uden nogen metaller fra platin‑gruppen.

Selvom hovedfokus er gødningsproduktion, kan ammoniakken bruges til at drive landbrugsmaskiner med energi produceret på stedet, afhængigt af hastigheden af adoption af ammoniak‑/brint‑drevne landbrugsredskaber.

Den decentraliserede og modulære karakter af FuelPositive‑systemerne kan også gøre dem til et nøgleelement i en fremtidig ammoniakøkonomi. Gødningsmarkedet kan give virksomheden et springbræt til vækst, indtil brugen af brint og ammoniak er mere udbredt.

5. AmmPower Corp. (AMMPF)

AmmPower ligner FuelPositive ved, at de leverer modulære ammoniakgenereringssystemer, men i en større skala, hvor deres basismodul kan producere 4 ton/dag. Dette placerer virksomheden mere inden for meget store gårde (10.000+ acres) eller industrielle operationer som tekstil, køling, minedrift, farmaceutisk produktion eller halvledere.

Kilde: AmmPower

Virksomheden er i færd med at opbygge sin ordreportefølje, med et kortsigtet bookingpotentiale anslået til $30 M og salgsudsigter for 690 enheder fra 52 lande.

Virksomheden anslår, at elomkostningerne er omkring $360/ton ammoniak.

Modulariteten i systemet muliggør en hurtig gennemløbstid og leveringer, med mindre end et år sammenlignet med 3‑4 år for lignende projekter uden den modulære tilgang.

Den arbejder også på teknologi til at omdanne affald til ammoniak i et joint venture med CTEC Energy Sales USA.

For at fremme udviklingen af ammoniak i en brint‑ammoniakøkonomi, opretter den et dedikeret datterselskab, der skal cracke ammoniak til brint, og som vil søge yderligere finansiering separat.

Ved at ramme den skala, der kan passe til de fleste industrielle anvendelser samt meget store gårde, sigter AmmPower mod kunder og virksomheder med dybere kapitaladgang end de fleste. Kombineret med ammoniak‑cracking‑teknologi kan dette gøre det muligt for dem at skalere hurtigt i takt med politikker, der fremmer udviklingen af brint som energibærer.

mm

Jonathan er en tidligere biokemisk forsker, der arbejdede med genetisk analyse og kliniske forsøg. Han er nu aktieanalytiker og finansskribent med fokus på innovation, markedscyklusser og geopolitik i sin publikation 'The Eurasian Century'.