Energi
Dekarbonisering av globala sjöfraktrutter genom grön ammoniak
Lägg till Securities.io bland dina föredragna källor på Google
Grön ammoniak för att lösa utsläppen från sjöfart
När vi pratar om koldioxidutsläpp är de första sakerna som kommer i åtanke bilar och lastbilar, samt kol- och gaskraftverk. En mindre tänkt stor energiförbrukare och koldioxidutsläppare är sjöfartsindustrin.
90 % av världens handel transporteras med fartyg, ofta över hela oceaner. Detta står för inte mindre än 36 % av de globala växthusgasutsläppen. Det är också en sektor som för närvarande i praktiken är omöjlig att elektrifiera, eftersom batterier inte är tillräckligt energitäta för att driva ett fartyg i tusentals mil till havs.
Koldioxidförorening är inte det enda problemet här, eftersom sjöfartsindustrin historiskt har förlitat sig på den lägsta kvaliteten av olja, en tjärliknande tjock vätska som kallas “bunkerolja”, eller tung bränsleolja / restbränsleolja.
Källa: Wikipedia
Och sjöfartsindustrin kan under en period producera ännu mer föroreningar, eftersom den nu måste undvika farlederna i Röda havet/Suezkanalen på grund av den eskalerande konflikten i Gaza och Jemen. Detta kommer att lägga till tusentals extra mil av resor för all handel mellan Europa och Asien.
Samtidigt tvingar en El Niño‑inducerad torka i Panamakanalen också handel mellan Asien och Nordamerika att omdirigeras via längre handelsrutter.
Detta var något vi varnade våra läsare om redan den 21 december 2023 i vår artikel “Fossil Fuel Supplies Troubles – Looming Shipping And Energy Crisis“.
Källa: BBC
Gradvis förbättring av sjöfartsföroreningar
Reducering av svavelutsläpp
Användningen av bunkerolja, den mest förorenande formen av olja, har gjort sjöfartsindustrin ansvarig för produktionen av 18–30 % av den globala kväveoxid och 9 % av svaveldioxid. Detta problem kan vara ännu värre i lokala områden, där exempelvis kryssningsfartyg producerar tre gånger mer svavelföroreningar i Barcelona än alla bilar i staden tillsammans.
Nya regler syftade till att lösa detta problem. Sedan januari 2020 har nya regler från Internationella sjöfartsorganisationen (IMO) radikalt minskat de tillåtna svavelutsläppen i atmosfären.
Som svar var sjöfartsindustrin tvungen att anta lågsvavelbränslen eller fortsätta använda tung bränsleolja med skrubbrar. Ändå avlägsnar dessa skrubbrar ofta bara svaveln från luftutsläppen, bara för att släppa den i vatten och dumpa den i havet.
Alternativa bränslen
Ett annat alternativ är att byta till LNG (flytande naturgas), eftersom naturgas brinner med mycket lägre svavelutsläpp och något lägre koldioxidutsläpp än olja. Problemet är infrastruktur, eftersom de flesta fartyg inte är utrustade med motorer som kan bränna LNG istället för lågsvavelolja eller bunkerolja.
I vilket fall som helst minskar lågsvavelolja och skrubber för LNG inte koldioxidutsläppen i någon betydande grad.
Det är därför experter nu ser mot alternativa bränslen som en potentiell lösning. En främsta kandidat för ett sådant grönt bränsle är grön ammoniak.
En introduktion till grön ammoniak
Ammoniak, eller NH3, är den näst mest producerade kemikalien i världen. Den är ett gödningsmedel och kan brännas eller oxideras för att producera kväve och vatten.
NH3 +O2 → N2 + H2O
Således är den något lik hydrogenförbränning genom att den bara producerar ofarliga biprodukter, åtminstone under ideala förhållanden.
Skillnaden mot väte är att ammoniak är en mycket större molekyl än H2 och mycket mer stabil. Detta gör dess transport och lagring mycket enklare. Ammoniak är också nästan 50 % mer energität än flytande väte.
Idealiskt skulle en ammoniakekonomi förlita sig på så kallad grön ammoniak som genereras från förnybar energi. Detta skiljer den från andra typer av ammoniak:
- Grå/brun ammoniak: producerad från fossila bränslen.
- Blå ammoniak: producerad från fossila bränslen men med koldioxidinfångning.
- Rosa ammoniak (ibland även kallad gul ammoniak): producerad från kärnkraft.
- Turkos ammoniak: producerad från pyrolys av metan. Denna bryter ner metan till väte och fast kol, där vätet senare omvandlas till ammoniak. Det fasta kolet kan lagras eller användas för tillämpningar som kolfibrer.
Ett sjöfartsvänligt grönt bränsle
Det som gör ammoniak till en bra kandidat för att ersätta bunkerolja och andra fossila bränslen i sjöfarten är dess logistiska egenskaper.
Väte är för flyktigt och inte tillräckligt tätt för att användas på transoceanska resor. Biobränslen är antingen inte tillräckligt koldioxidneutrala eller produceras i för liten mängd för att tillfredsställa den enorma energiförbrukningen i sjöfartsindustrin.
I kontrast kan ammoniak lagras antingen i flytande form vid -33 °C (vid atmosfärstryck) eller trycksättas över 7,5 bar (vid 20 °C). Detta begränsar energiförlusterna kraftigt och gör kapitalutgifterna för att lagra och transportera ammoniak möjliga.
Dessutom, på grund av den enkla lagringen, inklusive långtidslagring, kan den produceras med intermittent förnybar energiproduktion som sol eller vind och konsumeras vid ett senare tillfälle.
Slutligen möjliggör användning av flytande ammoniak att hamnar återanvänder befintlig infrastruktur, såsom lagringstankar och rörledningar, som för närvarande används för olja.
Utnyttja sjöfartens centraliserade struktur
En ny studie har belyst en annan fakta som kan hjälpa till att påskynda antagandet av ammoniak som ett grönt sjöfartsbränsle. Forskare vid Oxford, som arbetar vid Oxford Programme for Sustainable Infrastructure Systems (OPSIS) och Oxford Green Ammonia Technology (OXGATE), har undersökt infrastrukturbehoven för att dekarbonisera sjöfartsindustrin.
De fann att inriktning på de 10, 50 och 100 största hamnarna globalt sett vad gäller bränsleefterfrågan skulle täcka 21,3 % (21,8 %), 45,7 % (46,7 %) och 62,0 % (62,6 %) av den kumulativa efterfrågan på grönt ammoniakbränsle.
Detta kan vara ännu mer sant i vissa regioner, till exempel:
“i Oceanien, Nordafrika, Sydasien och Sydostasien kan över 60 % av bränsleefterfrågan tillgodoses genom att rikta in sig på de 10 största regionala hamnarna mätt efter bränsleefterfrågan”
“Optimal bränsleförsörjning av grön ammoniak för att dekarbonisera global sjöfart”
Jasper Verschuur et al 2024 Environ. Res.: Infrastruct. Sustain. 4 015001
Detta beror på att även om det finns tusentals hamnar i världen, så driver de största majoriteten av trafiken och betjänar de största (och mest bränsleförbrukande) fartygen.
måttligt ambitiöst (MOD-AMB) framtidsscenario & högambitiöst (HIGH-AMB) – Källa: ERIS
Forskarna fann också att i deras scenario kunde majoriteten av produktionen koncentreras kring ekvatorn och tropiska latituder, där solenergi är mest effektiv, med ”mindre än 10 % av ammoniaken tillverkad på en absolut latitud större än 30 (40) grader”.
Källa: IOP Science
Investeringar som behövs
Oxford-forskarna försökte också kvantifiera den nödvändiga investeringen för att dekarbonisera sjöfartsleder med grön ammoniak. De fann att majoriteten av kostnaderna skulle komma från infrastrukturen för att producera ammoniak, främst solparker i tropikerna och öknarna i Australien och Mellanöstern, som ersätter fossila bränslekällor. Den totala uppskattade kostnaden? ~ 2 biljoner dollar.
Även om detta kan verka som mycket, kommer en liknande kapitalinvestering att behövas för att hitta och raffinera den olja som industrin skulle konsumera i ett affärs‑som‑vanligt‑scenario. Så detta handlar mer om att förändra energikällan än att öka sjöfartskostnaderna.
En revolution inom sjöfarten
Sjöfart har under lång tid varit en industri som mest förlitat sig på manuellt arbete och föråldrad teknik som motorer drivna av bunkerolja.
Detta förändras snabbt, särskilt med AI:s ankomst i industrin (något vi täckte ingående i vår artikel “Securing Shipping Lanes Through the Use of Artificial Intelligence”), vilket kommer att:
- Göra sjöresor säkrare.
- Möjliggöra obemannad navigation.
- Optimera rutter och bränsleförbrukning.
Den andra revolutionen som kommer för sjöfartsindustrin är övergången till förnybara och icke‑förorenande bränslen. För närvarande är den mest sannolika kandidaten grön ammoniak, eftersom detta i huvudsak är en fråga om politik och investeringar, med alla nyckelteknologier (storskalig solenergi + ammoniakproduktion och -lagring) redan behärskade.
I själva verket skulle det enda möjliga alternativet vara en revolution inom biobränsleproduktion, eventuellt med algbiobränslen, något vi undersöker i vår artikel “Algal Biofuel: The Next Energy Revolution?”
Men med tanke på att biobränslen av tredje generationen (ofta kemiskt identiska med oljebaserade bränslen) sannolikt kommer att behövas i stora mängder av flygindustrin för att dekarbonisera, är det troligt att ammoniak kommer att förbli i centrum för sjöfarts- och eventuellt även lastbilens dekarboniseringsinsatser.
Ammoniak för bränsleaktier
Denna lista fokuserar på företag som producerar grön ammoniak involverade i att implementera den i sjöfartsindustrin. Ledare inom ammoniakproduktion, som till exempel CF Industries Holdings, Inc. (CF ) (CF) eller Yara International ASA (YAR.OL) producerar för närvarande mest ammoniak från naturgas. Men de kommer sannolikt att gå över till grön ammoniak i framtiden och kan också vara ett alternativ för investerare.
1. Aker Horizons ASA
Aker Horizons är ett dotterbolag till Aker-gruppen, som är inriktad på grön energi. Aker-gruppen är ett viktigt norskt konglomerat som fokuserar på förnybar energi samt marina/offshore-verksamheter. Aker Horizon är holdingbolaget för flera dotterbolag, inklusive koldioxidinfångning, grön vätgas och förnybar energi.
Källa: Aker
Företaget är särskilt mycket aktivt inom vätgas- och grön ammoniakproduktion, med målet att dekarbonisera arktisk sjöfart.
Således är Aker inte en renodlad grön ammoniak‑företag, men kan hantera hela den vertikala integrationen av grön ammoniak, från offshore‑vindkraftverk till vätgasproduktion till grön ammoniakproduktion. De arbetar också med projekt som avfall‑till‑energi i Frankrike, ett biomassa‑verk i Tyskland och koldioxidinfångning i Mellanöstern (Saudiarabien och Förenade Arabemiraten).
Detta gör det till en bra aktie för investerare som söker exponering mot den breda gröna energisektorn, med en stark position inom grön ammoniak & sjöfart, men även andra gröna energier, samt viss geografisk diversifiering.
2. AmmPower Corp.
AmmPower liknar FuelPositive genom att de tillhandahåller modulära ammoniakgenereringssystem, men i större skala, där deras basmodul kan producera 4 ton/dag. Detta placerar företagets kunder i området för mycket stora gårdar (10 000+ acres) eller industriella verksamheter som textil, kylning, gruvdrift, läkemedel eller halvledare.
Detta modulära system baserat på standardcontainrar kan också passa perfekt i hamnar som vill gradvis öka sina lokala ammoniakproduktionskapaciteter.
Källa: AmmPower
Företaget håller på att bygga sin orderbok, med den kortsiktiga bokningspotentialen uppskattad till 30 M$, och försäljningsutsikter för 690 enheter från 52 länder. Företaget uppskattar elpriset till cirka 360 $/ton ammoniak.
Systemets modularitet möjliggör en snabb leverans och leveranser, med mindre än ett år jämfört med 3–4 år för liknande projekt utan den modulära metoden.
Det arbetar också med teknik för att omvandla avfall till ammoniak, i ett joint venture med CTEC Energy Sales USA.
För att ytterligare driva ammoniaks framsteg mot en väte‑ammoniak‑ekonomi, skapar de ett dedikerat dotterbolag för att klyva ammoniak till väte, vilket kommer att söka ytterligare finansiering separat.
Genom att nå den skala som kan passa de flesta industriella användningar, samt sjöfart, siktar AmmPower på kunder och företag med djupare tillgång till kapital än de flesta. Kombinerat med teknik för ammoniakklyvning kan detta möjliggöra en snabb uppskalning i takt med politiska åtgärder som driver utvecklingen av väte & ammoniak som energibärare.
Privata företag
First Ammonia är en utvecklare av ammoniakproduktion för sjöfart, el och annan transport.
Solydera är ett annat bränslecellföretag med verksamhet inom grön ammoniak. Noterbart är att de undertecknade ett Memorandum of Understanding (MoU) med KBR i oktober 2023.
Du kan också hitta andra aktier relaterade till grön vätgas och grön ammoniak, samt en djupgående diskussion om de tekniska fördelarna och begränsningarna med ammoniak, i vår artikel “The Other Hydrogen Fuel – Top 5 Green Ammonia Stocks“.
