Regierung: Wasserstoff bietet hohes Dekarbonisierungspotenzial

Japan sieht im Wasserstoff viel Potenzial, wenn es darum geht, die Dekarbonisierung und die stabile Energieversorgung voranzutreiben. Daher hat die japanische Regierung im Juni 2023 ihre Basic Hydrogen Strategy aktualisiert. Die Neuerungen betreffen nicht so sehr die mengenmäßigen Ziele. Es geht vielmehr um die finanzielle Hilfestellung, die von öffentlicher Hand für die Umsetzung von Maßnahmen kommen soll.

Immerhin ist hier die Rede von umgerechnet rund 108 Milliarden US-Dollar (15 Billionen Yen), die über einen Zeitraum von 15 Jahren aufgebracht werden könnten, um Wasserstoff-Lieferketten aufzubauen. Als Finanzquellen sind öffentliche Anschubfinanzierungen, hauptsächlich durch den Green Innovation Fund, wie auch private Investitionen in die Gleichung eingerechnet.

Schnellere Kommerzialisierung angestrebt

Die Nachfrage aus der Energieindustrie, dem Transportsektor und einigen kohlendioxidintensiven Industriebranchen ist vorhanden, denn sie haben sich zu klimaneutralem Wirtschaften verpflichtet. Um den Industrien und Unternehmen Anreize zur Umstellung zu geben, betont die aktualisierte Basic Hydrogen Strategy die Dringlichkeit, die Entstehungs- und Bereitstellungskosten für Wasserstoff zu verringern.

Dazu soll die Kommerzialisierung der entwickelten Technologien in einem internationalen Maßstab beitragen. Denn staatliche Unterstützung kann nur bis zu einem gewissen Grade erfolgen. Sie soll die Entwicklung von Elektrolyseuren, Ausrüstung und Infrastruktur fördern, um eine Wasserstoff-Wertschöpfungskette zu etablieren und stabile Lieferbeziehungen zu garantieren.

Auf jeden Fall will die japanische Regierung den Einsatz von Wasserstoffanwendungen beschleunigen. Dabei ist ein prioritäres Ziel, dass Wasserstoff bei der Energieerzeugung bis zum Jahr 2030 im industriellen Rahmen verfügbar ist. Japan visiert an, einige fossile Kraftwerke zukünftig auf hundertprozentige Wasserstoff- wie auch Ammoniaknutzung umzurüsten.

Lieferkettenausbau startet

Daher muss die Wasserstoffbereitstellung deutlich steigen. Die Versorgung soll bis zum Jahr 2040 gegenüber 2020 um das Sechsfache auf 12 Millionen Tonnen zulegen. Japan will die Kooperation mit potenziellen Versorgern in der indopazifischen Region ausweiten, um eine stabile Lieferkette für Wasserstoff aufzubauen. Mit Australien ist ein Pilotprojekt angeschoben.

Dabei wird im australischen Bundesstaat Victoria mit Kohleenergie und angeschlossener Karbonspeicherung Hydrogen hergestellt. Der Wasserstoff wird in verflüssigter Form auf einem Spezialschiff nach Kawasaki in der Präfektur Kanagawa transportiert. Durch Skalierung sollen bis 2030 die Kosten für die Bereitstellung von Wasserstoff in Japan deutlich sinken. An diesem Projekt sind die New Energy and Industrial Technology Development Organisation (NEDO), Japan Suiso Energy (JSE), Iwatani Corporation und ENEOS Corporation beteiligt.

Dass die Bereitstellung funktionieren kann, haben die Chiyoda Corporation mit Mitsubishi, Mitsui und NYK Line bereits bewiesen. Sie haben im Dezember 2020 erstmals Wasserstoff von Brunei nach Japan geliefert. Das dabei genutzte Verfahren beruht auf einer Technologie von Chiyoda und wandelt Methylcyclohexane (MCH) in Wasserstoff um. Leichter Transport und Nutzung bestehender Infrastruktur sind große Vorteile.

Wasserstofferzeugung geschieht zunächst "farblos"

Grüner Wasserstoff, der ohne fossile Brennstoffe produziert wird, soll in Japan langfristig im Fokus stehen. Um eine ausreichende Versorgung in der Mittelfristperspektive bis 2030 sicherzustellen, wird jedoch fossil erzeugter Wasserstoff den Löwenanteil ausmachen. Vorrangig geht es Japan darum, den Einsatz von Wasserstoff in Gang zu setzen, um die Energieerzeugung zu dekarbonisieren. Vor der Herausforderung, grünen Wasserstoff zu beschaffen, stehen auch andere Länder.

Japan sieht die Quelle oder Farbe des produzierten Wasserstoffs nicht als entscheidend an, sondern fokussiert sich auf dessen Kohlenstoffintensität. Der Archipel orientiert sich bei der Hydrogen-Produktion daran, dass die akzeptable Basis (Well-to-Gate) von 3,4 Kilogramm CO₂ pro 1 Kilogramm produziertem Wasserstoff eingehalten wird. Dabei werden die direkten Emissionen des Produktionsprozesses für Wasserstoff und die indirekten Emissionen der Bereitstellung der benötigten Energieträger berücksichtigt.

Japan setzt auf Technologieentwicklung

Noch befinden sich viele neue Technologien für die Wasserstoffproduktion in der Entwicklungs- und Testphase. Bei vorhandener Ausrüstung, wie den Elektrolyseuren, wird an Verbesserungen gearbeitet, um ihre Effizienz zu erhöhen und die Produktionskosten für Wasserstoff zu senken. Elektrolyseure, die Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff trennen, spielen eine zentrale Rolle in der Produktion von Hydrogen.

Beispielsweise sind Toshiba und Toray Industries dabei, für die in sauren Elektrolyseuren eingesetzten Polymer-Elektrolyt-Membranen weniger kostspielige seltene Metalle zu nutzen oder sie mit neuartigen Materialien effizienter zu machen. Panasonic, das auf alkalische Elektrolyseure setzt, reduziert ebenfalls den Einsatz von Metallen. In der Entwicklung sind weitere Technologien, die die Wasserstofferzeugung optimieren sollen.