Japan heeft gedurfd plan om met waterstof een energierevolutie te ontketenen

De inspanningen van het Aziatische land om tegen 2050 koolstofvrij te zijn, steunen op een brandstofbron die velen als te duur en onrealistisch beschouwen: waterstof. Japan zou echter Japan niet zijn als het geen inventief plan had ontwikkeld om de obstakels bij waterstofexploitatie uit de weg te ruimen.

Dat plan zou wel eens een van ’s werelds meest ingrijpende kunnen zijn, vanwege het gedurfde idee om… ammoniak te gebruiken.

Ammoniak, een verbinding van stikstof en waterstof die ook geen koolstofdioxide uitstoot, lost enkele van de problemen van waterstof op. Het is duurder om te maken, maar veel gemakkelijker te vervoeren en op te slaan – en dus te verhandelen – dan zuivere waterstof. En het wordt wereldwijd al in grote hoeveelheden geproduceerd, meestal voor kunstmest. 

Hoe dan?

  • Hoewel Japan al sinds de jaren zeventig met waterstof bezig is, verliep de commercialisering traag. Een onderzoeksproject onder leiding van Shigeru Muraki, voormalig vicevoorzitter van Tokyo Gas Company kwam met een nieuw inzicht, schrijft The Wall Street Journal. Muraki stelde voor om met ammoniak te beginnen totdat de technologie van zuivere waterstof was ontwikkeld.
  • De groep van de heer Muraki kwam tot de bevinding dat waterstof kon worden verbrand in bestaande thermische centrales die op kolen en gas werken en die momenteel driekwart van de Japanse elektriciteit produceren. Hoewel bij de verbranding stikstofoxide, een broeikasgas, vrijkomt, hebben Japanse ingenieurs zich ingespannen om de uitstoot te beperken en zeggen zij dat de rest kan worden uitgefilterd zodat het niet vrijkomt.
  • De Japanse nutsbedrijven zouden eerst ammoniak uit fossiele brandstoffen kunnen halen en manieren kunnen vinden om het kooldioxide die bij dat proces vrijkomt op te vangen of te compenseren, zo redeneerde de heer Muraki. Zij kunnen dan overschakelen op ‘groene’ ammoniak wanneer de vraag toeneemt en de prijzen dalen.
  • Muraki besprak het idee met regeringsfunctionarissen van onder andere het ministerie van Economische Zaken. Het probleem was dat Japan schaalvoordelen nodig had om de waterstof- of ammoniakprijzen te doen dalen, en er was nog geen grote consument opgedoken.
  • Dat wekte de aandacht van JERA (Japan’s Energy for a New Era).
    • De grootste Japanse energieproducent werd opgericht nadat de ramp met de kerncentrale van Fukushima de exploitant, Tokyo Electric Power Company, in slechte financiële omstandigheden had achtergelaten.
      • JERA berekende dat het omschakelen van de Japanse stroom naar volledig hernieuwbare energie zou betekenen dat het elektriciteitsnet van het land opnieuw moet worden opgebouwd, een kostbaar en tijdrovend proces.
      • Maar het bestaande net kan genoeg hernieuwbare energie leveren om aan de helft van de vraag van het land te voldoen.
      • Om de rest koolstofvrij te maken, wendde JERA zich dus tot ammoniak.
    • In oktober onthulde de energieproducent een eerste proef met een ammoniakmengsel van 20 procent in een van zijn grootste kolencentrales. Als die proef goed verloopt, hoopt JERA de technologie tegen 2030 in al zijn kolencentrales in te voeren en dan geleidelijk het percentage ammoniak te verhogen, waardoor de koolstofuitstoot daalt.
    • Dat zou een enorme toename van de ammoniakvoorziening vergen. Volgens de eerste test van JERA is ongeveer 500.000 ton per jaar nodig – zowat de helft van wat Japan nu verbruikt. Tegen 2050 zou Japan 30 miljoen ton ammoniak en 20 miljoen ton waterstof per jaar kunnen verbruiken, volgens prognoses van een adviesgroep.
      • Ruwweg 20 miljoen ton ammoniak wordt nu wereldwijd verhandeld.
    • Bedrijven als Mitsubishi Corporation en Mitsui & Company, die veel van de brandstof en chemicaliën importeren die Japan momenteel gebruikt, hebben de taak uit te zoeken hoe zij die voorraad kunnen ontwikkelen.
  • Scheepvaartmaatschappijen zoals Nippon Yusen Kabushiki Kaisha ontwerpen intussen schepen die waterstof en ammoniak opslaan en vervoeren.
    • Het eerste waterstofschip ter wereld ligt in de haven van Kobe, in het zuidwesten van Japan (zie de foto van dit stuk, red.). Het schip bereidt zich voor op zijn proefvaart naar Australië, ongeveer 9600 kilometer verderop.

Critici

Critici zeggen dat waterstof en aanverwante brandstoffen de moeite niet waard zijn. Het opwekken van elektriciteit uit zuivere waterstof in Japan zou volgens sommige schattingen momenteel acht keer zoveel kosten als met aardgas of zonne-energie en negen keer zoveel als met steenkool.

Greenpeace heeft de Japanse plannen voor het opwekken van ammoniak in de ban gedaan. In een analyse van maart concludeerde Greenpeace dat het idee ‘dure greenwash’ was, omdat het waarschijnlijk nog steeds enige uitstoot van broeikasgassen met zich mee zal brengen en meer zal kosten dan het opwekken van stroom met behulp van hernieuwbare energie.

Volkswagen schat dat elektrische voertuigen op waterstof tot drie keer meer energie verbruiken dan voertuigen die op batterijen rijden. Tesla-topman Elon Musk heeft waterstofcellen voor auto’s ooit dom genoemd.

Maar de omstandigheden in Japan betekenen dat het land beperkte opties heeft. Het importeert bijna 90 procent van de energie die het gebruikt, en heeft weinig ruimte om zonne- of windmolenparken uit te bouwen. Japan heeft de meeste kerncentrales gesloten nadat een tsunami in 2011 meltdowns veroorzaakte in een van die centrales in Fukushima; het publiek blijft grotendeels gekant tegen kernenergie.

Allergrootste uitdaging

De allergrootste uitdaging is wellicht nog de prijs. Regeringsambtenaren en leidinggevenden uit de industrie schatten dat het ongeveer 24 procent meer zou kosten om elektriciteit te produceren indien nutsbedrijven 20 procent ammoniak bijmengen dan door alleen steenkool te verbranden. Volgens leidinggevenden uit de industrie zou dat prijsverschil met overheidssteun en stimuleringsmaatregelen beheersbaar kunnen zijn.

Hoe dan ook kijkt de wereld nieuwsgierig toe naar de energieontwikkelingen van deze vernuftige eilandnatie. Ze zouden wel eens de sleutel tot een succesvol klimaatbeleid kunnen opleveren.

(jvdh)

Meer
Lees meer...
Markten