Die entwickelten Volkswirtschaften der Welt haben sich verpflichtet, in den nächsten sieben Jahren aus der Kohle auszusteigen. Aber nicht Japan, das als Einziger darauf besteht, dass es Kohle weniger schädlich für den Planeten machen kann.
Nirgendwo wird das deutlicher als im größten Kohlekraftwerk des Landes in Hekinan, einer kleinen Stadt in Zentraljapan, wo 400.000 Tonnen pechschwarze Haufen auf einem Grundstück von der Größe von 40 Fußballfeldern verteilt sind.
Ab dem nächsten Frühjahr will Jera, das Unternehmen, dem der Standort gehört, zeigen, dass es in seinen Kesseln Ammoniak – das bei der Verbrennung kein Kohlendioxid freisetzt – mit Kohle mischen kann. Der Einsatz dieser neuen Technologie löst eine Debatte darüber aus, ob es besser ist, sauberere Wege zur Nutzung von Kohle zu finden oder sie so schnell wie möglich zugunsten erneuerbarer Energien abzuschaffen.
Das Unternehmen sagt, dass die Ammoniakmethode gefährliche Emissionen im Kampf gegen die globale Erwärmung reduzieren kann. In einer ursprünglich von der japanischen Regierung konzipierten und stark subventionierten Initiative ist das Unternehmen eines von mehreren Energieunternehmen, die die Verwendung von Ammoniak in einem Prozess planen, der als „saubere Kohle“ vermarktet wird.
Mit Ammoniak können die Unternehmen „die Anlagen nutzen, die wir haben, anstatt völlig neue zu bauen“, sagte Katsuya Tanigawa, Geschäftsführer des Jera-Standorts Hekinan.
Japan bezieht fast ein Drittel seiner Stromversorgung aus Kohle, einer der schmutzigsten Energiequellen der Welt. Kritiker sagen jedoch, dass die Verwendung von Ammoniak lediglich die Abhängigkeit Japans von fossilen Brennstoffen vergrößert und möglicherweise die Kohlenstoffemissionen bei der Ammoniakproduktion erhöhen könnte. Beim Verbrennen von Ammoniak kann auch Stickoxid entstehen, das für den Menschen giftig ist und eine weitere Emission darstellt, die es zu bewältigen gilt.
„Wir müssen die Emissionen von Kohlekraftwerken jetzt reduzieren und dürfen nicht eine Technologie erforschen, die vielleicht machbar ist oder auch nicht“, sagte Katrine Petersen, leitende Politikberaterin bei E3G, einer Denkfabrik.
Die Energieängste in Japan haben exponentiell zugenommen, seit ein Erdbeben und ein Tsunami 2011 im Kernkraftwerk Fukushima Daichi eine dreifache Kernschmelze auslösten. Gleich nach der Katastrophe schaltete Japan alle seine Kernkraftwerke ab, wodurch über Nacht 30 Prozent der Stromversorgung des Landes ausfielen. Um dies zu kompensieren, bauten die Energiekonzerne des Landes beeilt neue Kohlekraftwerke, obwohl sich die Welt von fossilen Brennstoffen abwandte.
Japans Premierminister Fumio Kishida hat kürzlich seine Bemühungen zur Wiederinbetriebnahme des Atomstromnetzes des Landes intensiviert, doch die Gemeinden, in denen sich die Kraftwerke befinden, haben Widerstand geleistet.
Japan, die drittgrößte Volkswirtschaft der Welt, verfügt nur über wenige eigene natürliche Ressourcen und kann nur 11 Prozent seines Energiebedarfs ohne Treibstoffimporte decken – einer der niedrigsten Selbstversorgungsgrade unter den reichsten Nationen der Welt.
Bei einem Treffen der Umweltminister der G7-Staats- und Regierungschefs in diesem Frühjahr in Sapporo weigerte sich Japan als einziges Land, seinen Kohleverbrauch bis 2030 auf Null zu senken.
Die Regierung und die Energiewirtschaft des Landes weisen auf zahlreiche Hürden beim schnellen Aufbau erneuerbarer Energiequellen hin, darunter Japans geografische Isolation, bergiges Gelände, tiefes Meereswasser und die jährliche Taifunsaison.
Neben China, von dem Präsident Xi Jinping kürzlich sagte, dass es bei der Reduzierung der CO2-Emissionen sein eigenes „Tempo und seine eigene Intensität“ verfolgen werde, sagen japanische Beamte, dass auch ihr Land seinen eigenen Zeitplan und seine eigenen Methoden habe.
„Wir wollen den gleichen Berg zum gleichen Gipfel erklimmen“, sagte Atsushi Kodaka, der Direktor des Büros für Energiestrategie im Handelsministerium. „Aber unsere Kletterroute muss nicht die gleiche sein wie alle anderen.“
Auch die Energiewirtschaft zögert, aus der Kohle auszusteigen, weil sie in letzter Zeit so viel für den Bau neuer Kraftwerke ausgegeben hat. Seit 2011 haben japanische Energieunternehmen 40 Kohlekraftwerke gebaut – fast ein Viertel des gesamten japanischen Kohlekraftwerks – und letzten Monat ging ein neues Kraftwerk in Jera ans Netz.
Gemeinsam mit der Industrie hat die japanische Regierung über einen Zeitraum von zehn Jahren etwa 152 Billionen Yen (etwa 1,1 Billionen US-Dollar) bereitgestellt, um dem Land dabei zu helfen, Netto-CO2-Emissionen von Null zu erreichen. Bis 2030 will das Handelsministerium den Anteil der Kohleerzeugung an der Stromversorgung auf 19 Prozent reduzieren, wobei die Ammoniaktechnologie etwa 1 Prozent ausmachen soll, Tendenz steigend.
Jera weiß, dass es eine möglicherweise skeptische Öffentlichkeit von seinen Plänen überzeugen muss, und schaltet deshalb Werbung in Kinos und verteilt Rabattgutscheine, um seine Bemühungen zur Entwicklung „emissionsfreier Wärmekraft“ zu fördern.
Japan hofft auch, die Technologie irgendwann in seine asiatischen Nachbarn exportieren zu können, wo es in den letzten Jahren zum Bau neuer Kohlekraftwerke beigetragen hat.
„Wir versuchen, die Abhängigkeit von Kohle selbst in solchen Ländern zu verringern“, sagte Masashi Watanabe, ein Planer für natürliche Ressourcen und Energie im Handelsministerium. „Die Mitverbrennung von Ammoniak könnte eine Lösung sein.“
In Hekinan haben Schweißer kürzlich den Deckel eines 700 Tonnen schweren Lagertanks im weitläufigen Werk Jera gesichert. Mehrere große orangefarbene Rohre liegen verstreut auf dem Boden und warten darauf, in eine Rohrleitung eingebaut zu werden, die Ammoniak zu den Kesseln der Anlage transportieren soll.
Bei einem kürzlich durchgeführten Test vermischte das Unternehmen eine Mischung aus 0,02 Prozent Ammoniak mit faustgroßen Kohlestücken in einem auf 1.500 Grad Celsius (mehr als 2.700 Grad Fahrenheit) erhitzten Kessel. Das nächste Ziel zu erreichen wird eine größere Herausforderung sein.
Ab März will das Unternehmen als weltweit erstes Unternehmen damit beginnen, Mischungen zu testen, die bis zu 20 Prozent Ammoniak enthalten.
Selbst wenn die Technologie funktioniert, könnte die Beschaffung einer stetigen, erschwinglichen und sauberen Versorgung mit Ammoniak die weltweite Versorgung mit der Verbindung, die zur Herstellung von Düngemitteln benötigt wird, erheblich belasten.
Die regierungseigene Strategie für grünes Wachstum erkennt an, dass, wenn alle japanischen Kohlekraftwerke 20 Prozent Ammoniak verwenden würden, „sie etwa 20 Millionen Tonnen Ammoniak pro Jahr benötigen würden“ – das entspricht der gesamten Menge an Ammoniak, die derzeit auf dem Weltmarkt gehandelt wird.
Solche Versorgungsengpässe machten die Umsetzung des Ammoniakplans „fast unmöglich“, sagte Hajime Takizawa, Klima- und Energieforscher am Institute for Global Environmental Strategies, einer staatlich finanzierten, unabhängigen Forschungsgruppe. Die Regierung sagt jedoch, dass die Lieferanten die Nachfrage befriedigen werden, sobald sie beweist, dass die Technologie funktioniert.
Aber die Herstellung von Ammoniak selbst erfordert Strom, der bei heutigen Methoden typischerweise aus fossilen Brennstoffen wie Kohle oder Erdgas erzeugt wird. In einem gängigen Verfahren wird Wasser auf extrem hohe Temperaturen – bis zu 2.000 Grad Celsius oder 3.632 Grad Fahrenheit – erhitzt, sodass Wasserstoffatome abgespalten und mit Stickstoff kombiniert werden können. (Schauen Sie sich die chemische Formel von Ammoniak in Ihren naturwissenschaftlichen Schulbüchern an!)
Das Erhitzen dieses Wassers erfordert viel Strom, und die Ammoniaklieferungen, die zunächst nach Japan fließen, werden wahrscheinlich mit sogenanntem grauem oder braunem Strom erfolgen. Während also die Verbrennung von Ammoniak in einem Kraftwerk an einer Stelle die Kohlenstoffemissionen reduziert, kann die Herstellung von Ammoniak an einer anderen Stelle mehr Kohlenstoffemissionen verursachen.
Daher habe die Ammoniakmethode „ein sehr geringes Minderungspotenzial“, sagte Masayoshi Iyoda, der Leiter des japanischen Teams von 350.org, einer Klimaaktivistengruppe.
Lieferanten sagen, dass sie irgendwann erneuerbare Energien zur Herstellung von Ammoniak nutzen oder den während des Produktionsprozesses freigesetzten Kohlenstoff auffangen und im Boden vergraben werden. Analysten sagen, dass angesichts der Kosten solcher Methoden die Mischung von Ammoniak und Kohle teurer sein wird als die einfache direkte Nutzung erneuerbarer Energien wie Windkraft.
Letztendlich, sagen Kritiker, priorisiert Japan die Ammoniaktechnologie, um fest verwurzelte Industrieinteressen vor neuen Anbietern erneuerbarer Energien zu schützen. „Sie sind sich völlig bewusst, dass sie bei diesem Wandel Verlierer sind“, sagte Kimiko Hirata, Gründerin von Climate Integrate, einer Forschungs- und Interessengruppe. „Deshalb legen sie großen Wert darauf, den Status quo und die Eigeninteressen so lange wie möglich zu schützen.“