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Serie „Grüner Umbruch“
Japan entwickelt erste internationale Lieferketten für Wasserstoff – und setzt auf Ammoniak als Alternative

Das Land investiert nicht nur in die Wasserstoffproduktion. Japan entwickelt auch globale Lieferketten, damit die Welt schneller auf den Energieträger umsteigen kann.

10.08.2022 | von Martin Kölling

Erster Wasserstoff-Tanker „Suiso Frontier“ © via REUTERS

Tokio Es stinkt, es ist giftig – und es ist eine große Hoffnung für den Klimaschutz: Ammoniak. Wenn dieses Molekül aus Stick- und Wasserstoff verbrennt, entstehen nur Wasser und Stickstoff als Emission und keine Treibhausgase. Besonders die Schifffahrt und Stromkonzerne in Asien setzen daher auf Ammoniak, um Kohle oder Schweröl als Brennstoff zu ersetzen.

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Bisher war das Problem, dass es keine belastbare Lieferkette für den Masseneinsatz gab. Ein japanisches Konsortium aus dem Ölkonzern Inpex, dem Schwerindustrieriesen IHI und der Großreederei Mitsui O.S.K. Lines hat diese Lücke nun geschlossen. In den Vereinigten Arabischen Emiraten haben sie eine Anlage errichtet, die Wasserstoff aus Erdgas abspaltet und mit Stickstoff zu Ammoniak verbindet, das dann per Schiff nach Japan transportiert wird.

Das dabei entstehende Kohlendioxid wird eingefangen und in Ölquellen gepumpt. IHI entwickelt derweil eine Anlage, die Ammoniak effizient verbrennen kann.

Ammoniak als Hoffnungsträger

Das Projekt ist Teil der japanischen Klimastrategie, mit der die Regierung das Land zum Vorreiter bei der Entwicklung neuer klimaneutraler Lieferketten machen will. Bereits 2017 stellte Japan als erstes Land eine nationale Wasserstoffstrategie vor, in der die Schaffung eines globalen Marktes für das flüchtige Gas die Hauptrolle einnahm. 

2020 legte die Regierung mit ihrem Klimaplan nach, mit dem sie Japans Treibhausgasemissionen bis 2050 netto auf null senken will. Der Plan sieht vor, dass 50 bis 60 Prozent des Bedarfs mit erneuerbaren Energien gedeckt werden, 30 bis 40 Prozent mit Atom- und Thermalkraftwerken, die etwa mit Gas oder Kohle betrieben werden. Zehn Prozent sollen Wasserstoff und neuerdings Ammoniak beitragen. 

Minus
253
Grad Celsius
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Der Frühstart bringt nun erste Erfolge. Neben der Entwicklung von Brennstoffzellen für Autos und Lastwagen haben sich verschiedene Industriekonsortien zuerst auf die Entwicklung von Wasserstofflieferketten konzentriert. Denn Japans Wirtschaftsplaner gehen davon aus, dass der Energiehunger der drittgrößten Volkswirtschaft der Welt nicht allein durch eine heimische Produktion des Elements gesättigt werden kann. 

Der Schwerindustriekonzern und Schiffbauer Kawasaki Heavy hat bereits einen Prototyp eines Tankers gebaut, der flüssigen Wasserstoff aus Australien nach Japan transportiert hat. Wenn der Wasserstoff flüssig ist, kann ein Tanker eine größere Menge davon transportieren, als wenn er gasförmig ist. Nur muss dieser dafür auf minus 253 Grad Celsius abgekühlt werden, was besonders gut isolierte Tanks an Bord und in den Hafenterminals erfordert.

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Der Chemieanlagenbauer Chiyoda wiederum hat gezeigt, wie eine Verschiffung von Wasserstoff bei Umgebungstemperatur mit herkömmlichen Tankern funktionieren kann. Die Ingenieure haben einen Weg gefunden, Wasserstoff effizient aus Methylcyclohexan (MCH) abzuspalten. Dabei handelt es sich um ein Lösungsmittel, das durch die Verbindung von Wasserstoff mit einem anderen Lösungsmittel namens Toluol erzeugt wird.

Der erste Wasserstoffkreislauf dieser Art führt dabei vom südostasiatischen Sultanat Brunei nach Japan. Der Wasserstoff wird dabei vor Ort aus Erdgas abgespalten, mit Toluol verbunden und verschifft. In Japan wird der Wasserstoff wieder vom MCH getrennt. Das entstandene Toluol wird dann wieder zurück verfrachtet und neu mit Wasserstoffatomen aufgeladen.

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In der zweiten Stufe forciert die Regierung nun die Entwicklung einer Lieferkette für Ammoniak. 2021 stellte sie dafür rund 500 Millionen Euro zur Verfügung. Die arabische Lieferkette ist dabei nur ein Nutznießer der Fördergelder. Das Handelshaus Itochu entwickelt in Kanada die bisher größte Ammoniakfabrik der Welt, deren Bau 2024 beginnen soll. 

Allen diesen Projekten ist dabei gemein, dass sie auf sogenannten „blauen“ Wasserstoff setzen. Im Gegensatz zu dem in Europa bevorzugten „grünen“ Wasserstoff wird er nicht mit erneuerbaren Energien aus Wasser abgespalten, sondern mit Kohle oder Gas. Anschließend wird das bei der Herstellung dieses „grauen“ Wasserstoffs entstehende Kohlendioxid aus den Abgasen gezogen und entweder in den Untergrund gepresst oder für die Herstellung anderer Produkte wie synthetische Brennstoffe genutzt. 

In Europa wird daran kritisiert, dass dieser Umweg zu sauberem Wasserstoff Kohlendioxid emittiert und die Methoden für eine Kohlendioxidabscheidung und -nutzung noch nicht für den großindustriellen Einsatz entwickelt sind. Japans Wirtschaftsplaner argumentieren dagegen, dass auf diese Weise schneller ein Weltmarkt für die neuen wasserstoffbasierten Energiespeicher entsteht, wodurch dann der Übergang zu grünem Wasserstoff erleichtert werden kann.

Erstpublikation: 08.08.2022, 14:52 Uhr

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