Japan zählt zu den führenden Nationen im Ausbau erneuerbarer Energien und strebt an, bis zum Jahr 2040 eine Solarstromkapazität von 20 Gigawatt zu erreichen. Dies entspricht in etwa der Leistung von 20 Atomkraftwerken. Ein zentraler Bestandteil dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Implementierung von Perowskit-Solarzellen, die aufgrund ihrer Dünne und Flexibilität vielfältige Einsatzmöglichkeiten bieten.
Aktueller Stand der Energieversorgung in Japan
Im Jahr 2010 betrug die Energie-Selbstversorgungsrate Japans 20,2 %. Bis 2023 ist dieser Wert jedoch auf 15,2 % gesunken, was das Land im Vergleich zu den 38 OECD-Mitgliedsstaaten auf den zweitniedrigsten Platz zurückwirft. Diese Abnahme ist hauptsächlich auf die Stilllegung von Kernkraftwerken nach dem Erdbeben und der Nuklearkatastrophe von 2011 zurückzuführen. Um den daraus resultierenden Energiebedarf zu decken, hat Japan verstärkt auf thermische Energiequellen gesetzt. Dies führte dazu, dass der Anteil der thermischen Stromerzeugung von 65,4 % im Jahr 2010 auf 72,8 % im Jahr 2022 anstieg, was das Land zum höchsten Wert unter den G7-Staaten führte. Allerdings ist Japan aufgrund seiner Abhängigkeit von importierten fossilen Brennstoffen wie Öl, Kohle und verflüssigtem Erdgas (LNG) anfällig für externe Einflüsse wie geopolitische Spannungen und Preisschwankungen. Zudem stellt die thermische Energieerzeugung die größte Quelle von CO₂-Emissionen im japanischen Energiesektor dar, was erhebliche Umweltbedenken hervorruft.
Strategien für eine nachhaltige Energiezukunft
Im Februar 2025 verabschiedete die japanische Regierung den aktualisierten Strategischen Energieplan zusammen mit der GX2040-Vision, einer nationalen Strategie zur Dekarbonisierung. Dieser Plan zielt darauf ab, den Anteil erneuerbarer Energien am Energiemix bis 2030 auf 36-38 % zu erhöhen und die Energie-Selbstversorgungsrate auf 30 % zu steigern. Ein Schwerpunkt liegt auf der Skalierung von Solar- und Offshore-Windenergie.
Innovationen im Bereich der Solarenergie
Japan verfügt über eine der höchsten Solarstromkapazitäten pro Flächeneinheit weltweit. Allerdings sind nur 34 % der Landesfläche Japans flach, während der Großteil von Bergen bedeckt ist. Daher ist die Entwicklung von Next-Generation-Solarzellen, wie beispielsweise Perowskit-Solarzellen, von entscheidender Bedeutung. Diese Zellen sind leicht und flexibel und können auf Dächern und Wänden installiert werden, wodurch sie den begrenzten Raum optimal nutzen.
Perowskit-Solarzellen bestehen aus dünnen Schichten eines speziellen Materials, das für seine hohe Effizienz bekannt ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Siliziumzellen können Tandem-Perowskit-Zellen Effizienzen von bis zu 43 % erreichen. Diese Zellen sind nicht nur leichter und dünner, sondern auch biegsam, was ihre Integration in verschiedene Oberflächen wie Gebäude, Fahrzeuge und tragbare Geräte ermöglicht.
Quelle: https://gaya.one/de/technologies/new-energy/1efb0f99-ccbe-63ae-a9e1-274ffd308efd?utm_source
Japan verfügt über einen strategischen Vorteil in der Produktion von Perowskit-Solarzellen, da es 30 % des weltweiten Iodvorkommens produziert, ein essentielles Material für die Herstellung dieser Zellen. Um die Einführung dieser Technologie zu beschleunigen, unterstützt die Agentur für natürliche Ressourcen und Energie (ANRE) die Entwicklung von Massenproduktionstechnologien und Marktstrukturen durch das „Next Generation Solar Cell Development Project“ mit einem Budget von 64,8 Milliarden Yen. Das Ziel ist es, diese fortschrittlichen Solarzellen bis 2030 weit verbreitet einzusetzen.
Ausbau der Offshore-Windenergie
Neben Solarenergie investiert Japan auch in den Ausbau der Offshore-Windenergie. Die installierte Kapazität betrug im März 2024 nur 0,15 GW, aber die ANRE plant, diese bis 2030 auf 5,7 GW zu erhöhen. Dies soll durch die Ausweitung von Offshore-Windprojekten auf ausschließliche Wirtschaftszone (AWZ) und die Förderung von schwimmenden Offshore-Windtechnologien erreicht werden. Um diese Entwicklungen zu unterstützen, hat die ANRE Testgebiete in Zusammenarbeit mit lokalen Fischereiverbänden ausgewiesen, beispielsweise vor der Südküste der Präfektur Akita und vor der Küste von Toyohashi und Tahara in der Präfektur Aichi. Diese Tests werden durch den Green Innovation Fund mit insgesamt 123,5 Milliarden Yen finanziert.
Integration erneuerbarer Energien in lokale Gemeinschaften
Das Ministerium für Landwirtschaft, Forsten und Fischerei (MAFF) fördert die Zusammenarbeit mit lokalen Industrien, um die Energieeffizienz, regionale Resilienz und Selbstversorgung zu verbessern. Beispiele hierfür sind die Verbindung von Forstwirtschaft mit Biomasseenergie, Fischerei mit Offshore-Windkraft, Viehzucht mit Biogas und Landwirtschaft mit Solarenergie. Diese maßgeschneiderten Ansätze berücksichtigen die spezifischen Bedürfnisse der einzelnen Sektoren und fördern die lokale Wertschöpfung. Ziel ist es, die Umweltauswirkungen zu minimieren, den Nutzen erneuerbarer Energien mit den lokalen Gemeinschaften zu teilen und Herausforderungen wie Umweltzerstörung und Landschaftsveränderungen durch externe Entwickler zu vermeiden.
Schlussfolgerung
Japans Bestrebungen, seine Energieversorgung auf erneuerbare Quellen umzustellen, sind ein entscheidender Schritt hin zu einer nachhaltigeren und widerstandsfähigeren Gesellschaft. Durch die Investition in innovative Technologien wie Perowskit-Solarzellen und den Ausbau von Offshore-Windenergieanlagen nutzt das Land seine geografischen und industriellen Stärken. Diese Initiativen tragen nicht nur zur Reduzierung von CO₂-Emissionen bei, sondern fördern auch das wirtschaftliche Wachstum und die regionale Entwicklung.
