Nippons Klimapioniere

Vier japanische Städte wollen mit einem gezielten Energiesparprogramm beweisen, dass sich der CO₂-Ausstoß einer Region um bis zu 40 Prozent verringern lässt.

Mit einer konzertierten Aktion wollen die vier japanischen Städte Toyota City, Yokohama, Kitakyushu und Kansai Science City zeigen, dass sich durch den Einsatz moderner Techniken Klimagasemissionen in Ballungsräumen deutlich verringern lassen. Das Projekt, das ein Reduktionsziel von 40 Prozent des aktuellen CO₂-Ausstoßes bis 2030 hat, soll außerdem erneuerbare Energien fördern.

Die Pläne gehen dabei deutlich weiter als bisherige "Smart Grid"-Projekte, bei denen nur das Elektrizitätsnetz besser gemanagt wird. Stattdessen soll im Rahmen des "Smart Community" genannten Vorhabens auch der für Heizung und Verkehr notwendige Energiebedarf überwacht und direkt gesteuert werden, wie Hironori Nakanishi, zuständiger Projektdirektor beim japanischen Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie, erläutert.

"Smart Community" ist Teil einer Verpflichtung des japanischen Premierministers, bis 2020 rund 25 Prozent des CO₂-Ausstoßes in dem Land zu reduzieren. Eine Milliarde Dollar über fünf Jahre lässt sich die Regierung das Vorhaben kosten. Beteiligt ist ein Konsortium aus Dutzenden von Firmen, darunter Toyota, Nissan, Nippon Steel und Panasonic.

Um die Emissionsziele zu erreichen, müssen zusätzliche 28 Gigawatt an Solarstrom her, plus Elektrizität aus weiteren erneuerbaren Quellen. Das entspricht fast 30 großen Kernkraftwerken. Smart Grid-Technik soll den Netzbetreibern helfen, die neue, saubere Energie einzuspeisen und auf Kapazitätsschwankungen schnell zu reagieren. Ist es wolkig oder weht nur ein lauer Wind, könnte der Befehl an angeschlossene Geräte in den Haushalten gehen, sich kurzzeitig abzuschalten oder den Energieverbrauch zumindest zu reduzieren. In einer "Smart Community" erstreckt sich diese Anpassungsfähigkeit auch auf das Wärmemanagement. "Mehr als die Hälfte der Energie geht derzeit für den Heizungsbereich drauf. Entsprechend wichtig ist die Verknüpfung dieses Bereiches mit dem Stromnetz", erklärt Nakanishi.

Panasonic stellt bereits ein System her, das die beiden Bereiche auf der Ebene einzelner Häuser integrieren kann. Dabei wird ein Brennstoffzellensystem, das Strom und Wärme aus Erdgas herstellt, mit einer extrem effizienten Solar-Anlage verknüpft, die wiederum an einer Batterie hängt, um nicht direkt benötigten Strom zu speichern. Eine solche Einheit, die derzeit rund 60.000 Dollar kostet, macht ein einzelnes Haus unabhängig vom Stromnetz. In Zukunft könnte auch ein Elektroauto integriert werden, das zusätzlich als Energiespeicher dient.

Scheint die Sonne, versorgt die Solar-Anlage das Haus mit Strom. Nicht benötigte Elektrizität wird gespeichert oder zum Erwärmen von Wasser genutzt. Wird es wolkig oder geht die Sonne unter, verbraucht das System gespeicherte Elektrizität oder startet die Erdgas-betriebene Brennstoffzelle. Die Abwärme, die von dem Aggregat im Betrieb produziert wird, wird nicht verschwendet, sondern hilft dabei, die Wohnung zu heizen, was den Gesamtenergieverbrauch weiter reduziert.

Das System lässt sich auch noch optimieren, indem sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstrom-Steckdosen installiert werden. Da aus Batterie und Solaranlage standardmäßig Gleichstrom fließt, lassen sich damit einige Geräte direkt und ohne energiefressende Umformung betreiben – Computer und andere Elektronik, beispielsweise.

Die Projekte, die in den vier teilnehmenden "Smart Community"-Städten geplant sind, unterscheiden sich im Detail. In Toyota City und Yokohama werden Tausende von Elektroautos von Toyota und Nissan eingesetzt, die ins Stromnetz integriert werden sollen. Sie speichern nicht benötigte Zusatzenergie aus Wind- und Solarkraft und liefern Strom ins Netz zurück, falls das notwendig wird. In Kitakyushu setzt man dagegen auf Wasserstoff-Brennstoffzellen, weil beim Projektpartner Nippon Steel sehr viel Erfahrung in diesem Bereich vorhanden ist. Die Kansai Science City entwickelt wiederum neue Software, die Endkunden erlauben soll, ihren Energieverbrauch besser zu verstehen und zu managen – aber auch hier werden Elektroautos und Photovoltaik parallel eingesetzt. (bsc)