Daan Archer, NOST Tokyo
Origineel gepubliceerd op de site van Agentschap NL.
Samenvatting
Waterkracht is voor het heuvelachtige Japan een aanzienlijke bron van duurzame energie. In 2008 genereerden Japanse waterkrachtcentrales 70 TWh aan elektriciteit, zeven procent van de elektriciteitsproductie in het land en driekwart van de duurzaam geproduceerde elektriciteit. Er is ruimte voor ongeveer dertig procent capaciteitsuitbreiding. Vooral kleine en mini waterkrachtcentrales van respectievelijk 10 MW en 1 MW lijken hierbij een uitkomst. Zowel plaatsing op nieuwe locaties als koppeling aan bestaande infrastructuur zoals dammen behoort tot de mogelijkheden. Om de noodzakelijke investeringen te stimuleren, subsidiëren verschillende ministeries haalbaarheidsstudies, R&D en implementatie van nieuwe, kleinere waterkrachtcentrales. Vooralsnog is het aantal projecten klein. De overheid verwacht de komende jaren een groeiende exportmarkt voor grote en kleine waterkrachtcentrales naar opkomende economieën in Zuidoost-Azië.
Details
Volgens de World Energy Council is waterkracht momenteel de grootste en meest toegankelijke duurzame energiebron. In 2005 was waterkracht goed voor 87% van de wereldwijde elektriciteitsproductie uit hernieuwbare energiebronnen. Sindsdien is 18 GW aan nieuwe waterkrachtcentrales in werking gesteld.
Met een hyperconsumerende populatie van 127 miljoen mensen en een massa-producerende exportindustrie is het grondstofarme Japan zeer afhankelijk van energie-importen. Gezien de aangescherpte Kyoto-doelstellingen zoekt Japan naarstig naar nieuwe duurzame energiecapaciteit. De energieopwekking uit waterkracht heeft in Japan, dat voor zeventig procent uit heuvels bestaat, een theoretisch potentieel van 718 TWh. Slechts een vijfde hiervan is technisch realiseerbaar, de meeste locaties zijn namelijk te moeilijk bereikbaar. Met de huidige technologieën is uiteindelijk 114 TWh hiervan economisch winstgevend te maken. Hiervoor komen 2.700 nieuwe locaties in aanmerking, waar vooral kleine (10 MW) en mini-waterkrachtcentrales (1 MW) mogelijk zijn.
Figuur 1. “Electricity Net Generation by Type (Billion kWh)”, International Energy Statistics 2008
Lange geschiedenis
De eerste Japanse energieopwekking door de benutting van waterkracht uit rivieren dateert al van 1890. Destijds kende Alexander Bell al grote mogelijkheden toe aan de benutting van de vele Japanse rivieren en watervoorraden als energiebron. Bell voorzag de verschuiving van stoom naar elektriciteit en de inzet van elektriciteit in het productieproces. Rond 1920 maakte een Japanse smid een belangrijke volgende stap door de ontwikkeling van een goedkope, draagbare en spiraalvormige watermolen die 0,5 kW aan vermogen genereerde. Deze machine voorzag vele individuele landbouwers van energie voor het dorsen en pellen van rijst. Enkele boerencoöperaties wilden vervolgens rond 1940 kleine waterkrachtcentrales bouwen voor de lokale energievoorziening. Deze enthousiaste initiatieven strandden echter snel door de komst van elektriciteitscentrales die bevoorraad werden vanuit grote waterkrachtcentrales, dammen en reservoirs. In de jaren zestig daalde de interesse voor grote waterkrachtcentrales al weer snel omdat energieopwekking met kolen en olie goedkoper was. Dergelijke centrales waren ook sneller te bouwen, wat in een tijd van zeer snelle economische groei een belangrijk argument vormde.
Inmiddels pleit de Japanse overheid weer voor meer elektriciteitsopwekking uit waterkracht. De publieke opinie is echter verdeeld vanwege de negatieve milieuimpact. Een onderdeel daarvan vormt de barrière die de centrales opwerpen voor vissen die stroomopwaarts willen paaien.
Kleinere waterkrachtcentrales
Op basis van twee nieuwe-energie wetten subsidiëren inmiddels verschillende ministeries haalbaarheidsstudies, ontwikkeling en plaatsing van nieuwe kleine waterkrachtcentrales. De “Act on the Promotion of New Energy Usage” uit 1997 subsidieert R&D en implementatie van alternatieve energiebronnen. In de oorspronkelijke versie was waterkracht niet opgenomen, maar het Cabinet Office, het hoogste overheidsorgaan verantwoordelijk voor nationale strategische belangen, heeft in 2008 mini-waterkrachtcentrales van maximaal 1 MW aan de wet toegevoegd. Deze wetsaanpassing is enkel gericht op nieuwe energieopwekking in al bestaande infrastructuren zoals irrigatievoorzieningen, waterkeringen, dammen en reservoirs.
De “Special Measures Law Concerning the Use of New Energy by Electric Utilities or Renewables Portfolio Standards Law”, de zogenaamde RPS-wet, uit 2003 eist een minimaal percentage aan te gebruiken duurzame energie door elektriciteitscentrales. Toegestane bronnen zijn biomassa, wind-, zonne-, geothermische energie en mini-waterkrachtcentrales van maximaal 1MW. Het verplichte percentage neemt jaarlijks met incrementele stappen toe en streeft naar zestien TWh duurzaam energiegebruik door elektriciteitsleveranciers in 2014. Om het verplichte gebruik van duurdere energiebronnen te veraangenamen subsidieert de overheid vervolgens haalbaarheidsstudies, ontwikkeling en plaatsing van nieuwe duurzame bronnen. Sinds een aanpassing in 2007 subsidieert de wet ook mini-waterkrachtcentrales die toegevoegd worden aan bestaande dammen en waterwegen om energie te generen uit rivieren, landbouw-, drink- en industrieel water (Figuur 2). De wetswijziging komt voort uit de toegenomen interesse van lokale overheden en burgers voor de inzet van kleinere waterkrachtcentrales, gezien hun beperkte schade voor het milieu.
Voor de meeste ministeries zijn deze wetsaanpassingen leidend om te investeren in kleinere waterkrachtcentrales. Inmiddels lopen er bij de Japanse ministeries van V&W, LNV, VWS, Milieu en Binnenlandse Zaken verschillende projecten om lokaal duurzame energie op te wekken met kleinschalige waterkrachtcentrales. Deze projecten richten zich op haalbaarheidsstudies of daadwerkelijke implementatie. Interessant hierbij is dat Japanse bedrijven ook technologie importeren en dat ook de productie niet per se in Japan hoeft plaats te vinden.
Figuur 2. Illustratie van METI voor mogelijke toevoeging van kleinere waterkrachtcentrales aan bestaande beveiligingsdammen en waterwerken voor landbouw-, drink- en industrieel water.
Het Japanse Ministerie van Economische Zaken (METI) subsidieert sinds 2002 studies naar, ontwikkeling en installatie van mini-waterkrachtcentrales. Sinds 2009 subsidieert METI ook eenvijfde van de installatiekosten en de helft van de R&D-kosten voor waterkrachtcentrales tussen 1 en 30 MW. Doel hierbij is de waterkrachttechnologie winstgevender te maken voor bijvoorbeeld moeilijk bereikbare gebieden, evenals de aan- en inbouw bij bestaande waterwerken. Volgens een woordvoerder bedraagt het jaarlijkse budget van METI voor alle duurzame energietechnologie projecten inmiddels dertig miljard yen, 280 miljoen euro. Ongeveer een tiende hiervan gaat naar waterkrachtprojecten en is METI momenteel medefinancier van vijftien waterkrachtcentrales tussen de 1 en 30 MW in aanbouw. Voor de komende jaren staan er jaarlijks tevens tien nieuwe waterkrachtcentrales in de planning.
Met de subsidies speelt METI ook in op aanstaande renovaties en verwachte export. Veel centrales en dammen moeten de komende twintig jaar vervangen of gerenoveerd worden. Volgens de overheid is dit daarom een ideaal moment om nieuwe technologieën te ontwikkelen, zodat straks kleine-, mini- en micro-waterkrachtcentrales van respectievelijk 10 MW, 1 MW en 100 kW aan bestaande infrastructuren en waterwerken gekoppeld of ingebouwd kunnen worden. Daarbij verwachten de betrokkenen de komende jaren een toenemende export van zowel grote als kleine waterkrachtcentrales naar opkomende Aziatische landen, waar het energieverbruik fors zal toenemen.
Conclusie
Over waterkracht is het laatste woord in Japan nog niet over gesproken. Voor de bevolking is de noodzaak van schone energie evident, maar velen zijn niet overtuigd dat waterkrachtcentrales hier meer dan nu aan moeten bijdragen. De Japanse overheid benadrukt de milieuvriendelijke aspecten van kleinere waterkrachtcentrales, evenals de positieve bijdrage aan de lokale economieën. Lokale overheden worden nauw betrokken bij de ontwikkeling en uitvoering van nieuwe centrales.
Bronnen
– International Energy Statistics 2008, U.S. Energy Information Administration:
http://tonto.eia.doe.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=2&pid=alltypes&aid=12&cid=&syid=2004&eyid=2008&unit=BKWH
- “Technically Exploitable Hydropower Capability by Power Output (General Hydropower)”, 2007, Agency for Natural Resources and Energy, Ministry of Economy, Trade and Industry.
http://www.enecho.meti.go.jp/hydraulic/index.html (Rapport in Japans)
- “Survey on Technically Exploitable Capability of Power Generation Using Untapped Heads”, Maart 2009, New Energy Foundation Japan. (Rapport in Japans)
- “Hydropower as a Renewable Energy Source in a New Era”, Maart 2010, National Institute of Science and Technology Policy, NISTEP
Waterkracht in Japan
