Nieuwe superzonnecellen (perovskiet) zullen naar verwachting de energietransitie van Japan versnellen – Japanse zonnestrategie met Sekisui Chemical – Afbeelding: Xpert.Digital
Energietechnologie van de toekomst: Japanse doorbraak met perovskietcellen
Geavanceerde zonne-energie: Japans pad naar de energietransitie
Japan boekt aanzienlijke vooruitgang in zonne-energietechnologie met de ontwikkeling van perovskiet-zonnecellen (PSC's), die de potentie hebben om het energielandschap van het land fundamenteel te transformeren. Deze innovatieve technologie zal naar verwachting niet alleen de ambitieuze klimaatdoelstellingen van Japan ondersteunen, maar ook de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en kernenergie verminderen. Dankzij hun flexibele, lichte gewicht en zeer efficiënte eigenschappen zouden deze superzonnecellen tegen 2040 een elektriciteitsopwekkingscapaciteit kunnen bereiken die gelijkstaat aan die van 20 kernreactoren, en daarmee een cruciale bijdrage leveren aan de energietransitie van Japan.
De revolutionaire perovskiettechnologie
Perovskiet-zonnecellen verschillen fundamenteel van conventionele zonnecellen en beloven een revolutie in de manier waarop zonne-energie wordt benut. In tegenstelling tot traditionele zonnepanelen op siliciumbasis worden PSC's gekenmerkt door hun hoge aanpasbaarheid, lage gewicht en flexibele productie. Deze eigenschappen maken ze bijzonder waardevol voor het dichtbevolkte Japan, waar conventionele zonnepanelen vaak onpraktisch zijn vanwege de beperkte beschikbare ruimte.
De veelzijdigheid van perovskiet-zonnecellen opent volledig nieuwe toepassingsmogelijkheden. Dankzij hun semi-transparante en lichtgewicht ontwerp kunnen ze worden geïnstalleerd op muren en ramen van gebouwen, op autodaken en op straatlantaarns, waardoor deze oppervlakken kunnen worden gebruikt voor energieopwekking. Deze flexibiliteit is vooral belangrijk in steden met beperkte ruimte, waar het maximaliseren van de energieproductie zonder extra landgebruik cruciaal is.
Wat efficiëntie betreft, hebben perovskietzonnecellen indrukwekkende vooruitgang geboekt. Met een rendement van 26,1 procent zijn ze nu vergelijkbaar met traditionele silicium monokristallijne panelen, en dit cijfer blijft stijgen, terwijl de siliciumtechnologie haar grenzen lijkt te hebben bereikt. De mogelijkheid om PSC's in combinatie met siliciumpanelen te gebruiken is bijzonder veelbelovend, omdat dit momenteel een rendement van meer dan 35 procent mogelijk maakt. Bovendien maakt de flexibiliteit van PSC's de ontwikkeling mogelijk van hybride systemen die wind- en zonne-energie combineren, wat de efficiëntie van hernieuwbare energiebronnen verder kan verbeteren.
Geschikt hiervoor:
Japans strategisch voordeel door jodiumproductie
Een belangrijke factor die de positie van Japan in de ontwikkeling van perovskiet-zonnecellen versterkt, is zijn rol als 's werelds op één na grootste jodiumproducent. Jodium is een noodzakelijke component bij de productie van perovskiet-zonnecellen. Dit grondstoffenvoordeel stelt Japan in staat een onafhankelijke toeleveringsketen op te zetten en biedt veelbelovende ontwikkelingsmogelijkheden voor de Japanse industrie. Door deze natuurlijke hulpbron te benutten, zou Japan een grotendeels zelfvoorzienende productieketen kunnen creëren om de enorme hoeveelheden perovskiet-zonnecellen te produceren die nodig zijn.
Het ambitieuze zonneplan van Japan
De Japanse regering heeft een ambitieus plan gepresenteerd voor de toepassing van perovskiettechnologie. Het land streeft ernaar om tegen begrotingsjaar 2040 20 gigawatt aan zonne-energie te installeren, wat overeenkomt met de output van ongeveer 20 kernreactoren. Met deze capaciteit zou Japan niet alleen zijn actieve kernreactoren kunnen ontmantelen, maar ook de bouw van nieuwe kerncentrales kunnen vermijden om in de toekomstige energiebehoefte te voorzien, aangezien fossiele-brandstofcentrales geleidelijk worden uitgefaseerd.
Dit initiatief maakt deel uit van een breder energieplan. Op 13 maart 2025 finaliseerde de Japanse regering een ontwerp van een fundamenteel energiebeleid gericht op het verhogen van het aandeel hernieuwbare energie in de elektriciteitsmix tot 50 procent in 2040 om aan de stijgende vraag naar elektriciteit te voldoen. Japan had zijn energieplan al in oktober 2021 bijgewerkt, waarbij hernieuwbare energie als belangrijkste begunstigde naar voren kwam. Het zesde "Strategisch Energieplan" stelt voor het eerst als doel om vanaf 2030 zonne-energie, windenergie en waterkracht, evenals biomassa, te vestigen als de belangrijkste bronnen van energieopwekking in Japan, met een gepland aandeel van 36 tot 38 procent in de energiemix.
De drijvende rol van Sekisui Chemical
Een belangrijke speler in de implementatie van de Japanse zonnestrategie is Sekisui Chemical. Met steun van de Japanse Ontwikkelingsbank (DBJ) richtte Sekisui begin 2025 een nieuw bedrijf op om perovskiet-zonnecellen te ontwikkelen, produceren en verkopen onder licentie van Sekisui Chemical. De totale kosten van het project worden geschat op meer dan 310 miljard yen (1,97 miljard dollar), waarvan de helft wordt gefinancierd door overheidssubsidies.
Sekisui plant een gefaseerde investeringsstrategie, te beginnen met 90 miljard yen voor de bouw van een productielijn van 100 megawatt tegen 2027, gevolgd door een productielijn van gigawattklasse tegen 2030. Voor dit project zal het bedrijf apparatuur aanschaffen en gebruiken in de Sharp-fabriek in Sakai, West-Japan. Het doel is om tegen boekjaar 2030 een productiecapaciteit van 1 gigawatt per jaar te bereiken voor nieuwe cellen, voornamelijk perovskiet-zonnecellen.
Het bedrijf heeft al duidelijke toepassingsgebieden voor zijn technologie gedefinieerd: "We willen de lichtgewicht en flexibele eigenschappen van het systeem benutten om het gebruik ervan te bevorderen, met name in de publieke sector, bijvoorbeeld in sporthallen die dienen als evacuatiecentra in geval van rampen", aldus het bedrijf. Op de lange termijn is Sekisui van plan zijn activiteiten uit te breiden door kosten te verlagen door middel van massaproductie en tegelijkertijd de vraag te stimuleren, met een focus op daken en buitenmuren van fabrieken en magazijnen in de particuliere sector.
Investeringen en productieplannen
Sekisui Chemical is van plan om tegen 2030 een productiecapaciteit van 1 gigawatt per jaar voor perovskiet-zonnecellen te realiseren. Het bedrijf investeert in totaal ongeveer 2 miljard dollar in dit project, waarbij de Japanse overheid de helft van de kosten dekt.
De eerste stap is de bouw van een productielijn met een capaciteit van 100 megawatt per jaar van 2025 tot 2027. Sekisui Chemical investeert hiervoor 90 miljard yen (ongeveer 570 miljoen Amerikaanse dollar) en maakt gebruik van onderdelen van een voormalige Sharp-fabriek in Osaka.
Overheidssteun en partnerschappen
De Japanse overheid steunt het project actief:
- Het Ministerie van Economische Zaken heeft Sekisui Chemical een subsidie toegekend in het kader van het programma om de toeleveringsketens voor de groene transformatie uit te breiden.
- De staatsbank Development Bank of Japan (DBJ) heeft een belang van 14% in het nieuw opgerichte bedrijf Sekisui Solar Film, dat de productiefaciliteit zal vestigen.
Technologie en toepassingen
Sekisui Chemical is gespecialiseerd in de roll-to-roll productie van dunne, flexibele perovskiet zonnecellen. De huidige celeigenschappen zijn:
- Efficiëntie: 15%
- Houdbaarheid: 10 jaar
- Rolbreedte: 30 centimeter
Toekomstige doelen zijn onder meer een rendement van 20% en een levensduur van 20 jaar. De lichtgewicht en flexibele zonnecellen worden in eerste instantie geïnstalleerd op de daken van openbare gebouwen, zoals sporthallen. Later staan toepassingen op de daken en wanden van fabrieken en magazijnen gepland.
Doelen op lange termijn
De Japanse overheid streeft ernaar dat nieuwe typen zonnecellen tegen 2040 ongeveer 20 gigawatt aan elektriciteit opwekken. Sekisui Chemical wil een belangrijke rol spelen bij het behalen van deze overheidsdoelstelling om tegen 2030 een productie op gigawattschaal te realiseren.
Doorbraak in perovskiet-zonnecellen: goedkoper en duurzamer dan ooit tevoren
Ondanks hun enorme potentieel stuiten perovskiet-zonnecellen nog steeds op verschillende obstakels. Hun aanzienlijk beperkte levensduur in vergelijking met silicium en hun hoge initiële kosten vormen twee van de grootste uitdagingen voor PSC's. De technologie verbetert echter voortdurend en onderzoekers werken aan oplossingen zoals verbeterde passiveringstechnologie en stabielere materiaalcombinaties.
Een opmerkelijke doorbraak werd bereikt in 2024 toen een Chinese fabrikant de eerste commerciële perovskietcellen presenteerde, ontworpen om 12 jaar te werken zonder prestatieverlies, met een garantie van tien jaar. Over een periode van 25 jaar zal de prestatievermindering naar verwachting lineair zijn in plaats van plotseling, wat de voorspelbaarheid verbetert.
Ook wat betreft de kosten tekent zich een positieve trend af. Volgens prognoses zullen de kosten in Japan dalen van de huidige 20 yen (ongeveer 12 eurocent) naar 10 yen (ongeveer 6 eurocent) per watt in 2040. Deze kostenverlaging zal de concurrentiekracht van de technologie verder vergroten en de brede acceptatie ervan bevorderen.
In Duitsland ontdekte natuurkundige Felix Lang een opmerkelijke eigenschap van perovskiethalfgeleiders: hun zelfherstellende vermogen. Deze ontdekking zou de levensduur van perovskietzonnecellen aanzienlijk kunnen verlengen en bijdragen aan de verbetering van zonnecellen en röntgenapparatuur, met toepassingen zowel op aarde als in de ruimte.
De Japanse zonnerenaissance
Japan was ooit wereldleider in de productie van zonnepanelen, maar het marktaandeel is gedaald tot onder de één procent door de concurrentie van Chinese fabrikanten. Met PSC-technologie wil Japan een sterkere positie op de wereldmarkt herwinnen. Dit doet denken aan de periode na de oliecrisis van 1973, toen de Japanse publieke en private sector samenwerkten aan onderzoek en ontwikkeling op het gebied van hernieuwbare energie, en het wereldwijde marktaandeel voor zonnepanelen tijdelijk de 50% overschreed voordat het werd ingehaald door Chinese bedrijven met lagere prijzen.
Sinds de nucleaire ramp in Japan in maart 2011 heeft de zonne-energiesector in het land zich snel ontwikkeld. Tegenwoordig draagt zonne-energie bijna 10 procent bij aan de totale energieproductie, vergeleken met slechts 1,9 procent in 2014. Het huidige energieplan beoogt dit aandeel tegen 2030 te verhogen tot 36 tot 38 procent, waarbij technologie voor de stroomvoorzieningsketen (Power Supply Chain, PSC) een belangrijke rol speelt om deze cijfers tegen 2040 te overtreffen.
Geschikt hiervoor:
Diversificatie van hernieuwbare energieën in Japan
Hoewel perovskiet-zonnecellen een speerpunt vormen van de Japanse energiestrategie, investeert het land ook in andere hernieuwbare energiebronnen om de energiemix te diversifiëren en de energiezekerheid te vergroten. Japan streeft ernaar een waterstofmaatschappij te worden en voert sinds 2017 een waterstofstrategie, die ook de doelstelling van koolstofreductie tegen 2050 ondersteunt. De Japanse overheid is van plan om over een periode van 15 jaar ongeveer 15 biljoen yen (ongeveer 107 miljard dollar) te investeren in de waterstofwaardeketen.
Minister van Milieu Shinjiro Koizumi kondigde bovendien aan dat het ministerie het voortouw zal nemen in het versnellen van de ontwikkeling van geothermische energie. Minister van Bestuurlijke Hervorming Taro Kono kondigde de doelstelling aan om het aantal Japanse geothermische energiecentrales tegen 2030 te verdubbelen. Gunstige teruglevertarieven en de bevordering van hernieuwbare energie zullen naar verwachting leiden tot een toename van het aantal geothermische projecten.
Daarnaast doet Japan ook onderzoek naar kernfusie-energie als energiebron voor de lange termijn. Het land werkt samen met de EU en de VS om de ontwikkeling van kernfusie-energie te versnellen, waarbij private investeringen en samenwerking een belangrijke rol spelen. Eind maart 2024 richtten 21 bedrijven de Japan Fusion Energy Council (kortweg J-Fusion) op met als doel gezamenlijk de technologie en normen te verbeteren.
Implicaties voor de wereldwijde energietransitie
De enorme investering van Japan in perovskiet-zonnecellen zou verstrekkende gevolgen kunnen hebben voor het wereldwijde energielandschap. Als de technologie succesvol op industriële schaal wordt toegepast, zou het een voorbeeld kunnen zijn voor andere landen, met name dichtbevolkte landen met beperkte ruimte voor traditionele zonneparken.
De Japanse overheid heeft er vertrouwen in dat haar investeringen in perovskiet-zonnecellen succesvol zullen zijn. Na de binnenlandse markt te hebben bevoorraad, is Japan van plan deze innovatieve technologie naar andere landen te exporteren, wat zou kunnen bijdragen aan de wereldwijde energietransitie en de positie van Japan als technologieleider zou kunnen versterken.
De ontwikkeling van perovskiet-zonnecellen maakt ook deel uit van een bredere Japanse strategie om zijn technologische leiderschap in diverse sectoren terug te winnen. Naast hernieuwbare energie investeert Japan ook fors in andere toekomstige technologieën, zoals softwaregedefinieerde voertuigen (SDV's), met als doel om in 2030 een aandeel van 30 procent in de wereldmarkt te verwerven.
Een zonne-energievooruitgang voor de Japanse energietoekomst
De Japanse investering in perovskiet-zonnecellen markeert een cruciale stap in de transformatie van het Japanse energielandschap. De ambitieuze plannen om tegen 2040 een capaciteit te installeren die gelijkstaat aan 20 kernreactoren, tonen het vertrouwen van het land in deze innovatieve technologie en de bijdrage ervan aan de energietransitie.
Perovskiettechnologie biedt unieke voordelen dankzij de flexibiliteit, het lichte gewicht en de efficiëntie, vooral voor een dichtbevolkt land als Japan. Hoewel er nog steeds uitdagingen bestaan op het gebied van duurzaamheid en kosten, toont de voortdurende vooruitgang in onderzoek en ontwikkeling aan dat deze obstakels overkomelijk zijn. De gefaseerde implementatiestrategie, gericht op gigawattproductie in 2030, legt de basis voor ambitieuze langetermijndoelen.
De brede acceptatie van perovskiet-zonnecellen zou Japan niet alleen kunnen helpen zijn klimaatdoelen te bereiken en zijn afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en kernenergie te verminderen, maar ook zijn positie als toonaangevende leverancier van zonnetechnologie te herstellen. De strategische inzet van binnenlandse jodiumproductie en aanzienlijke overheidsinvesteringen onderstrepen Japans vastberadenheid om te slagen in deze toekomstgerichte technologie.
Met deze allesomvattende aanpak, die zowel technologische innovatie als economische strategie omvat, positioneert Japan zich als een pionier in de wereldwijde energietransitie en toont het een veelbelovende weg naar duurzame energieproductie voor de toekomst. Het succes van dit plan zou van grote betekenis kunnen zijn, niet alleen voor Japan, maar ook voor de wereldwijde inspanningen om een duurzame energietoekomst te realiseren.
Geschikt hiervoor:
Uw wereldwijde partner voor marketing en bedrijfsontwikkeling
☑️ onze zakelijke taal is Engels of Duits
☑️ Nieuw: correspondentie in uw nationale taal!
Konrad Wolfenstein
Ik ben blij dat ik beschikbaar ben voor jou en mijn team als een persoonlijk consultant.
U kunt contact met mij opnemen door het contactformulier hier in te vullen of u gewoon te bellen op +49 89 674 804 (München) . Mijn e -mailadres is: Wolfenstein ∂ Xpert.Digital
Ik kijk uit naar ons gezamenlijke project.
