Kosmiczna energia słoneczna może być uzupełnieniem, a nawet konkurencją dla naziemnych odnawialnych źródeł energii
Paweł Rożyński
To może być obok fuzji jądrowej najbardziej perspektywiczna technologia związana z dostawami taniej, czystej i nieograniczonej energii, wpisująca się w krucjatę przeciw emisji gazów cieplarnianych. Do 2030 r. Space Solar zamierza wystrzelić na orbitę pierwszą instalację, która wyśle na Ziemię 30 megawatów energii, co wystarczy do zasilenia około 3 tys. domów. Firma zawarła w tej sprawie partnerstwo z Reykjavik Energy i islandzką inicjatywą na rzecz zrównoważonego rozwoju Transition Labs.
Satelita emitujący energię będzie ważyć 70,5 tony, mieć około 400 metrów szerokości (łącznie z panelami słonecznymi) i okrążać planetę na tzw. średniej orbicie okołoziemskiej na wysokości od 2 tys. do 36 tys. kilometrów. System będzie obracał się w kierunku Słońca, niezależnie od jego pozycji.
Ale to dopiero początek. Do 2036 roku partnerzy chcą zbudować sześć takich kosmicznych elektrowni słonecznych, które będą w stanie dostarczać użytkownikom na Ziemi gigawaty czystej energii elektrycznej 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, niezależnie od pogody. Poszukują obecnie lokalizacji, w których można zbudować naziemne anteny odbiorcze, które będą gromadzić energię przesyłaną w postaci fal radiowych o wysokiej częstotliwości i przekształcać ją w energię elektryczną. Ta będzie wprowadzana do sieci energetycznej. Do połowy lat czterdziestych XXI wieku orbitujące elektrownie Space Solar mają już dostarczać ponad 15 gigawatów energii do różnych krajów, na początek prawdopodobnie do Kanady i Japonii.
Czy energia słoneczna z kosmosu się opłaca?
Space Solar twierdzi, że opracowanie i produkcja pilotażowej elektrowni będzie kosztować 800 milionów dolarów. System będzie dostarczał energię elektryczną za około jedną czwartą kosztu energii jądrowej, czyli 2,25 miliarda dolarów za gigawat. To czyni przedsięwzięcie konkurencyjnym w stosunku do tradycyjnych źródeł odnawialnych. W przeciwieństwie do fotowoltaiki i turbin wiatrowych na powierzchni Ziemi, orbitujące elektrownie będą wytwarzać prąd w sposób ciągły, niezależnie od pory dnia i warunków atmosferycznych.
Nie tylko dlatego energia słoneczna z kosmosu ma być znacznie tańsza od wytwarzanej na Ziemi. Panele słoneczne wychwytują 13 razy więcej energii w przestrzeni niż na Ziemi, ponieważ natężenie światła jest wyższe i nie ma tu atmosfery, chmur ani nocy. Mimo że część energii zostanie utracona w drodze na Ziemię i w sieci elektrycznej, wciąż ten system przewyższałaby kosztowo tradycyjne wytwarzanie energii słonecznej. – Kosmiczna energia słoneczna oferuje niezrównane korzyści w połączeniu z konkurencyjnymi kosztami energii i całodobową dostępnością – ocenia Martin Soltau, założyciel Space Solar, cytowany przez serwis space.com
Na wiosnę sukcesem zakończyły się testy naziemne na Queen’s University Belfast z przesyłaniem wiązki energii i projekt może startować. Martin Soltau powiedział wówczas: – To pierwszy taki przypadek na świecie. Będzie to miało znaczący wpływ na przyszłe systemy energetyczne.
Starship przyniesie rewolucję
Obrazu taniej energii nie zmieni konieczność budowy potężnych instalacji w kosmosie. Bo też koszty lotów na orbitę szybko spadają. Pojawienie się najpotężniejszej rakiety, jaką kiedykolwiek zbudowano, 120-metrowego Starship firmy SpaceX Elona Muska, możliwość jej wielokrotnego wykorzystania oraz postęp w robotyce przybliżyły marzenie o rozmieszczeniu wielkoskalowej infrastruktury kosmicznej, takiej jak orbitujące elektrownie słoneczne, do rzeczywistości. Firma nie ukrywa, że prowadzi rozmowy ze SpaceX. Każda z 30-megawatowych farm słonecznych mogłaby zostać dostarczona na orbitę w wyniku pojedynczego wystrzelenia Starshipa, który może zabrać do 150 ton ładunku. Rakiety te obecnie testowane (niedawno odbył się piąty lot) i niebawem rozpoczną loty komercyjne. Przewoziłyby części, które następnie zostaną zmontowane przez roboty w elektrownię na orbicie. Oczekuje się, że nowa rakieta zmniejszy koszty zabrania czegokolwiek na orbitę do zaledwie 1 proc. tego, ile trzeba było wydawać zaledwie 20 lat temu.
Projekt Space Solar nie jest jedyny. Prace nad kosmicznymi elektrowniami słonecznymi trwają w Japonii i Chinach, które planują wystrzelić w nadchodzących latach pilotażowe instalacje pozyskujące energię słoneczną (japoński demonstrator technologii ma ważyć zaledwie 180 kg i przekazywać 1 kilowat mocy z wysokości 400 km), a w ciągu najbliższych dwóch dekad opracować w pełni dojrzałe, potężne elektrownie. W Wielkiej Brytanii, skąd wywodzi się Space Solar, takie działania wspiera rząd, naukowcy uniwersyteccy i firmy, w tym EDF i National Grid, tworząc Kosmiczną Inicjatywę Energetyczną. Z kolei w Ameryce w lutym start-up Virtus Solis ogłosił plany wystrzelenia kosmicznego demonstratora energii słonecznej już w 2027 r. Również ta instalacja, mniejsza niż Space Solar, trafić ma na orbitę za pomocą rakiety Starship firmy SpaceX.
