25.03.2022

Britische Regierung will ein Solarkraftwerk im Weltraum bauen

Das milliardenschwere Projekt soll Energie im Weltraum erzeugen und diese dann zur Erde zurückleiten.

 

Die britische Regierung erwägt ein 16 Milliarden Pfund (ca. 19 Mrd. Euro) teures Projekt zum Bau eines Solarkraftwerks im Weltraum, das in das Net Zero Innovation Portfolio der Regierung aufgenommen werden soll, um es dem Vereinigten Königreich in Verbindung mit anderen Alternativen zu ermöglichen, bis 2050 den Netto-Nullpunkt zu erreichen, also nicht mehr CO2 produziert wird, als durch die Natur oder Speichersysteme kompensiert werden kann. Aber wie würde ein Solarkraftwerk im Weltraum funktionieren und was sind die Vor- und Nachteile dieser Technologie?

Bei der weltraumgestützten Solarenergie geht es darum, Sonnenenergie im Weltraum zu sammeln und auf die Erde zu übertragen. Die Idee an sich ist zwar nicht neu, doch erst die jüngsten technologischen Fortschritte machen die Umsetzung auch realisierbar. Dieses Solarenergiesystem umfasst einen riesigen Solarenergiesatelliten, das mit Sonnenkollektoren ausgestattet ist und dessen Paneele Strom erzeugen, der dann drahtlos über Hochfrequenz-Radiowellen zur Erde übertragen wird. Eine Bodenantenne, eine so genannte Rectenna, wandelt die Funkwellen in Strom um, der dann in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird.

 

Ein weltraumgestütztes Solarkraftwerk in der Umlaufbahn wird 24 Stunden am Tag von der Sonne beschienen und könnte daher kontinuierlich Strom erzeugen. Dies ist ein Vorteil gegenüber terrestrischen Solarenergieanlagen (Anlagen auf der Erde), die nur tagsüber Strom erzeugen können und vom Wetter abhängig sind. Da der weltweite Energiebedarf bis 2050 voraussichtlich um fast 50 % steigen wird, könnte die weltraumgestützte Solarenergie tatsächlich einen wichtigen Beitrag zur Deckung des wachsenden Energiebedarfs und zur Bekämpfung des globalen Temperaturanstiegs leisten.

Ein weltraumgestütztes Solarkraftwerk basiert auf einem modularen Konzept, bei dem eine große Anzahl von Solarmodulen von Robotern in der Erdumlaufbahn zusammengesetzt wird. Der Transport all dieser Elemente in den Weltraum ist jedoch schwierig, kostspielig und wird auch die Umwelt belasten, denn für den Aufbau viele Starts von Raumschiffen erforderlich wären, was mit erheblichen Emissionen und Kosten verbunden ist.

 

Sollte es uns tatsächlich gelingen, ein weltraumgestütztes Solarkraftwerk zu bauen, steht sein Betrieb jedoch vor einigen praktischen Herausforderungen, denn Solarmodule könnten durch Weltraumschrott beschädigt werden, zudem sind die Paneele im Weltraum einer intensiveren Sonneneinstrahlung ausgesetzt, sodass sie sich schneller abnutzen als auf der Erde und die von ihnen erzeugte Leistung sinkt. Die Effizienz der drahtlosen Energieübertragung ist ein weiteres Problem. Die Übertragung von Energie über große Entfernungen - in diesem Fall von einem Solarsatelliten im Weltraum zur Erde - ist schwierig. Mit der derzeitigen Technologie würde nur ein kleiner Teil der gesammelten Sonnenenergie auch auf der Erde ankommen.

Dennoch soll es das britische Projekt mit kleinen Tests versuchen und es bis zum Jahr 2040 mit einem einsatzfähigen Solarkraftwerk abschließen. Der Solarenergiesatellit hätte einen Durchmesser von 1,7 km und ein Gewicht von rund 2.000 Tonnen. Die terrestrische Antenne nimmt viel Platz in Anspruch - etwa 6,7 km mal 13 km. In Anbetracht der riesigen benötigten Freifläche erscheint es sehr wahrscheinlich, dass sie vor der Küste platziert werden wird.

 

Dieser Satellit würde das Vereinigte Königreich mit einer Leistung von 2 GW versorgen. Das ist zwar eine beträchtliche Energiemenge, aber nur ein kleiner Beitrag zur benötigten britischen Stromerzeugungskapazität, die heute bei 76 GW liegt. Und da die Anfangskosten extrem hoch sind und sich das System nur langsam amortisieren wird, dürfte das Projekt erhebliche staatliche Mittel sowie Investitionen von Privatunternehmen erfordern. Doch mit dem anhaltenden technologischen Fortschritt werden sowohl die Transportkosten in den Weltraum sowie die Herstellungskosten stetig sinken. Und bei Erfolg des Projekts dürfte einer Massenproduktion sicherlich nichts im Wege stehen, was die Kosten ebenfalls etwas senken würde.

 

Es bleibt jedoch abzuwarten, ob die weltraumgestützte Solarenergie uns dabei helfen kann, bis 2050 den Netto-Nullpunkt zu erreichen, denn andere Technologien, wie die vielseitige und flexible Energiespeicherung, Wasserstoff und der Ausbau der erneuerbaren Energien, sind besser erforscht und können wesentlich leichter realisiert werden. Dennoch, trotz der Herausforderungen ist die weltraumgestützte Solarenergie ein Wegbereiter für spannende Forschungs- und Entwicklungsmöglichkeiten. In der Zukunft wird diese Technologie möglicherweise eine wichtige Rolle in der globalen Energieversorgung spielen.

 

© Fernando Calvo* für Terra Mystica

Foto: Pixabay, CC0 Creative Commons


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