Slunce nikdy nepřestává svítit a sluneční záření je v kosmickém prostoru mnohem intenzivnější než zde na Zemi. Takže co kdybychom získávali energii ve vesmíru a následně ji právě na Zemi posílali?
Nedávné studie financovaným přípravným prvkem programu základních aktivit ESA ukazují, že koncept nazvaný SBSP (Space-Based Solar Power) je teoreticky proveditelný a může se stát součástí odstranění uhlíku z energetického sektoru. Zůstávají ovšem výrazné nejistoty a technické výzvy. V reakci na to ESA navrhuje výzkumný a vývojový program, který by konceptu plus jeho kritickým technologiím umožnil dozrát a který by měl název SOLARIS.
Výzva dekarbonizace evropského energetického sektoru v následujících dekádách je obrovská. Ředitel Mezinárodní energetické agentury Fatih Birol nedávno ve Financial Times uvedl: „Nejde o nic menšího než o celkovou transformaci naší energetické infrastruktury: půjde o celosvětový podnik bezprecedentního tempa a rozsahu… Téměř polovina z množství snižování emisí potřebných k tomu, abychom se do roku 2050 dostali na čistou nulu, bude možná muset pocházet z technologií, které ještě nejsou na trhu.“
Krom potřeby masivního nárůstu pozemských solárních a větrných zdrojů, které ovšem ze své povahy nejsou stálé, existuje naléhavá potřeba nalezení nových zdrojů pro stabilizaci sítě, které dnes představují především elektrárny fosilní, vodní a jaderné.
V širším kontextu energetického přechodu, který si podle IEA vyžádá investice ve výši biliónů eur, se zkoumá celá řada alternativních zdrojů. Patří k nim například geotermální a v dlouhodobém horizontu také jaderná fúze. SOLARIS pomůže v rozhodování, zdali je možné zařadit kosmické solární elektrárny – desítky let starý koncept pro získávání čisté energie – do tohoto energetického mixu.
Sluneční elektrárny na geostacionární oběžné dráze by mohly získávat energii ze Slunce v režimu 24/7 a pak ji přeměňovat na mikrovlny s nízkou hustotou výkonu. Ty by následně putovaly do přijímacích stanic na Zemi. Fyzika nám říká, že družicové sluneční elektrárny budou muset být obrovské (v řádu několika kilometrů) a že to samé budeme moci říci o přijímacích anténách (rekténách) na zemském povrchu.
To by zase vyžadovalo technologický pokrok v oblastech jako je výroba na oběžné dráze nebo robotické sestavování, vysoce efektivní fotovoltaika, výkonná elektronika a vytváření vysokofrekvenčních paprsků. Další výzkum by pak musel potvrdit neškodnost nízkovýkonných mikrovln na zdraví lidí nebo zvířat. Zjišťovat by se také musela kompatibilita s letadly nebo družicemi.
„Toto jsou technické otázky, které bude třeba v rámci projektu SOLARIS zkoumat, aby bylo možné plně vyhodnotit realizovatelnost projektu. Evropa by pak měla učinit v roce 2025 rozhodnutí, zdali s programem SBSP pokračovat,“ konstatuje vedoucí projektu SOLARIS v ESA Sanjay Vijendran. „Jakýkoliv průlom ve výše uvedených oblastech bude přitom sám o sobě představovat plus, které bude aplikovatelné v mnoha kosmických nebo pozemských projektech.“
„Častou chybou je srovnání tohoto konceptu s pozemní sluneční elektrárnou, jenže vesmír nabízí zcela nové vlastnosti. K nim patří třeba výkon základního zařízení. To by ve skutečnosti sloužilo jako doplněk k nestálým zdrojům jako je pozemská sluneční energie a vítr – a ne aby jim konkurovalo. V tomto smyslu by v budoucnu sluneční elektrárny mohly nabídnout alternativní možnost k jaderným elektrárnám. Studie ukazují, že kosmické řešení je překvapivě silně konkurenceschopné.“
Návrh programu přichází v okamžiku, kdy roste celosvětový globální zájem o kosmickou energii a dosahuje nejvyšších hodnot za poslední dekády. Demonstrátory přímo na oběžné dráze připravují Spojené státy, Čína nebo Japonsko.
Velká Británie ustanovila svoji Iniciativu kosmické energie za účelem vývoje kosmické sluneční energie, zatímco Evropská komise financuje projekt zkoumající využití velkých odlehčených reflektorů přesměrovávajících světlo na sluneční elektrárny na Zemi. Jeho název je SOLSPACE.
„Když vezmeme v úvahu klimatické a energetické krize, stejně jako rychlé pokroky, které děláme v kosmických kapacitách, tak právě nyní nastal čas prozkoumat, zda může být kosmická sluneční energie součástí řešení. Je to zkrátka zodpovědná věc,“ dodává Sanjay Vijendran.
Pro další informace o tomto programu, který má posílit vedoucí technické postavení Evropy v kosmických aktivitách a který je navržený ke schválení Radou ESA na listopadovém setkání na ministerské úrovni, navštivte webovou stránku SOLARIS.
Další informace jsou k dispozici na portálu Evropské kosmické agentury (ESA).
