Solarkraftwerke im Weltraum?

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ESA legt Kosten-Nutzen-Studien vor

Um Europa auf künftige Entscheidungen zur weltraumgestützten Solarenergie vorzubereiten, hat die Europäische Raumfahrtagentur ESA für den kommenden ESA-Rat auf Ministerebene im November 2022 ein Vorbereitungsprogramm namens SOLARIS vorgeschlagen. Ziel von SOLARIS wäre es, den Boden für eine mögliche Entscheidung über ein vollständiges Entwicklungsprogramm im Jahr 2025 zu bereiten, indem die technische, politische und programmatische Durchführbarkeit der weltraumgestützten Solarenergie für den terrestrischen Bedarf nachgewiesen wird.

Deutscher Umweltsatellit EnMAP – Grafik © DLR – CC BY-NC-ND 3.0

Mit Hilfe einer begrenzten Anfangsinvestition würden in Partnerschaft mit der europäischen Industrie Untersuchungen und Technologieentwicklungen durchgeführt, um die technische Machbarkeit zu erproben und die Vorteile, Umsetzungsoptionen, kommerziellen Möglichkeiten und Risiken der weltraumgestützten Solarenergie als Beitrag zur Dekarbonisierung der terrestrischen Energieversorgung zu bewerten. SOLARIS würde auch potenzielle Umwelt-, Gesundheits- und Sicherheitsfragen sowie Herausforderungen im Zusammenhang mit der Regulierung und der internationalen Koordinierung der Raumfahrtpolitik behandeln.

Mit SOLARIS würde Europa den technologischen Stand in einer Reihe von Schlüsseltechnologien ausbauen, die für Anwendungen sowohl auf der Erde als auch im Weltraum von Bedeutung sind, z. B. hocheffiziente Solarzellen, drahtlose Energieübertragung und robotische Montage in der Umlaufbahn. Es würde sicherstellen, dass Europa im internationalen Wettlauf um skalierbare saubere Energielösungen zur Eindämmung des Klimawandels eine Schlüsselrolle – und möglicherweise eine Führungsrolle – übernimmt.

Untersuchungen zu Kosten und Nutzen

Die ESA hat Anfang 2022 zwei unabhängige Untersuchungen zum Kosten-Nutzen-Verhältnis der weltraumgestützten Solarenergie für den terrestrischen Energiebedarf bei Frazer-Nash in Großbritannien und Roland Berger in Deutschland in Auftrag gegeben.

Ziel der Untersuchungen war es, die ESA und ihre Mitgliedstaaten mit den notwendigen technischen und programmatischen Informationen über die Machbarkeit und das Potenzial der weltraumgestützten Solarenergie zu versorgen, um Europa mit umweltverträglicher, erschwinglicher und sauberer Energie zu versorgen, damit es seinen wachsenden Energiebedarf decken und das Netto-Null-Ziel für 2050 erreichen kann.

Die Untersuchungen wurden im August 2022 abgeschlossen und kamen beide zu dem Schluss, dass:

  • SBSP könnte die europäischen Haushalte und Unternehmen bis 2040 zu wettbewerbsfähigen Preisen mit Strom versorgen, fossile Energiequellen ersetzen und die vorhandenen erneuerbaren Energien wie Photovoltaik und Windkraft ergänzen, wodurch sich der Bedarf an groß angelegten Speicherlösungen verringert.
  • Wenn sie in großem Maßstab eingesetzt wird, würde die SBSP erhebliche ökologische, wirtschaftliche und strategische Vorteile für Europa bringen, einschließlich der Energiesicherheit.
  • Es sind noch viele anspruchsvolle technologische Entwicklungen erforderlich, um die Machbarkeit der Sammlung von Gigawatt Energie im Weltraum per Satellit und deren effiziente und sichere Lieferung an die Nutzer auf der Erde zu erreichen. Europa verfügt jedoch bereits über die wichtigsten Bausteine, und die Entwicklungen in den erforderlichen Technologiebereichen werden sowohl auf der Erde als auch im Weltraum breite Anwendung finden.
  • Wenn Europa rechtzeitig von dieser bahnbrechenden Fähigkeit profitieren soll, um etwas für das Klima zu bewirken, sind jetzt Sensibilisierungsmaßnahmen, insbesondere im Energiesektor und bei den Behörden, sowie weitere Investitionen in technologische Forschung und Entwicklung erforderlich.

Die weltraumgestützte Solarenergie scheint als ergänzende Energiequelle neben den erneuerbaren Energien an Land auf unserem Weg zur Dekarbonisierung von großem Nutzen zu sein. Sie birgt jedoch auch viele Herausforderungen, sowohl technischer als auch nichttechnischer Art, die angegangen werden müssen, um genügend Vertrauen zu schaffen, bevor im Jahr 2025 eine Entscheidung über ein umfassendes Entwicklungsprogramm getroffen wird. Um die technische Machbarkeit und die Kosten der weltraumgestützten Solarenergie weiter zu untersuchen und zu verstehen, schlägt die ESA daher ein neues kleines, aber bedeutendes Programm namens SOLARIS vor, das zwischen 2023 und 2025 durchgeführt werden soll. Die Ergebnisse von SOLARIS werden es Europa dann ermöglichen, im Jahr 2025 eine fundierte Entscheidung darüber zu treffen, ob es diese Fähigkeit weiter verfolgen will oder nicht.

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