Weltraumgestützte Solarenergie: die neue Innovation für saubere Energiegewinnung?

Vorreiter auf diesem Gebiet sind die USA und China, wobei letzteres eine betriebsbereite Station noch vor 2030 angekündigt hat. Weitere vielversprechende Initiativen kommen insbesondere aus Japan, Großbritannien und Europa, das bis 2040-2050 Solarkraftwerke im Orbit haben will.

• In den USA führen die US-Luftwaffe und das Naval Research Laboratory (NRL) mithilfe des Roboter-Shuttles X-37B Experimente in niedrigen Erdumlaufbahnen (ca. 400 km) durch, um das Einfangen von Sonnenenergie und deren Umwandlung in elektrische Gleichstromleistung im Weltraum zu testen. Der Test der Stromübertragung zur Erde soll vom Air Force Research Laboratory (AFRL) im Jahr 2025 erprobt werden. Northrop Grumman, ein Partner des AFRL, hat eine Finanzierung in Höhe von 100 Millionen USD erhalten, um diesen Test durchzuführen.
• In China erklärte das Team des „Daily Project“ unter der Leitung von Duan Baoyan von der Xidian-Universität in der Provinz Shaanxi, dass man sich zum Ziel gesetzt habe, 2028 ein Solarkraftwerk im Weltraum zu haben. Die Tests in Xidian wurden mithilfe einer 75 Meter hohen Stahlkonstruktion durchgeführt, die auf dem Campus der Universität errichtet worden war.
• Im Vereinigten Königreich hat das Engagement der Regierung für Net Zero dazu geführt, dass Anfang 2022 die Space Energy Initiative ins Leben gerufen wurde, in der die Regierung mit Forschungseinrichtungen und der Industrie zusammenarbeitet. Ihr Ziel ist es, bis 2030 einen ersten Demonstrator für ein Solarkraftwerk in der erdnahen Umlaufbahn und bis 2040 ein erstes betriebsbereites System zu haben. Das britische Design würde eine Leistung von 2 GW ins Netz einspeisen.
• In Europa hat die ESA einen Aufruf für neue Ideen für die SPS (Space-based Solar Power Station) gestartet. Bis Ende 2021 wurden 85 Ideen vorgeschlagen, davon wurden 16 ausgewählt und werden eine Finanzierung erhalten.
• In Japan hat die Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) 2014 eine Technologie-Roadmap angekündigt, um bis 2030 orbitale Solarkraftwerke mit einer kombinierten Kapazität von 1 GW zu bauen. Bis 2050 strebt die JAXA ein voll funktionsfähiges Kraftwerk an. Parallel dazu hat das Unternehmen Japan Space Systems angekündigt, 2025 einen Demonstrator in die Umlaufbahn zu bringen.

Ein gesteigertes Interesse an weltraumgestützter Solarenergie in den letzten zehn Jahren

Die Zahl der wissenschaftlichen Veröffentlichungen sowie der Patentanmeldungen zum Thema weltraumgestützte Solarenergie hat seit Anfang der 2010er Jahre stark zugenommen. Dies steht im Einklang mit dem angekündigten Willen der verschiedenen internationalen Institutionen, diese Solarsatelliten in die Umlaufbahn zu bringen.

Die technologische Herausforderung von orbitalen Solarkraftwerken

Für orbitale Solarkraftwerke ist die Übertragung der im Weltraum gewonnenen Sonnenenergie nach wie vor eine technologische Herausforderung. Zwei Ansätze existieren nebeneinander und stellen noch immer große techno-ökonomische und regulatorische Herausforderungen dar.

Weltraumgestützte Solarenergie: ein Innovationsthema, das genau beobachtet werden muss

Trotz der noch geringen Fortschritte bei den aktuellen Projekten sowie der noch relativ geringen Anzahl an Veröffentlichungen und Patenten zum Thema weltraumgestützte Solarenergie nehmen die Herausforderungen im Zusammenhang mit sauberer Energie stark zu.

Technologische Innovationen im Energiebereich wie die weltraumgestützte Solarenergie werden eine entscheidende Rolle bei der Erreichung der Ziele der CO2-Neutralität bis 2050 sowie bei der Stärkung der Energiesouveränität der Staaten spielen. Wir begleiten Sie gerne bei Ihren Projekten im Zusammenhang mit der Klimaneutralität. Kontaktieren Sie unser Team.

Über den Autor, 

Alexis, Consultant in Alcimeds Chemie- und Materialteam in Frankreich