Nach
Schätzungen der U.S. Energy Information Administration wird die
Energie-Konsumption zwischen 2012 und 2040 um 50 Prozent steigen wird. In
Zeiten, in denen die Menschheit versucht, sich vermehrt sauberen Energieformen
zuzuwenden, wird dies zu einer besonders großen Herausforderung werden. Schon
seit Jahren arbeitet die NASA in Zusammenarbeit mit dem Pentagon an
Möglichkeiten, im All gesammelte Sonnenenergie auf der Erde nutzen zu können.
Dabei sind einige interessante Ansätze herausgekommen.
Solarenergie aus dem All könnte eine Menge Probleme lösen
Solarenergie aus dem All hatte einen langsamen Start, aber in den kommenden Jahrzehnten könnte die NASA Technologien etablieren, die dazu führen, dass ein Teil des weltweiten Energieverbrauchs mit Solarpanels im All gedeckt werden kann. Damit wäre einer der wesentlichen Nachteile eliminert, den Solartechnik auf der Erde hat: Sie funktioniert nur, wenn die Sonne scheint. Wirklich effizient sind Solarzellen deshalb nur, wenn sie in trockenen Gegenden mit viel Sonnenlicht aufgestellt werden. Aber auch dort ist das Problem, dass die Atmosphäre der Erde einen Teil der Energie des Sonnenlichts absorbiert und reflektiert, was sich negativ auf die Effizienz der Solarzellen auswirkt. Und zuletzt sollte nicht vergessen werden ,dass Solarzellen auf der Erde die Hälfte des Tages im Dunkeln liegen.
Für inzwischen mehr als fünf Jahre arbeiten Forscher der NASA und des Pentagon daran, diese Probleme zu umgehen, indem Solarpanels einfach von der Erde gelöst und ins All verbracht werden. Daraus resultierten mehrere Vorschläge, um extraterrestrische Solarpanels zu realisieren. Viele davon drehen sich um Raumschiffe, die mit Hilfe von Spiegeln Sonnenlicht zu einer Art großen Satellit mit Solarpanels reflektieren. Von dort soll die Energie mit einem Laser oder mit Mikrowellen auf die Erde gesendet werden. Es gäbe auch Möglichkeiten, um die Energiewellen so zu manipulieren, dass Vögel und auch Flugzeuge sie unbeschadet durchfliegen können.
Im Weltall gibt es weder Wolken noch eine Atmosphäre oder einen Tag-Nacht-Zyklus, die die Effizienz der Solarzellen einschränken können. Da die Energieproduktion 24 Stunden am Tag gewährleistet wäre, müsste die Energie auch nicht wie bisher gespeichert werden – ein Prozess, bei dem bis zu 50 Prozent der produzierten Energie wieder verloren gehen können.
Befürworter solcher Pläne argumentieren, dass die notwendige Technologie zur Umsetzung bereits existieren. Gegner, zu denen auch Teslas CEO Elon Musk zählt, halten dagegen, dass die Kosten schlicht zu hoch seien und Alternativen gesucht werden müssten.
Energiekosten können nicht lediglich in Dollar gemessen werden
Bei der Produktion von elektrischer Energie muss stets bedacht werden, dass mehr Kosten entstehen als der bloße monetäre Aufwand. Ein Weg zur Produktion von sauberer, erneuerbarer Energie mit einem relativ kleinen CO²-Fußabdruck und nahezu keinen Verlusten ist für viele Befürworter schlicht zu attraktiv, um nur an dem finanziell nötigen Aufwand gemessen zu werden. Zu den Befürwortern gehört auch Paul Jaffe, ein Raumfahrt-Ingenieur des U.S. Naval Research Laboratory. Mit seinem Plan für die Implementierung von Solarpanel-Technologien im All gewann Jaffe letzten März vier von sieben Awards der ersten Diplomacy, Development, and Defense (D3) Innovation Summit Pitch Challenge des US-Verteidigungsministeriums. Sein Plan sieht Raumstationen vor, von denen jeweils eine bis zu 15.000 Eigenheime mit Strom versorgen kann.
„Over time, things become more efficient. Wind and solar literally took decades to get competitive with carbon-based alternatives. I see similar potential here. In many ways, the future of space solar rests less on scientists and engineers, and more on people who decide what they want to pay for„, so Jaffe in einem Interview.
Die NASA ist mit ihren Plänen nicht alleine. Auch Japan und China eruieren die Möglichkeit stromproduzierender Raumstationen. Am California Institute of Technology forscht Ali Hajimiri an Technologien, die bei den Plänen der NASA zum Einsatz kommen könnten.
Keines der Projekte, die in diese Richtung forschen und auf Solarenergie aus dem All hinarbeiten, werden in den nächsten 10 Jahren erfolgreich umgesetzt werden können. Es handelt sich dennoch um interessante Pläne, deren erfolgreiche Umsetzung einen wesentlichen Anteil an der Lösung kommender Energieprobleme haben könnten.
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