Nie tak dawno uznawana za dystopijną fantazję, energia słoneczna z kosmosu może wkrótce odmienić sektor odnawialnych źródeł energii.
W 1941 roku dwaj astronauci rozpoczęli pozornie niemożną misję: chcieli nauczyć robota obsługi kosmicznej elektrowni słonecznej, zdolnej przesyłać energię w cały Układ Słoneczny.
REKLAMA
REKLAMA
Była to oczywiście czysta fikcja – dystopijna fabuła opowiadania „Reason” autorstwa pisarza science fiction Isaaca Asimova. Jednak niecałe dwie dekady później prawdziwi naukowcy zaczęli się zastanawiać, czy odnawialne źródła energii rzeczywiście da się wykorzystać w przestrzeni kosmicznej.
W ubiegłym roku badacze z King’s College London wyliczyli, że do 2050 roku panele słoneczne na orbicie mogłyby ograniczyć zapotrzebowanie Europy na lądową energię odnawialną aż o 80 proc. Czy rzeczywiście jest to takie proste?
Czym jest kosmiczna energetyka słoneczna?
Systemy kosmicznej energetyki słonecznej (SBSP) składają się z konstelacji bardzo dużych satelitów na wysokiej orbicie okołoziemskiej, gdzie Słońce jest widoczne przez ponad 99 proc. czasu.
Satelity zbierałyby energię słoneczną za pomocą lustrzanych reflektorów, a następnie wysyłały ją w formie wiązki do bezpiecznego, stałego punktu na Ziemi (bez pomocy robotów). Tam byłaby przekształcana w energię elektryczną i wprowadzana do sieci, aby trafić do domów i firm.
Nowe badanie zlecone przez brytyjskie Ministerstwo Bezpieczeństwa Energetycznego i Neutralności Emisyjnej (DESNZ) sugeruje, że niewielkie instalacje SBSP mogą stać się konkurencyjne cenowo wobec innych komercyjnych źródeł energii już około 2040 roku, zwłaszcza jeśli zostaną podłączone do sieci przez istniejącą infrastrukturę, na przykład przy morskich farmach wiatrowych.
Czy kosmiczna energetyka słoneczna pozwoli odejść od paliw kopalnych?
Świat wciąż ociąga się z odchodzeniem od paliw kopalnych, mimo boomu na OZE.
Debata o wycofywaniu ropy i gazu stała się jednym z najgorętszych tematów na ubiegłorocznym szczycie klimatycznym COP30 w Belém, choć formalnie nie znalazła się w programie obrad. Ponad 90 państw poparło wtedy pomysł opracowania mapy drogowej, która pozwoliłaby każdemu krajowi wyznaczyć własne cele wygaszania paliw kopalnych – ostatecznie jednak wszystkie wzmianki na ten temat zniknęły z końcowego porozumienia.
Mimo to po raz pierwszy w historii wiatr i słońce w 2025 roku wygenerowały w UE więcej energii elektrycznej niż paliwa kopalne, a udział elektrowni opalanych paliwami kopalnymi w unijnym miksie spadł z 36,7 proc. do 29 proc.
„Wszystkie technologie wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych będą musiały odegrać swoją rolę w walce ze zmianą klimatu, zwłaszcza że do 2050 roku zapotrzebowanie na energię ma się podwoić” – mówi Euronews Green dr Adam Law, adiunkt badawczy w Centre for Renewable Energy Systems Technology (CREST) na Uniwersytecie Loughborough.
OZE zmagają się z problemem niestabilnych dostaw z wielu powodów: od warunków pogodowych po przestarzałą europejską infrastrukturę sieciową. To właśnie dlatego Wielka Brytania zmarnowała aż 1,47 mld funtów (około 1,67 mld euro), wyłączając turbiny wiatrowe (tzw. curtailment) i płacąc elektrowniom gazowym za uruchomienie bloków.
„SBSP korzysta z tego, że w kosmosie dostępne jest znacznie więcej światła słonecznego – 1367 W/m2 nieprzerwanego nasłonecznienia wobec maksymalnie 1000 W/m2 na równiku i średnio około 100 W/m2 w Wielkiej Brytanii. Satelity na odpowiedniej orbicie widzą Słońce niemal cały czas” – dodaje Law.
Prawdziwy koszt kosmicznej energii słonecznej
Na Ziemi energia słoneczna uchodzi za najtańsze źródło energii na świecie. W najsłoneczniejszych krajach wytworzenie jednostki energii z fotowoltaiki kosztuje zaledwie 0,023 euro, a sama instalacja jest dużo tańsza (i szybsza) niż w przypadku innych OZE, na przykład wiatru.
Wyniesienie tej technologii w kosmos tanie jednak nie będzie. Z ostatnich analiz wynika, że rozwój SBSP może wymagać 15,8 mld euro nakładów na badania i rozwój w czterech etapach, aby doprowadzić do pierwszego prototypu o mocy rzędu gigawata na orbicie.
„Skala wystrzeliwania i budowy takich konstrukcji w kosmosie jest ogromna, więc koszty początkowe będą bardzo wysokie” – mówi Law.
Dodaje jednak, że koszty wynoszenia ładunków na orbitę „dramatycznie” spadły, co pomaga uczynić SBSP bardziej opłacalną. Według niego to głównie zasługa SpaceX i pojawienia się rakiet wielokrotnego użytku.
„Dalsze obniżanie tych kosztów jest kluczowe, jeśli SBSP ma stać się rzeczywistością” – podkreśla, zaznaczając, że równie ważne będzie opracowanie tanich, a zarazem odpornych na promieniowanie ogniw słonecznych.
Choć wiele startupów, takich jak brytyjska Space Solar czy amerykańska Virtus Solis, rozwija systemy SBSP dzięki finansowaniu publicznemu i prywatnemu, ich późniejsze utrzymanie również będzie ogromnym wyzwaniem – zwłaszcza gdy coś przestanie działać.
„Istnieje ryzyko zwiększenia ilości śmieci na orbitach, dlatego systemy trzeba projektować z uwzględnieniem tych zagrożeń, na przykład stosując wysoce modułowe konstrukcje” – dodaje Law.
Kolejnym ryzykiem jest bezpieczeństwo samej wiązki energii. Law przekonuje jednak, że jej natężenie będzie na tyle niskie, aby nie zagrażać ludziom ani dzikim zwierzętom.
W jego ocenie urzeczywistnienie SBSP „będzie trudne, ale to nie znaczy, że nie warto próbować”.
Oczywiście wysyłanie satelitów na orbitę rodzi także pytania o wpływ na środowisko.
W 2024 roku amerykańska agencja kosmiczna NASA ostrzegła, że SBSP może powodować emisje gazów cieplarnianych porównywalne z obecnymi systemami OZE – choć wciąż niższe niż w przypadku paliw kopalnych.
Czy kosmiczna energia słoneczna stwarza zagrożenie dla bezpieczeństwa?
Systemy SBSP mogłyby łatwo stać się celem wrogich państw, które chciałyby uszkodzić, osłabić lub uniemożliwić rywalowi dostarczanie energii. Obawy budzą już nawet plany budowy floty morskich farm wiatrowych na Morzu Północnym, połączonych z kilkoma krajami Europy, określane jako „atrakcyjne dla sabotażu”.
Choć instalacje paliw kopalnych od dawna są postrzegane jako podatne na ataki, w 2023 roku śledztwo publicznych nadawców z Danii, Norwegii, Szwecji i Finlandii ujawniło, że Rosja prowadzi program sabotażu farm wiatrowych i kabli komunikacyjnych na Morzu Północnym.
Dziennikarze ustalili, że Rosja dysponuje flotą jednostek udających kutry rybackie i statki badawcze, które prowadzą podwodny zwiad i tworzą mapy kluczowych miejsc potencjalnego sabotażu.
„Tak jak inne elementy krytycznej infrastruktury państwowej, jest to kuszący cel dla cyberprzestępców, podmiotów wspieranych przez państwa czy hakerów‑aktywistów, którzy chcą wywołać zakłócenia lub zyskać przewagę geopolityczną” – mówi firma doradcza Frazer‑Nash, która w ubiegłym roku opublikowała raport o wyzwaniach związanych z bezpieczeństwem SBSP.
W raporcie podkreślono konieczność projektowania satelitów słonecznych z „wrodzonymi mechanizmami bezpieczeństwa i kompleksowymi strategiami ograniczania ryzyka” już od samego początku.
Obejmuje to budowę wielonarodowych partnerstw i porozumień dotyczących dzielenia się energią i wzmacniania bezpieczeństwa, stały monitoring zagrożeń oraz wymaganie, by łańcuchy dostaw spełniały „solidne” standardy cyberbezpieczeństwa.
„Zaniedbanie kluczowych kwestii bezpieczeństwa i ryzyka na wczesnych etapach rozwoju może ograniczyć ten kuszący potencjał, zanim projekt w ogóle ruszy z miejsca” – ostrzega Frazer‑Nash.