Weltraumgestützte Solarenergie: Wie weit ist die ESA?

SOLARIS – so nennt die Europäische Weltraumorganisation ein Projekt für den Energietransfer aus dem Weltraum. Eine Budgeterhöhung in Höhe von 17 Milliarden Euro, welche heute auf der internen Ministerkonferenz der Mitgliedstaaten beschlossen wurde, könnte die Finanzierung für die Ausarbeitung weiterer Konzepte sichern.

Weltraumgestützte Solarenergie soll so funktionieren: In einer geostationären Umlaufbahn wird mittels Technik Sonnenenergie absorbiert und in Mikrowellen mit einer geringen Leistungsdichte umgewandelt. Diese könnte an Empfänger auf der Erde geschickt werden, die sie in elektrischen Strom wandeln.

In der Münchner Airbus-Fabrik demonstrierte die ESA dieses Jahr, dass das prinzipiell funktioniert – über eine Strecke von 36 Metern. Die übertragene Energie wurde benutzt, um alkoholfreies Bier zu kühlen, ein Stadtmodell zu beleuchten und per Elektrolyse ein wenig grünen Wasserstoff zu erzeugen.

China ist schon etwas weiter, sie schafften jüngst 55 Meter; den Rekord der drahtlosen Übertragung hält das US-Militär – derzeit mit einem Kilometer.

10 mal 7 Kilometer große Empfängerstationen nötig

Die Solaranlagen, die im Rahmen des SOLARIS-Projekts geplant werden, sollen ein bis zwei Gigawatt Strom produzieren. Das entspricht in etwa der Leistung eines Kernkraftwerks auf der Erde.

Notwendig wären laut Berechnungen dazu Solarpaneele mit einer Fläche von 15 Quadratkilometern (200 Fußballfelder). Die Energie könnte schließlich mittels Wellen- oder Laserstrahlung auf die Erde geschickt werden. In verschiedenen Konzepten, auch in dem der ESA, wird mit Mikrowellen gearbeitet. Eine Bodenstation, zu welcher der Strom übertragen werden soll, müsste nach Ideen der ESA wohl jeweils etwa 70 Quadratkilometer groß sein (900 Fußballfelder). Hochrechnungen zufolge könnte diese Fläche allerdings gemeinsam mit der Landwirtschaft genutzt werden.

Die Belastung durch Mikrowellen stellt den größten Kritikpunkt an der neuen Energiegewinnung dar. Laut Angaben der ESA liegt die Belastung am Rande des Energietransfers nicht in einem gesundheitsgefährdenden Bereich.

Das Areal im Zentrum des Strahls würde jedoch nur für befugtes und ausreichend geschütztes Personal zugänglich sein. Inwiefern Flora und Fauna in der Umgebung der Bodenstation beeinträchtigt werden, würde im Rahmen der Projektbewilligung noch eingehend geprüft werden.

Hoher Investitionsbedarf

Sonnenenergie aus dem Weltraum zu sammeln und sie anschließend auf die Erde zu transferieren, ist kein gänzlich neues Thema. Entsprechende Konzepte werden bereits seit den 1970er-Jahren erarbeitet und diskutiert.

Der hohe Investitionsbedarf stellt allerdings eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar. Einzelne Raketenstarts kosteten im Jahr 2020 etwa 30.000 US-Dollar – pro Kilogramm Ladung. Zur Errichtung solcher Installationen würden mehrere Hundert Flüge und somit auch mehrere Milliarden Euro notwendig werden.

Inwiefern die gewonnene Energie und der dadurch erzeugte Strom überhaupt wettbewerbsfähig sein können, lässt sich kaum abschätzen.