Energiewende: Solarstrom aus dem All

Das Konzept ist ein halbes Jahrhundert alt: sauberen Strom im All zu erzeugen und zur Erde zu übertragen. Das erste Experiment dazu ist jetzt offenbar geglückt.

Ein Bericht von Werner Pluta veröffentlicht am 5. Juni 2023, 12:30 Uhr

Solarstrom aus dem Weltall: bisher wirtschaftlich nicht sinnvoll umsetzbar (Bild: Andreas Treuer/Esa)

Es ist ein Szenario, das nach Science-Fiction klingt, aber bald Wirklichkeit werden könnte: 36.000 Kilometer über der Erde schweben riesige, Quadratkilometer große Satelliten. Sie sind bestückt mit Solarmodulen, die Sonnenlicht einfangen und daraus elektrische Energie erzeugen. Diese wird in Mikrowellen gewandelt und dann zur Erde geschickt. Dort werden die Mikrowellen wieder zurück in Strom gewandelt und ins Netz gespeist.

Weltraumgestützte Solarenergie oder Space-based Solar Power (SBSP) soll das Energieproblem auf der Erde lösen. Verschiedene Initiativen arbeiten daran, auch die Europäische Raumfahrtagentur (European Space Agency, Esa). Dass es funktioniert, hat kürzlich das California Institute of Technology (Caltech) in einem Experiment gezeigt. Zum ersten Mal gelang es, Energie an Empfänger im Weltraum zu übertragen – und diese Energie aus dem All auf die Erde zu bringen, wie Caltech vergangene Woche mitteilte.

Der Vorteil von SBSP ist klar: Photovoltaikanlagen auf der Erde arbeiten nur am Tag und wenn die Sonne scheint, Windkrafträder stehen bei Flaute still. Ein Solarkraftwerk im geostationären Orbit hingegen, das also stets am selben Punkt über der Erde steht, könnte unabhängig von der Tageszeit und dem Wetter Energie liefern.

Das Konzept ist Jahrzehnte alt

Die Idee ist nicht neu: In der Ölkrise Anfang der 1970er Jahre wurde das Konzept erstmals untersucht. Technisch sei es machbar, sagte Sanjay Vijendran, Leiter des Esa-Projekts Solaris 2 im Gespräch mit Golem.de. Allerdings sei die Größe der Satelliten eine Herausforderung: Um mit einem Kraftwerk auf der Erde zu konkurrieren, müsse ein Kraftwerk im All mehrere Hunderte Megawatt bis einige Gigawatt an Strom liefern.

"Bei Solarenergie ist man durch die Energiemenge begrenzt, die die Sonne bietet", sagt Vijendran. Das sind knapp 1,4 Kilowatt pro Quadratmeter. "Wenn man also Gigawatt braucht, dann braucht man Quadratkilometer an Sonnenkollektorfläche." Allerdings sei so ein Satellit kein komplexes Gebilde wie die Internationale Raumstation (International Space Station, ISS), die aus individuell angefertigten Modulen bestehe, sondern ein modulares, aus massenhaft produzierten Komponenten aufgebautes System.

Bisher wurde eine Umsetzung aus Kostengründen verworfen: Produktion und Transport waren zu teuer, die Sonnenkollektoren hätten von Astronauten montiert werden müssen. Über die Jahrzehnte wurde das Konzept immer mal wieder geprüft.

Aber nun hätten sich die Bedingungen geändert, sagt Vijendran: Die Kosten für Transporte in den Weltraum seien durch Raumfahrtunternehmen wie SpaceX stark gefallen. Weltraum-Hardware wie Satelliten werde inzwischen industriell gefertigt, und es seien Roboter denkbar, welche die riesigen Anlagen im All montieren könnten. "All diese Faktoren sind in den letzten paar Jahren zusammengekommen."

Hinzu kommt, dass der fortschreitende Klimawandel neue Möglichkeiten für die Energieversorgung erforderlich macht. Entsprechend wird auf der ganzen Welt daran geforscht. Die Esa ist etwas hinterher, wie Vijendran zugibt: Sein Team erforscht mit einem überschaubaren Budget die Machbarkeit. In zwei Jahren soll eine Entscheidung fallen, ob die Europäer das Ergebnis praktisch umsetzen wollen.

Falls eine positive Entscheidung fällt, könnte die Esa laut Vijendran 2030 einen Demonstrator ins All schießen. Kommerziell nutzbar sein könnte die Technik zehn Jahre später.

Andere sind da schon weiter.