Solární elektrárny v kosmu čekají na výstavbu už půl století, stále marně

- Technologie autor: Ladislav Loukota

Energii z vesmíru je možné přenášet na Zem pomocí radiových vln, tvrdí americká iniciativa pro vesmírné solární elektrárny. Hypotetický projekt by sliboval šmahem vyřešit prakticky všechny nešvary spojené s produkcí elektřiny. Prozatím je však čistě ve fázi teoretických úvah. Jsme na pokraji revoluce v energetice?

Solární elektrárny na oběžné dráze by byly výkonnější, ale zatím jsou jen na úrovni sci-fi

Solární elektrárny na oběžné dráze by byly výkonnější, ale zatím jsou jen na úrovni sci-fi,zdroj: NASA

Ačkoliv je SSPI dílem korporace Northrop Grumman a univerzity Caltech, prozatím jde čistě o mentální cvičení v našich kosmických možnostech. Pomineme-li, že by radiově předávaná energie zřejmě vyrušila všechny další frekvence a poněkud tak zkomplikovala komunikaci, do realizace vesmírných solárních elektráren se zatím nikdo příliš nemá. A to přesto, že je projekt starý již skoro osm desetiletí a několikrát se jím vážně zabývalo několik vlád.

Poprvé s ideou zřejmě přišel spisovatel science fiction Isaac Asimov v roce 1941 v povídce Rozum, tedy ještě před reálným příchodem fotovoltaiky. Asimov v ní popsal vesmírnou elektrárnu, která přenáší energii bezdrátově na Zemi s pomocí mikrovln. Tento koncept, spolu s přenosem s pomocí laserů, je dodnes zřejmě nejpopulárnější. Právě pozdější rozmach fotovoltaiky spolu s kosmonautikou dodal ideji na hodnověrnosti.

Výkonnější a bez ohledu na povětrnostní podmínky

Teoreticky totiž mohou solární elektrárny v kosmu skutečně být výhodné. Solární panely jsou díky absenci atmosféry i odlišné vícevrstvé konstrukci až desetinásobně efektivnější než panely na Zemi. Panely pohánějící Mezinárodní vesmírnou stanici dosahují efektivity kolem 34 procent a odhaduje se, že by se v průběhu příštích let tato hranice mohla ještě mírně zlepšit. Pravda, tyto panely jsou také dražší než ty na Zemi, při průmyslové produkci by však jejich cena jistě klesla na přijatelnější sumu.

Další výhodou je skutečnost, že ve vesmíru mohou elektrárny produkovat energii nepřetržitě bez ohledu na povětrnostní podmínky nebo absenci slunečního svitu v noci. Zatímco na Zemi je skladování energií z obnovitelných zdrojů velmi problematické, solární kosmické elektrárny by tento nešvar obcházely. Byly by navíc odolné proti mnoha (byť ne všem) živlům a potenciálně by mohly svou energii distribuovat do více míst na Zemi současně či se "přepínat" dle potřeby.

V poslední době navíc, zdá se, odpadává i poslední velký argument proti kosmickým solárním elektrárnám, což je cena letů do vesmíru. Připravované nosiče jako Falcon Heavy, New Glenn nebo BFR by teoreticky mohly cenu za vynesení kilogramu až desetinásobně snížit.

Pak by již vybudování gigantických megawattových systémů potenciálně začínalo vypadat příznivěji. Zvláště uvážíme-li, že ve vesmíru by elektrárny mohly státům zajistit dostatek energii bez ohledu na surovinové konflikty na Zemi.

Nešlo by o zcela čistý ekologický zdroj – raketové palivo by mělo svůj podíl na uhlíkové stopě – ale z nabízených alternativ by kosmické elektrárny mohly působit jako nejlepší možnost.

Ledaže...

Americká vláda investovala během ropné krize v letech 1978 až 1981 do studie kosmických elektráren několik desítek milionů dolarů. Od té doby přísun financí vyschl, dodnes se však myšlenkou zabývá několik pracovišť, mimo jiné US Naval Research Lab.

Ideu rovněž oficiálně studuje Japonsko jako možné řešení své energetické nezávislosti, a ruku v ruce s tím i několik soukromých společností. Podařilo se tak mimo jiné prokázat, že přenos energie s pomocí mikrovln může fungovat, ačkoliv při něm dojde na nemalé energetické ztráty.

Postup je však pomalý – japonská agentura JAXA například v minulém desetiletí oznámila plán vybudovat vlastní elektrárnu do roku 2030. Přesto dosud nedošlo k žádné praktické zkoušce přenosu mezi Zemí a geostacionární oběžnou dráhou, což ukazuje, že na kosmické elektrárny si nejspíše ještě pár dalších desetiletí počkáme.

Příliš drahý a nejistý byznys

Možných komplikací je totiž hned několik, a to i když pomineme stále nevyřešený problém s tím, jak přesně energii posílat či jak panely bránit přes kosmickým smetím. V první řadě neexistuje kromě vlád nikdo, kdo by mohl celý projekt uskutečnit.

I vybudování jediné vesmírné elektrárny spolu s přijímačem na Zemi by si totiž vyžádalo mnohamiliardové investice ještě před rozsvícením první žárovky. Soukromý sektor tak nápadu nevěnuje velkou pozornost a vlády jsou zase ve svých snahách notoricky pomalé.

O tom, že výstavba kosmických solárních elektráren je problematický nápad, svědčí i to, že jim nevěří ani člověk, který by pro jejich budování měl nejlepší předpoklady – Elon Musk. Ten sice vlastní společnosti vyrábějící elektromobily, solární panely i levné kosmické nosiče, přesto v konceptu nevidí rentabilitu a budoucnost.

Jeho hlavní argument však není ekonomický, nýbrž fyzikální. Musk se domnívá, že konverze světla na elektřinu a následně na mikrovlny (či foton u laseru) a poté na Zemi zase elektřinu, umazává výhody, které by koncept činily efektivnější než solární panely na Zemi.

Pod vojenskou ochranou

Není vyloučené, že přes všechny potíže solární elektrárny na oběžné dráze nakonec vzniknou: efektivnější panely budou generovat proud levněji vzdor několikanásobné konverzi, levné kosmické nosiče spolu s robotikou budou s to vynášet a konstruovat náklad snadno a rychle. Realisticky se tak ovšem může stát až kolem poloviny tohoto století. Tou dobou je ale taky možné, že již překonáme nástrahy fúzní energie a získáme čistější zdroj energie s její pomocí.

Je navíc třeba uvážit ještě jeden nezbytný důsledek čisté energie získávané z vesmíru – militarizaci kosmu. Pentagon i Čína již v minulosti oznámily, že se o vesmírné solární elektrárny zajímají. Lze si však jen obtížně představit svět, v němž jsou různé státy životně závislé na zisku energie z oběžné dráhy tak, aby se podobné komplexy obešly bez vojenského zabezpečení.

Jinými slovy, kosmické solární elektrárny by nezbytně znamenaly příchod aktivních vojenských systémů a zbraní do vesmíru, čemuž se doposud podařilo více méně vyvarovat. S válčením v kosmu se přitom pojí celá řada nástrah i relativní jednoduchost ničivého bombardování zemského povrchu s efektivitou jaderných zbraní, ale bez jejich komplexnosti a negativ.

Byl by to ultimátní paradox – ale honba za čistou energií by snadno mohla dopadnout tak, že zvýší riziko nového druhu války.

Tagy: solární elektrárny věda a technika dobývání vesmíru energetická politika věda a poznání solární energie

Zdroje: vlastní