Solenergi fra rummet: Fremtidens energikilde?
Hvad er rumbaseret solenergi?
Med rumbaseret solenergi bliver solens energi i rummet indsamlet og transmitteret trådløst ned til jorden. Selv om det er dyrt, er der flere fordele ved denne form for energi.
Det er en fantastisk kilde til ren energi, som har kapacitet til at levere en større mængde energi, end verden forbruger eller kommer til at forbruge i fremtiden.
Den teknologiske proces ved rumbaseret solenergi omfatter brug, af solceller til at indsamle energien i rummet med reflektorer eller oppustelige spejle. De leder solens stråler til solcellerne og derefter bliver de sendt til jorden via mikrobølger eller en laser. Energien modtages derefter på jorden via en mikrobølgeantenne (en rectenna).
Ifølge National Space Society har rumbaseret solenergi potentiale til at overgå alle andre eksisterende energikilder tilsammen. De hævder, at rumbaseret solenergi kan levere store mængder energi med meget få miljøpåvirkninger. Rumbaseret solenergi kan også løse vores aktuelle problemer med energipriser og udledningen af drivhusgas.
Infografikken nedenfor fremhæver oplysninger om rumbaseret solenergi, aktuelle tendenser indenfor feltet, og hvad forskellige lande gør ved forskning og finansiering.
Aktuelt globalt energiforbrug og tendenser
Verdens energiforbrug er kun stigende. Ifølge en rapport fra Our World in Data fra University of Oxford om det globale energiforbrug er det aktuelle forbrug på verdensplan over 160.000 TWh om året. Aktuelt bidrager solenergi kun med 585 TWh.
Selv om der er en stigning i løsninger, investeringer og brug af vedvarende energi, står olie, kul og gas stadig for over 80 % af det globale energiforbrug, samtidig står solenergi for mindre end 1 %.
Mellem 2004 og 2015 steg investeringerne i vedvarende energi med 600 % fra $46,7 mia. til $284,8 mia.
De nuværende prognoser viser, at verdens befolkning vil nå op på 9,7 mia. mennesker i 2050. Med denne befolkningstilvækst forventer man at verdens energiforbrug også vil stige med 50 % inden 2050.
Yderligere er tempoet af klimaforandringerne kun vokset. På verdensplan genererer vi stadig en stor procentdel af energi via fossile brændstoffer. Disse bidrager i høj grad til de øgede klimaforandringer. Mange lande arbejder med at ændre deres klimapolitikker for at mindske afhængigheden af fossile brændstoffer til energiproduktion.
Sammenlignet med fossile brændstoffer er solenergi den sikreste energikilde i dag – selv om den stadig kun bidrager med en lille procentdel af den globale energiproduktion.
Læs mere om solceller i vores artikel: Fordele ved solceller.
Dødeligheden ved produktionen af solceller er 1.230 gange lavere end ved kul, samtidig har solenergi et af de laveste niveauer af CO2-udledning med 5 g CO2-ækvivalenter pr. kWh.
Hvorfor rumbaseret solenergi?
Solenergi fra rummet har flere fordele; i modsætning til montering af solceller på tag, der kun kan generere elektricitet i løbet af dagen, kan rumbaseret solenergi generere elektricitet 24 timer i døgnet, 99 % af året.
Det kan de fordi, at der i modsætning til jorden ikke er nat og dag i rummet, og at satellitterne kun befinder sig i jordens skygge i højst 72 minutter om natten.
Solceller i rummet vil generere 2.000 gigawatt kontinuerligt strøm. Det er 40 gange mere energi, end solceller allerede placeret på jorden producerer om året.
I modsætning til andre alternative energiformer som kernekraft, kul, olie, gas og ethanol, vil rumbaseret solenergi udlede 0 % drivhusgas. Den nuværende energikilde, der udleder mindst CO2 er atomkraft, det udleder 5 g CO2 af CO2-ækvivalenter pr. kWh.
Rumbaseret solenergi genererer næsten 0 % farligt affald i vores miljø sammenlignet med andre energikilder, som f.eks. atomkraft.
Hvorfor er vi der ikke endnu?
Selv om rumbaseret solenergi er et innovativt koncept, er vi endnu ikke i stand til at opsende et fuldt udstyret system ud i rummet. Det er en dyr omgang at opsende et rumbaseret solcellesystem.
Omkostningerne anslås til at være omkring 100 gange for høje til at denne form for energi vil kunne konkurrere med de nuværende omkostninger, som forsyningsselskaberne har.
En af årsagerne til de høje omkostninger er de høje udgifter der er, ved at sende panelerne ud i rummet, hvilket hovedsagelig skyldes den høje masse pr. watt, som de nuværende solceller genererer. Med andre ord er solcellerne i øjeblikket for tunge pr. produceret watt til, at det kan skabe en høj nok værdi.
I øjeblikket skønnes omkostningerne for at opsende solceller ud i rummet til at være 70.000 kr. pr. kg – ca. 1.500 kr. pr. watt. For danske hjem kan installationsomkostningerne for solceller være så lave som 6 kr. pr. watt. På nuværende tidspunkt vil omkostningerne ved at sende solceller ud i rummet være utroligt høje.
Andre årsager til de høje omkostninger er bl.a. de specifikke transport omkostninger til rummet, som generelt er høje. Det skyldes, at transport af alle materialer, der er nødvendige i rummet, kræver mange opsendelser af rumfærger. Rumfærger der på nuværende tidspunkt ikke er genanvendelige.
Ikke alene vil opsendelsen af selve solcellerne være dyr, men også de ekstra materialer, der skal transporteres, vil have høje udgifter.
Der pågår stadig en masse forskning og ingeniørarbejde i at finde den bedst mulige måde at opsende solceller og opsendelsessystemer i rummet til en lavere pris.
Miljøet ude i rummmet kan også være med til at skade solcellerne. Det drejer sig bl.a. om rumaffald og ekstrem solstråling, som kan nedbryde solceller op til otte gange hurtigere end solceller, der er installeret på jorden. Det vil resultere i at de opsendte solceller skal erstattes op til flere gange, hvilket resulterer i flere udgifter.
Endelig er der mulighed for at spilde store mængder energi når det bliver transporteret fra rummet ned til jorden. Derfor skal forskere og ingeniører fortsætte deres forskning og udvikling for at sikre, at der kun går lidt eller ingen energi tabt under processen.
Aktuelle rumbaseret solenergi projekter og fremskridt
De vigtigste aktører inden for rumbaseret solenergi omfatter lande som Kina, USA og Japan, de har gjort fremskridt inden for teknologien, partnerskaber og planer om opsendelse.
Kina er allerede i gang med at gøre fremskridt inden for opsendelse i rummet. China Aerospace Science and Technology Corporation planlægger mellem 2021 og 2025 at opsende små til mellemstore solcelle-satellitter ud i stratosfæren, som kan udnytte energi i rummet.
Kina har også planer om at kunne producere en megawatt energi fra solceller i rummet inden 2030 og yderligere at drive en kommercielt brugbart rumbaseret solcelleanlæg inden 2050.
I USA er de allerede i gang med partnerskaber og investeringer inden for rumbaseret solenergi, f.eks. er der etableret et partnerskab på $100 mio. mellem Northrop Grumman og U.S. Air Force Research Laboratory, med henblik på at levere avanceret teknologi til rumbaseret solenergi.
I USA er der yderligere etableret et samarbejde på $17,5 mio. mellem Northrop Grumman Corporation og universitetet Caltech med formålet at udvikle et solkraftprojekt i rummet kaldet “The Space Solar Power Initiative”.
Initiativets mål er at udvikle videnskabelige og teknologiske innovationer, som vil gøre det muligt for et rumbaseret solkraftsystem at producere elektricitet til en pris, der kan sammenlignes med de kilder vi får vores elektricitet fra i dag.
De seneste år, har der været løbende fremskridt på forsknings- og teknologiens område. I USA er udviklingen af SPS-ALPHA Mark-II-konceptet i gang, hvis dette lykkes, vil det gøre det muligt at opføre enorme platforme i rummet, der kan levere titusindvis af megawatt elektricitet til jorden. Det kan de gøre ved hjælp af trådløse strøm transmissioner. Dette koncept vil også gøre det muligt at levere strøm til en overkommelig priser, både til jorden og rummissioner.
Der bliver også gjort fremskridt med hensyn til at bygge genanvendelige opsendelsessystemer. Hvis det lykkes, vil omkostningerne ved transport til rummet og de samlede omkostninger ved rumbaseret solenergi blive lavere.
Et eksempel er SpaceX, som i øjeblikket arbejder på at skabe genanvendelige løfteraketter, disse kan anvendes til at transportere materialer ud i rummet.
I Japan er det lykkedes forskere at overføre elektrisk strøm trådløst ved hjælp af mikrobølger. Forskerne omdannede 1,8 kW elektrisk strøm til mikrobølger og sendte den præcist til en modtager, der befandt sig 55 meter væk. Dette er et teknologisk fremskridt i retningen af at bringe rumbaseret solenergi tættere på at blive en realitet.
Japan har også gjort rumbaseret solenergisystemer en del af deres fremtidig vision for landets rumforskning.
Fremtiden for rumbaseret solenergi
Fossile brændstoffer som energikilde er begrænsede og vi vil på et tidspunkt løbe tør for dem. Ifølge prognoser kan olie- og naturgasproduktionen ophøre om 50 år og kulproduktionen om 115 år. Med den igangværende forskning og de igangværende investeringer er der stor sandsynlighed for, at rumbaseret solenergi er en del af den bæredygtige fremtid.
Hvis omkostningerne ved rumbaseret solenergi kan sænkes, vil den sandsynligvis blive en vigtig kilde til bæredygtig energi. Store aktører som Kina, der allerede har en tidsplan for implementering af teknologien i rummet, vil kunne levere nogle vigtige erfaringer til fremtidige forbedringer af teknologien.
Det vil gøre at teknologien på længere sigt kan udbredes og gøre, at teknologien kan få en nøglerolle i fremtidens globale energiproduktion.
Artiklen er oprindeligt skrevet på engelsk for GreenMatch.co.uk.
Læs vores artikel solceller bedst i test for de bedste solceller, du kan få til din private bolig. Her kan du også få tilbud på solpaneler og solcelletagsten.
Er du interesseret i grønne løsninger til din bolig, så kan vi hjælpe dig. Vi og vores partnere kan guide dig til luft til vand varmepumpe pris, jordvarme pris og luft til luft varmepumpe pris.
Nikita har siden sommeren 2022 skrevet for Greenmatch.dk. Her skriver hun artikler om grønne løsninger til danskere, der gerne vil leve lidt grønnere. Hun sætter en dyd i at gøre kompleks information konkret. Selvom vejen til den grønne omstilling kan være besværlig og kompleks, mener hun, at alle skal have muligheden for at være med.
Vi prøver altid at forbinde vores kunder med de bedste leverandører i branchen. Er du en af dem?