ESA ontwikkelt momenteel ambitieuze plannen om zonnepanelen in de ruimte te installeren, die onbeperkt schone energie aan de aarde kunnen leveren.
Sinds de Russische invasie in Oekraïne zijn de kosten van fossiele energie omhooggeschoten. De oorlog heeft dan ook geleid tot een ongekende energiecrisis in heel Europa. Het maakt de omslag naar groene, hernieuwbare energie nog urgenter. Toch zitten ook hier haken en ogen aan. Zo waait de wind niet altijd en schijnt ook niet altijd de zon. Daar heeft ESA nu iets op bedacht. Want wat als we de zonnepanelen niet alleen op de daken van huizen, maar ook in de ruimte installeren?
SOLARIS
Dit nieuwe project van ESA, dat SOLARIS is genoemd, is een ambitieus plan. Het idee erachter is om zonne-energie op te wekken daar waar het voortdurend en in overvloed beschikbaar is: in de ruimte. Het zonne-energiesysteem bestaat uit meerdere satellieten die in een baan om de aarde worden gebracht. Hier zullen ze – ongestoord door plaatselijk weer of duisternis – 24 uur per dag zonlicht opvangen en het omzetten in energie, waarna het draadloos naar de aarde wordt gestraald. Op deze manier hoopt ESA een betrouwbare, stabiele en schone energievoorziening te leveren, die mogelijk toekomstige energiecrisissen in de kiem kan smoren. Bovendien neemt hierdoor tevens de afhankelijkheid van grootschalige opslagoplossingen af.
Twee studies
SOLARIS werd afgelopen november door de ESA-raad goedgekeurd. De volgende stap is nu om in samenwerking met de Europese industrie de komende twee en een half jaar studies uit te voeren, om zo onder andere de voordelen, de risico’s en de implementatieopties te onderzoeken. Het doel is om te bepalen of het inderdaad haalbaar is om vanuit de ruimte zonne-energie op te wekken om zo in de energiebehoefte van aardse bewoners te voldoen. En onlangs heeft ESA de contracten voor twee parallelle conceptstudies getekend. “Met de contracten is er nu een belangrijke stap gezet,” aldus Sanjay Vijendran, teamleider van SOLARIS. De studies zullen worden geleid door het internationaal managementadviesbureau Arthur D Little en de Europese satellietspecialist Thales Alenia Space Italy.
Weloverwogen beslissing
De komende jaren staan dus in het teken van onderzoek. “We beginnen echt met een blanco vel papier, om uiteindelijk een ontwerp te maken van hoe een werkend zonnepark vanuit de ruimte eruit moeten komen te zien,” zegt Vijendran. “We halen overal veelbelovende ideeën vandaan en maken gebruik van de nieuwste ontwikkelingen.” Tijdens de studies zal er onder andere worden onderzocht op welke manieren zonne-energie veilig en efficiënt vanuit de ruimte naar de aarde gestraald kan worden. Dit kan natuurlijk niet met een extreem lange kabel, dus moet het draadloos verzonden worden. “De studies zullen een zo breed mogelijk scala aan opties bekijken,” legt Vijendran uit. “Denk aan radiofrequentiestraling en lasers tot aan het eenvoudig reflecteren van zonlicht met behulp van zonneparken op de grond.”
Energiesector
Bij de twee studies zijn ook grote energiespelers betrokken, waaronder het Franse elektriciteitsbedrijf ENGIE en de Italiaanse elektriciteitsproducent ENEL. “We zijn blij dat zij onderdeel uitmaken van het studieconsortium, wat de waarde weerspiegelt die de energiesector nu al ziet in deze mogelijkheid voor de toekomst,” zegt Vijendran. “Het is belangrijk dat we de energiesector vanaf het begin bij deze ontwikkeling betrekken en luisteren naar hun behoeften, zodat we al vroeg weten dat we iets bouwen dat gewild is en gebruikt wordt.”
Wereldwijde belangstelling
Overigens is ESA niet de enige die zich bezighoudt met energie afkomstig uit de ruimte. Wereldwijd is hier groeiende belangstelling voor. Afgelopen januari is bijvoorbeeld al de Space Solar Power Demonstrator-satelliet van het Amerikaanse California Institute of Technology (Caltech) gelanceerd. De betrokken onderzoekers willen met deze satelliet achterhalen of het mogelijk is om zonne-energie in de ruimte op te wekken, om het vervolgens als microgolven door te sturen naar locaties op aarde. Ook Japan en China zijn in de race verwikkeld en willen respectievelijk in 2025 en 2028 hun ideeën demonstreren. Ondertussen is de Britse regering in gesprek met Saoedi-Arabië om de toekomstige megastad Neom te voorzien van koolstofvrije elektriciteit vanuit de ruimte.
Ontwikkelingen
Vijendran begrijpt deze wereldwijde belangstelling wel. “Er bestaan veel fundamentele redenen waarom zonne-energie afkomstig uit de ruimte nu veel haalbaarder en wenselijker is dan ooit tevoren,” zegt hij. “De kosten om een satelliet in een baan om de aarde te brengen zijn tegenwoordig veel lager, met name dankzij de komst van herbruikbare draagraketten. Bovendien hangt er door massaproductie tevens een veel lager prijskaartje aan de ontwikkeling van satelliethardware, denk bijvoorbeeld aan nieuwe constellaties zoals Starlink en OneWeb. Bovendien zien we belangrijke trends in de richting van modulaire, op zonne-energie gebaseerde satellietontwerpen.”
Klimaatneutraal
In het geval van Europa zit er echter meer achter dan alleen meegaan met technologische vooruitgang. Zo moet SOLARIS namelijk ook helpen om het doel van Europa, om in 2050 klimaatneutraal te zijn, te behalen. “Het zal een enorme uitdaging worden om binnen de komende 25 jaar met behulp van bestaande technologieën volledig klimaatneutraal te worden,” zegt Vijendran. “De gevolgen van als we dit niet doen, zijn echter groot. Dit vereist dan ook verder onderzoek naar alternatieve oplossingen die ervoor kunnen zorgen dat we dit doel toch zullen halen.”
De komende twee en een half jaar zal ESA dan ook alle opties en mogelijkheden bestuderen, om zo na te gaan of het mogelijk is om vernuftige zonnepanelen in de ruimte te installeren, die onbeperkt schone energie aan de aarde kunnen leveren. Dit zal de energietransitie kunnen bevorderen en hopelijk zelfs de gevolgen van klimaatverandering kunnen beperken. Uiteindelijk zullen de resultaten van de twee studies Europa in staat moeten stellen om tegen 2025 een weloverwogen beslissing te nemen over of het plan inderdaad haalbaar is. Dan moeten ook de knopen voor een opvolgend ontwikkelingsprogramma worden doorgehakt, waarbij een prototype zal worden gebouwd om te demonstreren op welke wijze er het beste energie vanuit de ruimte naar de aarde kan worden gestraald.
