„Tiszta energia mindenhol”: hogyan segíthet az űrbéli napenergia túllépni a kibocsátás-csökkentésben?

1941-ben két űrhajós látszólag lehetetlen vállalkozásba fogott: egy robotot kezdtek kiképezni arra, hogy egy űrbeli naperőművet működtessen, amely képes lenne energiát sugározni az egész Naprendszerben.

Ez persze puszta fikció volt – Isaac Asimov sci-fi író „Reason” című novellájának cselekménye. Kevesebb mint két évtizeddel később azonban a kutatók a valóságban is felvetették, vajon a megújuló energiaforrások valóban bevethetők-e a világűrben.

A londoni King’s College kutatói tavaly kimutatták, hogy 2050-re az űrben működő napelemek akár 80 százalékkal is csökkenthetik Európa igényét a földi megújuló energiára. De vajon tényleg ennyire egyszerű a képlet?

Mi az az űralapú napenergia-termelés?

Az űralapú napenergia-termelő (SBSP) rendszerek nagyon nagy műholdakból álló konstellációkat jelentenek magas Föld körüli pályán, ahol az idő több mint 99 százalékában látható a nap – írja az Euronews.

Ezek a műholdak tükörszerű reflektorokkal gyűjtenék össze a napenergiát, majd egy biztonságos, rögzített földi pontra sugároznák (robotok segítsége nélkül). Itt villamos energiává alakítanák, betáplálnák a hálózatba, és onnan jutna el az otthonokba és a vállalkozásokhoz.

A brit Energiaügyi Biztonsági és Zéró Kibocsátási Minisztérium (DESNZ) megbízásából készült új tanulmány szerint a kisebb léptékű SBSP-rendszerek már 2040 körül versenyképes költségűvé válhatnak más kereskedelmi áramforrásokhoz képest, különösen akkor, ha például a tengeri szélerőművek meglévő hálózati infrastruktúráján keresztül kapcsolódnak a hálózatra.

Lehet-e az űralapú napenergia a fosszilis energiahordozók végét jelentő megoldás?

A világ még mindig vonakodik szakítani a fosszilis energiahordozókkal, annak ellenére, hogy a megújulók látványos fellendülésen mennek keresztül.

Az olajról és gázról való leválás tavaly a belémi COP30 klímacsúcson is parázs vitatémává vált, noha hivatalosan nem szerepelt a napirenden. Több mint 90 ország sorakozott fel amögött az elképzelés mögött, hogy készüljön egy menetrend, amelyben minden állam maga határozhatja meg a fosszilis tüzelőanyagok kivezetésére vonatkozó céljait – ám minden erre utaló megfogalmazás kikerült a végső megállapodásból.

Mindezek ellenére, 2025-ben az EU-ban története során először a szél- és napenergia együtt több áramot termelt, mint a fosszilis tüzelőanyagok, miközben a fosszilis forrásból származó villamos energia aránya a blokk árammixében 36,7 százalékról 29 százalékra esett.

„Minden megújuló energiatechnológiának szerepe lesz az éghajlatváltozás elleni küzdelemben, különösen úgy, hogy 2050-re várhatóan megduplázódik az energiaigény” – mondja az Euronewsnak Greennek Adam Law, a Loughborough Egyetem Megújulóenergia-rendszer-technológiai Központjának (CREST) kutató munkatársa. „Az SBSP egy gyakorlatilag korlátlan mennyiségű, szabályozható alapterhelést képes biztosítani, amelynél nem jelentkezik az időszakos termelés problémája.”

A megújuló energiaforrások számos okból küszködnek az időszakos termelés okozta problémával, az időjárási viszonyoktól kezdve Európa elavult villamosenergia-hálózatáig. Ez az oka annak is, hogy Nagy-Britannia megdöbbentő módon 1,47 milliárd fontot (hozzávetőleg 1,67 milliárd eurót) dobott ki az ablakon azzal, hogy lekapcsolta a szélturbinákat (korlátozás), miközben gázerőműveket fizetett meg azért, hogy azok induljanak be.

„Az SBSP előnye, hogy az űrben jóval több napfény áll rendelkezésre: 1 367 W/m2 folyamatos besugárzás, szemben az egyenlítőn mérhető legfeljebb 1 000 W/m2-rel és az Egyesült Királyságban átlagos mintegy 100 W/m2-rel, ráadásul a megfelelő pályán keringő műholdak szinte állandóan látják a napot” – teszi hozzá Law.

Az űralapú napenergia valódi költsége

Földi léptékben a napenergiát tartják a világ legolcsóbb áramforrásának. A legnaposabb országokban már 0,023 euróba kerül egy egységnyi villamos energia napból történő megtermelése, és a telepítés is jóval olcsóbb (és gyorsabb), mint például a szélerőművek esetében.

Ugyanakkor az, hogy mindezt az űrbe vigyük, már egyáltalán nem lesz olcsó. Friss jelentések szerint az SBSP fejlesztéséhez négy fázisban összesen mintegy 15,8 milliárd eurónyi kutatás-fejlesztési forrásra lesz szükség ahhoz, hogy megszülessen az első, gigawattos léptékű, pályára állított prototípus.

„Ezeknek a szerkezeteknek a kilövése és az űrben való megépítése óriási nagyságrendet jelent, ezért a kezdeti költségek magasak lesznek” – mondja Law.

Ugyanakkor az indítási költségek „drasztikusan” csökkentek, ami gazdaságilag is közelebb hozza az SBSP megvalósítását. Law szerint ezt elsősorban a SpaceX és az újrafelhasználható rakéták megjelenése hajtja.

„Az, hogy tovább csökkentsük ezeket a költségeket, kulcsfontosságú az SBSP megvalósításához” – teszi hozzá, megjegyezve, hogy legalább ennyire fontos lesz a napelemek olcsóvá és a sugárzással szemben ellenállóvá tétele.

Miközben számos startup – például a brit Space Solar vagy az amerikai Virtus Solis – állami és magánforrások segítségével már fejleszti az SBSP-rendszereket, azok fenntartása sem lesz egyszerű feladat – különösen akkor, ha valami meghibásodik.

„Megvan a veszélye annak, hogy nő a Föld körüli pályákon keringő törmelék mennyisége, ezért a rendszereket is ennek figyelembevételével kell tervezni, például erősen moduláris felépítéssel” – teszi hozzá Law.

Az energiát továbbító sugár biztonsága egy további kockázati tényező. Law szerint azonban annak intenzitása elég alacsony ahhoz, hogy ne jelentsen veszélyt sem az emberre, sem a vadon élő állatokra.

Összességében az SBSP életre hívása „nehéz lesz, de ez nem jelenti azt, hogy ne érné meg megpróbálni” – fogalmaz.

Természetesen a műholdak űrbe juttatása önmagában is környezeti aggályokat vet fel.

Az amerikai űrügynökség, a NASA 2024-ben arra figyelmeztetett, hogy az SBSP üvegházhatású gáz-kibocsátása a meglévő megújulóenergia-rendszerekéhez mérhető lehet – de még így is kevesebb, mint a fosszilis energiahordozóké.

Biztonsági kockázatot jelenthet az űralapú napenergia?

Az SBSP-rendszerek könnyen célponttá válhatnak olyan ellenséges államok számára, amelyek meg akarják rongálni, gyengíteni vagy ellehetetleníteni riválisaik áramellátási képességét. Még az Északi-tengeren építendő, több európai országot összekapcsoló tengeri szélerőműpark-flotta tervei is aggodalmat keltettek amiatt, hogy „vonzó célpontot jelentenek szabotázsra”.

Noha a fosszilis erőműveket régóta sebezhetőnek tartják a támadásokkal szemben, a dán, norvég, svéd és finn közszolgálati műsorszolgáltatók 2023-as oknyomozó vizsgálata feltárta, hogy Oroszország programot működtet az Északi-tenger szélerőműveinek és kommunikációs kábeleinek szabotálására.

Kiderült, hogy Oroszország olyan hajókból álló flottát üzemeltet, amelyek halászhajónak vagy kutatóhajónak álcázva víz alatti felderítést végeznek, és lehetséges szabotázscélpontként térképezik fel a kulcsfontosságú létesítményeket.

„Akárcsak más létfontosságú nemzeti infrastruktúra, az SBSP is csábító célpont a kibercsalók, az államilag támogatott szereplők és a geopolitikai előnyöket kereső hacktivisták számára” – állapítja meg a Frazer-Nash tanácsadó cég, amely tavaly jelentést készített az SBSP biztonsági kihívásairól.

A jelentés hangsúlyozza, hogy már a tervezés legelején „beépített biztonsági megoldásokkal és átfogó kockázatcsökkentő stratégiákkal” kell ellátni a naperőmű-műholdakat.

Ez magában foglalja többnemzetiségű partnerségek és energiacserét, illetve biztonságerősítést szolgáló megállapodások kialakítását, a fenyegetések folyamatos monitorozását, valamint annak biztosítását, hogy az ellátási láncok „robusztus” kibervédelmi megoldásokkal rendelkezzenek.

„Ha a fejlesztés korai szakaszában nem foglalkoznak a biztonsággal és a kockázatok kulcsterületeivel, az még a rajt előtt korlátok közé szoríthatja az SBSP csábító lehetőségeit” – figyelmeztet a Frazer-Nash.