Europa werkt aan enorme zonnepanelen in de ruimte: ‘Dit zou de Moonshot van onze generatie kunnen zijn’

Op enorme satellieten in de ruimte zonne-energie opwekken en die als microgolven doorstralen naar de aarde, zodat wij er onze koelkasten, schermen en andere toestellen mee doen draaien. Dat is het idee achter het Solaris Initiative van het ESA: een studie van drie jaar die moet bevestigen dat het haalbaar en betaalbaar is ons elektriciteit te bieden uit zonnepanelen in de ruimte.

Het klinkt vergezocht, want de zon straalt toch al energie naar de aarde en die kunnen we hier toch omzetten in elektriciteit? Toch is Solaris zonet goedgekeurd op de driejaarlijkse ministerraad van het ESA. Want het ESA wil meer bijdragen in de klimaatcrisis die nijpender wordt en technologisch gezien zijn zonnepanelen in de ruimte niet onlogisch.

Hier op aarde boomt zonne-energie. De prijzen zijn gecrasht en de technologie is steeds efficiënter. In het Midden-Oosten en Australië is zonne-energie nu de goedkoopste manier om elektriciteit op te wekken.

Maar er zijn limieten. ’s Nachts werkt het niet en op bewolkte dagen leveren zonnepanelen (te) weinig op. Dan putten uit zonne-energie die je op zonnige momenten opsloeg, vergt grootschalige batterij-opslag en die ontbreekt nog. Onze atmosfeer is eveneens een hinderpaal: die verstrooit zowat de helft van het licht uit directe zonnestralen.

In de ruimte is er echter geen nacht en ook geen atmosfeer. Een zonnepaneel produceert daar bijna twee keer zoveel energie als op aarde. Daarom is zonne-energie sinds de jaren zestig de belangrijkste energiebron voor ruimtetuigen. En daarom dromen ruimtevaart-experts al decennia van zonnepanelen die in de ruimte elektriciteit opwekken voor de aarde.

Ook de technologie om die energie tot in huizen en gebouwen te krijgen is veel minder exotisch dan je zou vermoeden.

Met microgolven

Een zonne-energiesysteem in de ruimte zou bestaan uit satellieten van meer dan een kilometer lang die 24 uur per dag zonlicht opvangen. Die energie wordt dan in de vorm van microgolven naar onze planeet gestraald. Antennes zetten die microgolven hier om in elektrische energie. Nieuw is dat niet. Iedere telecommunicatiesatelliet sinds de jaren zestig werkt zo.

“De fysica in die keten is precies hetzelfde voor zonne-energie uit de ruimte”, zegt Sanjay Vijendran van ESA, die het Solaris-programma coördineert aan de Britse krant The Guardian. Het Solaris-team toonde al aan dat het in principe mogelijk is om elektriciteit veilig en efficiënt draadloos uit de ruimte naar de aarde te stralen.

“Alleen kunnen we die technologieën nog niet op zo’n grote schaal inzetten als nodig is om zonne-energie in de ruimte op te wekken en naar de aarde te halen”, zegt Vijendran. Daarvoor is veel meer energievermogen nodig en de installaties moeten ook door robots in de ruimte gemonteerd worden. Alleen dan kunnen we ze groot genoeg bouwen om voldoende zonlicht op te vangen. Onderzoek door ESA vijftien jaar geleden wees uit dat het toen onbetaalbaar was: satellieten en zonnepanelen voor in de ruimte, en ook de lanceringen, waren te duur.

Maar dat is de laatste tien jaar veranderd. Zo zijn er nu herbruikbare raketten en andere innovaties waardoor lanceringen om materieel mee de ruimte in te brengen veel goedkoper zijn geworden. En satellieten kunnen op industriële schaal worden gebouwd, waardoor ook dat minder geld kost. Ook is de technologie om met robots in de ruimte constructies te bouwen verder geëvolueerd, en dat geldt eveneens voor de toepassingen om elektriciteit draadloos uit de ruimte naar de aarde te stralen.

Daarom denkt het ESA dat dit het moment is om het allemaal concreet te maken. Dat is wat het Solaris-programma nu zal doen: de technologieën verder ontwikkelen en uitzoeken of het realistisch, betrouwbaar en goedkoop genoeg kan.

‘Zelfs al binnen de tien jaar’

Uit twee kosten-batenanalyses die het ESA begin dit jaar liet uitvoeren bleek alvast dat deze energie al in 2040 met een concurrerende energieprijs aan Europese huishoudens en bedrijven kan worden geleverd.

“We willen vooral proberen de energie die we op de aarde krijgen te maximaliseren, want dat is waar je uiteindelijk geld aan gaat verdienen”, zegt Vijendran tegen de gespecialiseerde website innovationorigins.com. “We moeten nu investeren om te bevestigen dat het daadwerkelijk kan. Dat is het Solaris-initiatief.”

Het is het eerste praktische plan om zonne-energie in de ruimte op te wekken en hierheen te stralen te halen, maar ook de VS, China en Japan zetten erop in. Een studie voor de Britse overheid concludeert dat een satelliet ongeveer evenveel energie kan produceren als een energiecentrale op aarde en ziet de aanpak als technisch haalbaar en betaalbaar. Het Britse bedrijf Space Solar wil deze heilige graal binnen negen jaar realiseren.

Vijendran acht ook die erg scherpe timing niet onrealistisch. “Dit idee is niet langer sciencefiction”, zegt hij tegen BBC. “Met nog meer politieke en financiële steun kan het mogelijk zelfs binnen de tien jaar al. Dit zou de Moonshot (de doelstelling die Amerikaans president John F. Kennedy in 1962 formuleerde om binnen de tien jaar op de maan te landen, BDB) van onze generatie kunnen zijn.”