Energia z kosmosu zniszczy opłacalność OZE? Oto wyliczenia naukowców

• Badanie King’s College London pokazuje, że kosmiczne elektrownie słoneczne (SBSP) mogą w 2050 r. ograniczyć potrzebę lądowych OZE nawet o 80% i zmniejszyć zużycie magazynów o ponad 70%.
• W modelach NASA scenariusz z heliostatami zapewnia dostępność mocy na poziomie 99,7% rocznie i okazuje się tańszy oraz bardziej wydajny niż rozwiązania planarne.
• SBSP nie eliminuje potrzeby magazynów energii, ale zmienia ich profil – tradycyjne magazynowanie energii  tracą znaczenie, a wodór staje się kluczowym buforem sezonowym.

Jak działa SBSP i dlaczego może być przełomem

Wyobraźmy sobie satelitę na orbicie geostacjonarnej, który całodobowo kąpie się w słońcu, bez chmur, nocy i zimowych spadków nasłonecznienia. Zebrana energia trafia do przetworników, następnie w formie mikrofal płynie do ziemskich anten i stamtąd do sieci. Klucz jest w dyspozycyjności: w analizowanym projekcie NASA z tzw. rojem heliostatów dostępność mocy sięga 99,7% w skali roku. To niemal baseload, tylko że bez emisji i bez hektarów zajętej ziemi.

Dwa konkurencyjne pomysły

Autorzy badań przyjrzeli się dwóm architekturom NASA na rok 2050. Pierwsza, niżej oceniana, wykorzystuje tysiące luster kierujących promienie na wspólny koncentrator. Druga – bardziej dojrzała technologicznie – to płaska platforma typu „sandwich”, z generatorem na górze i nadajnikiem mikrofal na spodzie. 

Graficzne przedstawienie obu koncepcji. Źródło: Assess space-based solar power for European-scale power system decarbonization.

W symulacjach europejskiego systemu to „rój heliostatów” wygrywa na całej linii: obniża koszty systemu, wypiera lądowe PV i wiatr aż do 80% ich mocy i najmocniej redukuje zapotrzebowanie na akumulatory. Projekt planar, choć bliższy demonstracji, jest przy dzisiejszych założeniach kosztowych mniej konkurencyjny i wymaga dalszych spadków cen.

Co zmienia się dla magazynowania energii

Najbardziej spektakularnie kurczy się rola magazynów krótkoterminowych. Przy stałej podaży mocy z orbity baterie tracą znaczenie, bo jest mniej do „wygładzania” w skali doby. Zimą jednak, gdy popyt rośnie, potrzebujemy nośnika sezonowego. Tu wchodzi wodór: nawet w scenariuszu z rojem heliostatów pełni on funkcję strategicznego bufora na długie, chłodne tygodnie. Innymi słowy, SBSP nie likwiduje magazynowania, tylko zmienia jego profil.

Granice realności: koszty, bezpieczeństwo i akceptacja

Entuzjazm nie zwalnia z chłodnej oceny ryzyka. Wysoki kapitał początkowy, śmieci krążące po orbicie, regulacje prawne i społeczne obawy przed kilometrowymi stacjami odbiorczymi to zestaw wyzwań, których nie da się zamieść pod dywan. Naukowcy podkreślają, że SBSP pomoże w dojściu do neutralności klimatycznej tylko wtedy, gdy spadnie do określonych progów kosztowych. Gdy koszty systemu z lustrami obniżą się mniej więcej do sześciu–dziewięciu razy prognozowanego kosztu energii z PV w 2050 r., system zaczyna zyskiwać finansowo, a SBSP z roli uzupełnienia przechodzi w rolę stabilnej podstawy miksu.

Statystyki rentowności obu koncepcji. Źródło: Assess space-based solar power for European-scale power system decarbonization.

Co powinni zapamiętać decydenci i rynek

Jeśli prognozy NASA na 2050 r. się sprawdzą, SBSP staje się kandydatem na firmowe, niskoemisyjne „serce” systemu. Źródło czyste, dyspozycyjne i odciążające sieć. Nie zastąpi wszystkich technologii, ale może zredukować skalę lądowych instalacji i kosztownego bilansowania, a tym samym przyspieszyć dojście do celu net-zero. Mieliśmy już pierogi w kosmosie, może czas na prawdziwą elektrownię? 

Źródło: Assess space-based solar power for European-scale power system decarbonization