Langaton aurinkosähkö: Aurinkoenergian futuristinen sovellus, jolla voi olla maailmanlaajuisia vaikutuksia

• Kirjoittaja:
• tekijän nimi

  Quantumrun Foresight
• Huhtikuu 14, 2022

Havainnon yhteenveto

Aurinkoenergian hyödyntäminen avaruudesta Space Solar Power Projectin (SSPP) kautta voisi määritellä uudelleen tavan, jolla saamme ja hyödynnämme energiaa, tarjoten luotettavamman ja puhtaamman vaihtoehdon perinteisille lähteille. Hankkeen onnistuminen voi johtaa energiakustannusten merkittävään laskuun, hajautettuihin energiajärjestelmiin ja maailmanlaajuisen hiilidioksidipäästöjen kiihtymiseen sekä uuden avaruusenergiateollisuuden syntymiseen. Matka kohti avaruuteen perustuvaa aurinkoenergiaa tuo kuitenkin myös haasteita, kuten huomattavia alkuinvestointeja, teknisiä ja lainsäädännöllisiä esteitä sekä mahdollisia geopoliittisia jännitteitä.

Langattoman aurinkoenergian konteksti

CALTECHin johtama langatonta aurinkoenergiaa kehittävä projekti on nimeltään Space Solar Power Project (SSPP). Hankkeen tavoitteena on välittää energiaa Maahan mikroaaltojen kautta langattomasti. Tämä aurinkoenergia kerätään sitten suuressa mittakaavassa avaruudesta käyttämällä aurinkopaneeleilla ladattuja energiaa välittäviä satelliitteja. Satelliitit keräävät aurinkoenergiaa käyttämällä jättiläispeilejä säteilemään auringon aaltoja joukolle aurinkokeräimiä, jotka ovat huomattavasti peiliä pienempiä. Hankkeen perimmäisenä tavoitteena on voittaa maaperäisten aurinkovoimalaitosten rajoitukset ja eliminoida sähkön varastointitarve. 

Lähiajan merkittävin projektitutkijoiden haaste on rajoittaa energian häviämistä avaruudesta sen siirtyessä maan pinnalle. Onneksi edistystä tapahtuu. Nykyisen hankkeen tiekartan perusteella aloitteen odotetaan saavuttavan käynnistysvaiheen vuoden 2023 ensimmäisellä neljänneksellä, jolloin CALTECH saa 100 miljoonaa dollaria elokuussa 2021 SSPP:tä varten. 

Tämä virstanpylväs sisältää demonstraatioprototyyppien lähettämisen Maan kiertoradalle. Nämä prototyypit edustavat monikäyttöistä tekniikkaa, joka muuntaa auringonvalon sähköenergiaksi ja välittää sen sitten langattomasti vapaaseen tilaan käyttämällä radiotaajuutta ja mikrorakenteita jakeluun. (Huomaa, että Kiinan hallitus rahoittaa myös samanlaista tutkimusaloitetta Chongqingin yliopiston mikroelektroniikan koulun kautta.)

Häiritsevä vaikutus

Toisin kuin perinteinen maapallolla tuotettu aurinkoenergia, johon sää- ja päivänvaloolosuhteet voivat vaikuttaa, avaruuteen perustuva aurinkoenergia voisi tarjota luotettavamman lähteen. Tämä ominaisuus voisi mahdollistaa aurinkoenergian toimimisen perusvoiman vaihtoehtona ja ottaa roolin, joka tyypillisesti täytetään ydin- tai fossiilisilla polttoaineilla, kuten hiilellä ja kaasulla. Siirtyminen avaruuteen perustuvaan aurinkoenergiaan voisi muuttaa energiateollisuutta ja tarjota puhtaamman ja luotettavamman energialähteen.

Jos SSPP-hanke onnistuu ja toteutetaan laajasti 2050-luvulle mennessä, se voi johtaa energian hinnan merkittävään laskuun. Ensisijaiset kustannukset aiheutuisivat infrastruktuurin rakentamisesta ja aurinkoenergian lähettämiseen avaruudesta tarvittavien satelliittien valmistuksesta, mutta kun tämä runsaan energialähteen käyttö on helppoa, se saattaa laskea kustannuksia. Yksityishenkilöille tämä voisi tarkoittaa edullisempia energialaskuja, kun taas yritykset voisivat hyötyä alentuneista käyttökustannuksista. 

Alkuinvestoinnit infrastruktuuriin ja teknologiaan voivat kuitenkin olla huomattavia, ja teknisiä ja lainsäädännöllisiä esteitä voi olla ylitettävänä. Hallituksille tämä tarkoittaa sellaisten politiikkojen luomista, jotka kannustavat investointeja ja kehitystä tällä alalla varmistaen samalla, että turvallisuus- ja ympäristönäkökohdat täyttyvät. Oppilaitokset saattavat joutua mukauttamaan opetussuunnitelmia valmistaakseen seuraavan sukupolven insinöörejä ja tiedemiehiä tälle uudelle energiantuotannon rajalle. 

Langattoman aurinkoenergian vaikutukset

Langattoman aurinkoenergian laajempia vaikutuksia voivat olla: 

• Kehitysmaat, jotka hyötyvät keskeytymättömästä energiansaannista, vieroittaakseen taloutensa hiilipohjaisista energiamuodoista, mikä johtaa puhtaampaan ja omavaraisempaan energiamaisemaan.
• Yhä hajautetummat energiajärjestelmät, koska syrjäiset yhteisöt ja kaupungit voivat hankkia energiaa avaruudesta sen sijaan, että ne edellyttäisivät laajoja siirtolinjoja, jotka on rakennettu yhdistämään ne kansallisiin verkkoihin, mikä edistää paikallista autonomiaa ja alentaa infrastruktuurikustannuksia.
• Maailmanlaajuisen hiilestä poistumisen nopeuttaminen, kun aurinkoenergiaa voidaan tarjota entistä helpommin ja luotettavammin, mikä osaltaan vähentää merkittävästi maailmanlaajuisia kasvihuonekaasupäästöjä.
• Uuden avaruusenergiateollisuuden kehittäminen ja uudet urat tämän toimialan tukemiseksi, luoden työpaikkoja ja vauhdittamalla talouskasvua avaruusteknologiaan ja uusiutuvaan energiaan liittyvillä aloilla.
• Hallitukset luovat politiikkaa avaruuteen perustuvan aurinkoenergian säätelemiseksi, mikä johtaa uusiin oikeudellisiin kehyksiin, jotka tasapainottavat ympäristönsuojelun, turvallisuuden ja kaupalliset edut.
• Energiaköyhyyden mahdollinen väheneminen, kun avaruuspohjaisesta aurinkoenergiasta tulee helpommin saatavaa ja edullisempaa, mikä parantaa elintasoa ja taloudellisia mahdollisuuksia alipalvetuilla alueilla.
• Muutos kaupunkisuunnittelussa ja arkkitehtonisessa suunnittelussa avaruuteen perustuvien aurinkoenergiajärjestelmien mukauttamiseksi, mikä johtaa uusiin rakennusstandardeihin ja yhteisön ulkoasuihin, jotka optimoivat energiatehokkuutta.
• Koulutusohjelmien ilmaantuminen keskittyi avaruuteen perustuvaan aurinkoenergiaan, mikä johti uuden sukupolven ammattilaisiin, jotka ovat koulutettuja tällä erikoisalalla ja edistävät teknologista kehitystä.
• Mahdolliset geopoliittiset jännitteet, jotka johtuvat avaruuteen perustuvan aurinkoenergian hallinnasta ja saatavuudesta, johtavat uusiin kansainvälisiin sopimuksiin ja yhteistyöhön tasapuolisen jakelun varmistamiseksi ja konfliktien ehkäisemiseksi.

Pohdittavia kysymyksiä

• Mitä ylläpitohaasteita avaruudessa sijaitsevat aurinkoenergialaitokset asettavat maapallolle rakennettuihin verrattuna? 
• Onko langaton aurinkosähkö parempi kuin jo olemassa olevat energialähteet, ja mitkä ovat sen mahdolliset haitat? 
• Onko avaruudessa sijaitseva aurinkoenergian tuotanto taloudellisempaa verrattuna maalla sijaitseviin energiantuotantovaihtoehtoihin?