Novákoviny

Pole zastavěná solárními panely leckomu vadí, proč je tedy nepřestěhovat někam, kde nebudou tolik na očích? Někam hodně daleko - třeba do vesmíru? Podle některých odborníků je tam dost levné energie, která navždy zažene energetické krize, podle jiných je to ale nebezpečné a drahé.

"Věřím, že energie bude jednou z prvních kosmických komodit, z níž bude mít prospěch každý občan," tvrdí Michael Smith šéf týmu, který studii Pentagon zpracoval studii nazvanou Space-Based Solar Power (SBSP - solární energie z vesmíru). Koncepce počítá s umístěním rozlehlých polí solárních panelů ve vesmíru i na povrchu Měsíce a přenosem získané energie na Zemi prostřednictvím mikrovln. Smith a jeho lidé věří, že do poloviny tohoto století by mohla kosmická energie pokrývat nejméně deset procent spotřeby Spojených států.

Měsíční prsten

Ještě větší pozornost kosmickým elektrárnám věnují Japonci, jejichž přelidněné souostroví energetickými zdroji nijak neoplývá. Koncem loňského roku (shodou okolností pár měsíců před zemětřesením, které zasadilo tvrdou ránu japonské jaderné energetice) zveřejnila firma Shimazu Corporation studii elektrárny umístěné na Měsíci. Společnost chce kolem celého rovníku nešeho nejbližšího kosmického souseda rozprostřít pás fotovoltaických článků dlouhý 11 tisíc kilometrů.

obr: Ve vesmíru je neomezené množství čisté energie. Stačí tam dopravit solární panely - a vymyslet, jak získanou energii dostat na Zemi  

Mělo by to celou řadu výhod: na Měsíci nejsou mraky, ani střídání ročních období. Díky umístění na rovníku by elektrárna by dodávala stále stejný výkon nezávisle na střídání dne a noci. Projekt Lunar Ring (Měsíční prsten) počítá s tím, že výrobu panelů a jejich rozmístění by přímo na místě zajistili dálkově ovládaní roboti vyslaní ze Země. Ti by se pak také starali o údržbu a obsluhu. Energie by se na Zemi přenášela prostřednictvím mikrovlnného záření, nebo laserů a údajně by dokázala pokrýt veškerou současnou spotřebu lidstva.

První projekty kosmických elektráren se objevily už na přelomu 60. a 70. let minulého století, kdy se jimi v režii americké vlády zabýval letecký inženýr Peter E. Glaser. Už tehdy vznikla základní koncepce: použití fotovoltaických článků a přenos energie na Zemi prostřednctvím mikrovln.

Zatímco tady dole na Zemi vysychají zdroje fosilních paliv, jaderné elektrárny produkují vysoce radioaktivní odpad a alternativní energetika na tu klasickou pořád ještě nestačí, vysoko nad mraky za hranicemi atmosféry je energetický ráj: neomezené množství slunečního záření, které je zadarmo, nezná výpadky, exhalace, vlivy počasí, výkyvy na burze ani stávky zaměstnanců.

Na úrovni oběžné dráhy Země (a tedy i na Měsíci) dopadá na jeden čtvereční metr přibližně 1,3 kW energie ze Slunce. I při poměrně nízké účinnosti dnešních fotovoltaických článků (okolo 16 procent) bychom z plochy jednoho kilometru získali asi 200 MW - z 8 čtverečních kilometrů by to tedy bylo tolik, kolik dodá jeden temelínský reaktor. Už dnes se ale v laboratořích připravují fotovoltaické články, které mají účinnost více než třikrát vyšší. Navíc by kosmická solární elektrárna měla všechny výhody těch pozemských: jednoduchost, žádné pohyblivé díly, minimální nároky na údržbu i provozní náklady a vysokou spolehlivost. Především by ale odpadla nevýhoda většiny alternativních zdrojů energie na Zemi - výkon bude neměnný bez ohledu na počasí a střídání dne s nocí.

Kosmická mikrovlnka

Prvním důvodem, proč ještě nepoužíváme nevyčerpatelnou a čistou energii z vesmíru je, že dostat tam tak rozměrné konstrukce by zatím bylo dost drahé. Například Mezinárodní kosmická stanice (ISS) má 8 solárních panelů o rozpětí 73 metrů s celkovým výkonem 110 kW. Byly na oběžnou dráhu dopraveny při čtyřech letech raketoplánu, jehož každý start stojí stovky milionů dolarů.

obr: Některé projekty počítají s přenosem energie pomocí mikrovln. V případě havárie nebo zneužití by se ale z elektrárny stala ničivá zbraň

Klíčovým problémem dopravy elektrárny do vesmíru je výkon na kilogram užitečného nákladu, tedy fotovoltaického panelu a podpůrné konstrukce. Pokud by se podařilo dosáhnout jednoho kilogramu na kilowatt vyrobené elektřiny, bylo by třeba na stavbu elektrárny o výkonu 4 GW a vypustit okolo stovky těžkých raketových nosičů. Celkové náklady na realizaci se v takovém případě odhadují ve stovkách miliard dolarů. Pro srovnání: u běžné jaderné elektrárny dnes přijde gigawatt instalovaného výkonu na 3 až 6 miliard (ovšem bez nákladů na uskladnění vyhořelého paliva). Stavba Mezinárodní kosmické stanice přišla asi na 100 miliard dolarů.

Nadějí pro vesmírné elektrárny zřejmě jsou takzvané kosmické plachetnice - lodě, které má pohánět tlak slunečního větru. Problém je stejný: aby letěly, musí slunečním paprskům nastavit co největší plochu. Není to utopie: letos v lednu například americká kosmická agentura vyzkoušela satelit NanoSail-D. Vážil jen 8 kilogramů, přesto dokázal ve vesmíru rozvinout tenkou fólii s plochou 10 čtverečních metrů. Stačí ji nahradit fólií s fotovoltaickými články (ty už se také vyvíjejí) a technologie pro kosmické elektrárny je na světě.

Dalším problémem je přenos získané energie na Zemi. Dráty z vesmíru natáhnout nejde, a tak většina projektů počítá s mikrovlnami, které by přijímaly speciální antény. Účinnost přenosu by byla asi 85 procent, což není o moc horší než v drátech. Někdy se uvažuje také o laserech, jejichž světlo by pak na Zemi na elektřinu měnily opět fotovoltaické panely. Ty by musely být umístěny v oblastech, kde se nevyskytuje oblačná pokrývka, například na Sahaře.

Právě přenos ale vzbuzuje největší námitky kritiků - představa velkoměsta upečeného kosmickou mikrovlnkou je poněkud znepokojující. Příčin může být mnoho, od technické poruchy až po akci teroristů.

I to je jeden z důvodů, proč někteří odborníci vidí jako ideální místo pro elektrárnu na povrchu Měsíce. Nejen proto, že by se ke stavbě mohly použít místní materiály a nebylo by třeba budovat rozměrné podpůrné konstrukce v beztížném stavu. Vyrobená elektřina by se především dala přímo na Měsíci s výhodou přímo využívat k těžbě surovin, které na Zemi docházejí nebo jsou vzácné. Poháněla by také magnetické katapulty vystřelující získaný materiál, polotovary nebo celé výrobky do vesmíru.

Jan A. Novák

Psáno pro Hospodářské noviny

You have no rights to post comments