All-Strom : Ein Solarkraftwerk in 36.000 Kilometern Höhe

China ist das Zugpferd der Erneuerbaren. Rund 40 Prozent des weltweiten Gesamtzubaus werden in China realisiert. 2017 installierte das Reich der Mitte Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtkapazität von über 40 Gigawatt. China hat die Chance der Sonnenenergie erkannt und nutzt diese nun intensiv. Die chinesische Regierung treibt den Ausbau der Photovoltaik stark voran und hat sein Ausbauziel zuletzt um 30 Prozent erhöht. 2015 überholte das Land Deutschland als größten Installateur von Photovoltaik – sowohl insgesamt, als auch pro Kopf.

An Kreativität mangelt es den Chinesen dabei nicht. Nachdem sich einige Einwohner über die Optik der unansehnlichen Photovoltaikanlagen beschwert hatten, errichtete das Land kurzerhand einen Solarpark in Form eines riesigen Pandas. Der Solarpark liegt etwa 300 Kilometer westlich von Peking und besitzt eine Leistung von rund 100 Megawattpeak. Um die unterschiedlichen Fellfarben deutlich zu machen wurden kristalline Module sowie Dünnschichtmodule verwendet.

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Nun geht China sogar noch einen Schritt weiter und will Solarstrom im Weltall produzieren. Forscher der China Academy of Space Technology CAST in Peking errichtet derzeit das erste experimentelle Weltraum-Solarkraftwerk. Zwischen den Jahren 2021 und 2025 sollen die ersten kleinen bis mittelgroßen Kraftwerke in die Stratosphäre befördert werden. Bis 2030 entsteht so in 36.000 Kilometern Höhe ein vollständiges Solarkraftwerk, das um die Erde kreist. Vorerst wird die Anlage im Megawatt-Bereich liegen, bis 2050 soll sie erweitert werden und mehr als ein Gigawatt Energie zur Erde senden.

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Doch wie kommt der Strom vom Weltraum in die chinesischen Steckdosen? Nicht etwa durch ein 36.000 Kilometer langes Stromkabel, sondern durch Mikrowellen oder Laserstrahlen. Die endgültige Übertragungsweise der Energie ist bisher noch nicht festgelegt, laut der internationalen Weltraumorganisation International Academy of Astronautics IAA gibt es aber zwei mögliche Technologien. Der Strom aus dem Solarkraftwerk kann per Mikrowellenstrahlung an die Erde gesendet und dort von einer Rectenna, einem großen Empfänger, wieder in elektrische Energie umgewandelt werden. Statt Mikrowellen können aber auch Laserstrahlen genutzt werden, die, auf der Erde angekommen, ebenso umgewandelt werden.

Da die Sonneneinstrahlung im Weltraum rund um die Uhr zur Verfügung steht, kann mit der chinesischen All-Solaranlage unendlich viel erneuerbare Energie erzeugt werden. Die Anlage ist der Sonne außerdem sehr nah, wodurch die Sonneneinstrahlung noch effizienter genutzt werden kann. Immerhin produziert die Sonne in nur einer Sekunde etwa eine Million Mal so viel Energie, wie die gesamte Weltbevölkerung in einem Jahr benötigt.

Voraussichtlich wird das Solarkraftwerk etwa 1.000 Tonnen wiegen. Zum Vergleich: Die Internationale Raumstation ISS, an die Alexander Gerst vergangenes Jahr mit seinem Raumschiff andockte, wiegt etwa 455 Tonnen. Diese Masse an Materialien in die Umlaufbahn der Erde zu transportieren, wird wohl die größte Herausforderung der Forscher. Die einzelnen Anlagenteile werden einzeln in den Orbit transportiert und dort zu einem Kraftwerk zusammengefügt. Die chinesischen Forscher ziehen es aber auch in Erwägung die Einzelteile in einer Art Weltraum-Fabrik mittels 3D-Drucker zu produzieren und von Robotern zusammenfügen zu lassen.

Aufgrund der außergewöhnlichen Bedingungen im All ist mit einem höheren Wartungsaufwand zu rechnen. Einzelne Teile müssen häufiger ausgetauscht werden, vor allem die Solarpaneele haben im All eine deutlich kürzere Lebenszeit. Gelingt die Stromproduktion mit der Weltraumanlage ist mit sehr günstiger erneuerbarer Energie zu rechnen. Etwa zehn Cent pro Kilowattstunde soll die Energie kosten. Das entspricht dem heutigen Preis von Energie aus Steinkohle.

Die Idee ein Solarkraftwerk im Weltraum zu errichten, ist aber nicht neu. Auch die USA, Indien, Russland und Japan arbeiten an solchen Projekten – bisher aber nur in der Theorie. Japan arbeitet schon seit Jahrzehnten daran eine All-Solaranlage zu errichten. 2015 kam das Land erstmals mit einer Lösung, welche den kabellosen Energietransport ermöglichen sollte. Das Interesse an der Energie aus dem All ist in Japan groß, immerhin stehen auf den kleinen Inseln des Landes nur wenige Flächen für Photovoltaikanlagen zur Verfügung. Dennoch ist China den Japanern einen Schritt voraus. Die Republik hat viel Mühe und Geld in die Raumforschung gesteckt und sich ambitionierte Ziele für den Strom aus dem All gesetzt.