Когда-то считавшаяся мрачной фантастикой, космическая солнечная энергетика уже в ближайшие годы может кардинально изменить сектор ВИЭ во всём мире.
В 1941 году двое астронавтов взялись за, казалось бы, невыполнимую задачу: обучить робота управлять солнечной электростанцией в космосе, способной передавать энергию по всей Солнечной системе.
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
Разумеется, это была чистая фантазия — мрачный сюжет рассказа писателя-фантаста Айзека Азимова «Разум». Однако менее чем два десятилетия спустя реальные учёные начали задумываться, можно ли действительно размещать возобновляемые источники энергии в космосе.
В прошлом году исследователи из лондонского Королевского колледжа выяснили, что к 2050 году солнечные панели на орбите могут на 80 % сократить потребность Европы в наземной возобновляемой энергетике. Но всё ли так просто?
Что такое космическая солнечная энергетика?
Системы космической солнечной энергетики (space-based solar power, SBSP) представляют собой созвездие очень крупных спутников на высокой околоземной орбите, где Солнце видно более чем 99 % времени.
Эти спутники будут собирать солнечную энергию с помощью зеркальных отражателей и передавать её на защищённую фиксированную точку на Земле (уже без помощи каких‑либо роботов). Там её будут преобразовывать в электричество и подавать в энергосистему, откуда оно пойдёт в дома и на предприятия.
Новое исследование, заказанное британским Министерством энергетической безопасности и достижения нулевых выбросов (DESNZ), показывает, что небольшие по масштабу SBSP‑системы могут стать конкурентоспособными по стоимости с другими коммерческими источниками энергии уже к 2040 году, особенно если подключать их к сети через существующую инфраструктуру, например, морских ветропарков.
Станет ли космическая солнечная энергетика ключом к отказу от ископаемого топлива?
Мир по-прежнему тянет с отказом от ископаемого топлива, несмотря на бурный рост возобновляемых источников энергии.
Переход от нефти и газа стал одной из самых острых тем на климатическом саммите COP30 в Белене в прошлом году, хотя официально он и не значился в повестке дня. Более 90 стран поддержали идею разработки «дорожной карты», которая позволила бы каждому государству установить свои собственные сроки поэтапного отказа от ископаемых видов топлива, — но все упоминания об этом исчезли из итогового соглашения.
Тем не менее впервые в истории солнечная и ветровая энергетика в 2025 году выработали в ЕС больше электроэнергии, чем ископаемое топливо, доля которого в энергобалансе блока снизилась с 36,7 до 29 %.
«Все технологии возобновляемой энергетики будут играть свою роль в борьбе с изменением климата, особенно с учётом того, что к 2050 году спрос на энергию, по прогнозам, удвоится», — говорит Euronews Green Адам Ло, научный сотрудник Центра технологий возобновляемой энергетики (CREST) Лафборского университета.
Возобновляемая энергетика сталкивается с проблемой прерывистости по целому ряду причин, включая погодные условия и устаревшую европейскую энергосеть. Именно поэтому Великобритания потратила ошеломляющие 1,47 млрд фунтов стерлингов (примерно 1,67 млрд евро), отключая ветряные турбины (ограничение выработки, curtailment) и оплачивая запуск газовых станций.
«SBSP выигрывает за счёт того, что в космосе доступно гораздо больше солнечного света: 1367 Вт/м2 непрерывного излучения против максимум 1000 Вт/м2 на экваторе и в среднем около 100 Вт/м2 в Великобритании, а спутники на правильно выбранной орбите видят Солнце почти всё время», — добавляет Ло.
Какова реальная стоимость космической солнечной энергетики
На Земле солнечная энергетика считается самым дешёвым в мире источником энергии. В самых солнечных странах производство одной единицы энергии может стоить всего 0,023 евро, а установка обходится гораздо дешевле (и быстрее), чем, скажем, строительство ветропарков.
Но выводить такие технологии в космос дёшево не получится. По последним данным, для разработки SBSP потребуется около 15,8 млрд евро на исследования и опытно-конструкторские работы в рамках четырёх этапов, чтобы довести до орбиты первый прототип мощностью в один гигаватт.
«Масштабы запуска и строительства таких сооружений в космосе огромны, поэтому первоначальные затраты будут высокими», — говорит Ло.
В то же время стоимость запусков «драматически» снизилась, что делает SBSP экономически более реалистичным. По словам Ло, это прежде всего заслуга компании SpaceX и появления многоразовых ракет.
«Снижение этих затрат — ключ к реализации SBSP, — добавляет он, — не менее важно сделать солнечные элементы одновременно доступными по цене и устойчивыми к радиации».
Хотя многие стартапы, такие как британская Space Solar и американская Virtus Solis, уже разрабатывают SBSP‑системы при поддержке государства и частных инвесторов, обслуживать их будет крайне непросто — особенно если что‑то пойдёт не так.
«Существует риск роста объёмов космического мусора, поэтому системы должны проектироваться с учётом этих факторов, например быть максимально модульными», — добавляет Ло.
Ещё один риск — безопасность энергетического луча. Но, по словам Ло, его интенсивность будет достаточно низкой, чтобы не причинять вреда людям и дикой природе.
В целом, воплотить SBSP в жизнь «будет нелегко, но это не значит, что этим не стоит заниматься», — резюмирует он.
Разумеется, запуск спутников в космос вызывает и экологические вопросы.
В 2024 году американское космическое агентство NASA предупредило, что SBSP может сопровождаться выбросами парниковых газов, сопоставимыми с нынешними возобновляемыми источниками энергии, — но всё же меньшими, чем у ископаемого топлива.
Является ли космическая солнечная энергетика угрозой для безопасности?
Системы SBSP могут легко стать целью для враждебных государств, которые захотят повредить, ослабить или лишить соперника возможности поставлять электроэнергию. Опасения по поводу диверсий вызвали даже планы строительства в Северном море сети морских ветропарков, которые будут соединены сразу с несколькими европейскими странами: их уже называли «привлекательной целью для саботажа».
Традиционные электростанции на ископаемом топливе давно считают уязвимыми для атак, а в 2023 году расследование общественных телерадиокомпаний Дании, Норвегии, Швеции и Финляндии показало, что у России есть программа по диверсиям против ветропарков и линий связи в Северном море.
Журналисты установили, что у России есть флот судов, замаскированных под рыболовные траулеры и научно-исследовательские корабли, которые ведут подводную разведку и составляют карты ключевых объектов для возможных диверсий.
«Как и другая критически важная национальная инфраструктура, такие системы становятся лакомой целью для киберпреступников, структур, действующих по заданию государств, и хактивистов, стремящихся вызвать сбой или добиться геополитических преимуществ», — говорится в заявлении консалтинговой компании Frazer-Nash, которая в прошлом году опубликовала доклад о проблемах безопасности SBSP.
В докладе подчёркивается необходимость изначально проектировать солнечные спутники «с заложенными в конструкцию средствами безопасности и продуманной системой управления рисками».
Среди мер называются создание многосторонних партнёрств и соглашений по обмену энергией и укреплению безопасности, постоянный мониторинг угроз, а также выстраивание цепочек поставок, демонстрирующих «надёжную» систему кибербезопасности.
«Если не разобраться с ключевыми вопросами безопасности и рисков на ранних этапах разработки, этот многообещающий потенциал может быть исчерпан ещё до начала реализации», — предупреждают авторы доклада из Frazer-Nash.