Uzay tabanlı güneş enerjisi: Net sıfırın ötesine geçmenin anahtarı mı?

1941’de, iki astronot, Güneş Sistemi’nin tamamına enerji gönderebilen bir güneş enerjisi istasyonunu uzayda çalıştırmayı bir robota öğretmek gibi imkânsıza yakın bir işe girişti.

Elbette bu, bilimkurgu yazarı Isaac Asimov’un “Reason” adlı kısa öyküsünün distopik kurgusundan ibaretti. Ancak aradan daha yirmi yıl bile geçmeden, gerçek hayattaki bilim insanları yenilenebilir enerjinin gerçekten de dış uzayda kullanılıp kullanılamayacağını sorgulamaya başladı.

Geçen yıl King’s College London’dan araştırmacılar, 2050’ye gelindiğinde uzaydaki güneş panellerinin Avrupa’nın karadaki yenilenebilir enerjiye duyduğu ihtiyacı yüzde 80 oranında azaltabileceğini ortaya koydu. Peki iş gerçekten bu kadar basit mi?

Uzay tabanlı güneş enerjisi nedir?

Uzay tabanlı güneş enerjisi (SBSP) sistemleri, Güneş’in zamanın yüzde 99’undan fazlasında göründüğü yüksek Dünya yörüngelerinde dolaşan, çok büyük uydulardan oluşan bir takımdan meydana geliyor.

Bu uydular ayna benzeri reflektörler kullanarak güneş enerjisi toplayacak ve bunu Dünya üzerindeki güvenli, sabit bir noktaya (hiçbir robotun yardımı olmadan) ışınlayacak. Enerji burada elektriğe dönüştürülecek ve konutlara ve işletmelere ulaştırılmak üzere enerji şebekesine verilecek.

Birleşik Krallık Enerji Güvenliği ve Net Sıfır Bakanlığı’nın (DESNZ) sipariş ettiği yeni bir çalışma, küçük ölçekli SBSP’nin, özellikle örneğin denizüstü rüzgar santrallerinin mevcut altyapısı üzerinden şebekeye bağlanması halinde, 2040 gibi erken bir tarihte diğer ticari enerji kaynaklarıyla maliyet açısından rekabet edebileceğini öne sürüyor.

Uzay tabanlı güneş enerjisi fosil yakıtlara son vermenin anahtarı mı?

Yenilenebilir enerjideki patlamaya rağmen dünya fosil yakıtlardan uzaklaşma konusunda ayak diretiyor.

Petrol ve gazdan çıkış, resmî gündemde olmamasına rağmen geçen yıl Belém’de düzenlenen COP30 iklim zirvesinin en hararetli tartışma başlıklarından biri haline geldi. 90’dan fazla ülke, her devletin fosil yakıtları aşamalı olarak terk etmek için kendi hedeflerini belirlemesine imkân tanıyacak bir yol haritası fikrine destek verdi, ancak buna dair tüm ifadeler nihai anlaşmadan çıkarıldı.

Yine de AB’de 2025 yılında tarihte ilk kez rüzgar ve güneş enerjisi, fosil yakıtlardan daha fazla elektrik üretti; fosil kaynakların Birlik’in elektrik karmasındaki payı ise yüzde 36,7’den yüzde 29’a geriledi.

“Tüm yenilenebilir enerji teknolojileri, özellikle de enerji talebinin 2050’ye kadar iki katına çıkmasının beklendiği düşünüldüğünde, iklim değişikliğiyle mücadelede rol oynayacak” diyor Loughborough Üniversitesi Yenilenebilir Enerji Sistemleri Teknolojisi Merkezi’nde (CREST) araştırma görevlisi olan Dr Adam Law, Euronews Green’e.

Yenilenebilir kaynaklar, hava koşulları ve Avrupa’nın eskimiş elektrik şebekesi de dahil pek çok nedenle kesintililik sorunlarıyla karşı karşıya. Bu yüzden Birleşik Krallık, rüzgar türbinlerini kapatarak (kısıtlama) ve gaz santrallerine devreye girmeleri için ödeme yaparak, dudak uçuklatan 1,47 milyar sterlini (yaklaşık 1,67 milyar avro) heba etti.

“SBSP’nin avantajı, uzayda çok daha fazla güneş ışığının mevcut olması; kesintisiz 1.367 W/m2’lik güneşlenme, ekvatordaki en fazla 1.000 W/m2’ye ve Birleşik Krallık’taki yaklaşık 100 W/m2’lik ortalamaya kıyasla çok daha yüksek ve uygun yörüngedeki uydular Güneş’i neredeyse sürekli görüyor” diye ekliyor Law.

Uzay tabanlı güneş enerjisinin gerçek maliyeti

Yeryüzünde güneş enerjisi, dünyanın en ucuz enerji kaynağı olarak kabul ediliyor. En güneşli ülkelerde bir birim enerji üretmenin maliyeti yalnızca 0,023 avroya kadar düşebiliyor ve kurulum, rüzgar gibi yenilenebilir kaynaklara kıyasla çok daha ucuz (ve hızlı).

Ancak bu teknolojiyi uzaya taşımak pek de ucuza mal olmayacak. Son raporlar, yörüngede ilk gigavat ölçekli prototipe ulaşmak için dört aşamalı araştırma ve geliştirme sürecinde 15,8 milyar avroluk yatırım gerekeceğini öngörüyor.

“Bu yapıların uzaya fırlatılması ve orada inşa edilmesinin ölçeği muazzam, dolayısıyla başlangıç maliyetleri yüksek olacak” diyor Law.

Buna karşın, fırlatma maliyetleri SBSP’yi ekonomik açıdan daha uygulanabilir kılacak biçimde “dramatik” ölçüde düştü. Law, bunun başlıca nedeninin SpaceX ve yeniden kullanılabilir roketlerin devreye girmesi olduğunu söylüyor.

“Bu maliyetleri aşağı çekmek, SBSP’yi gerçeğe dönüştürmenin anahtarı” diye ekliyor ve güneş pillerini hem uygun fiyatlı hem de radyasyona dayanıklı hale getirmenin de bir diğer kritik unsur olacağını vurguluyor.

İngiltere’den Space Solar ve ABD’den Virtus Solis gibi birçok girişim, kamu ve özel fonlar sayesinde SBSP sistemleri geliştiriyor olsa da, bu sistemlerin işletilmesi ve bakımı da hiç kolay olmayacak – özellikle de işler ters gittiğinde.

“Yörüngesel enkazın artma ihtimali var, bu nedenle sistemlerin, örneğin son derece modüler tasarımlar kullanılarak, bu faktörler göz önünde bulundurularak tasarlanması gerekecek” diye ekliyor Law.

Enerji ışınının güvenliği de göz önüne alınması gereken bir diğer risk. Ancak Law, yoğunluğunun insanlar ve yaban hayatı için zarara yol açmayacak kadar düşük olduğunu savunuyor.

Genel olarak SBSP’yi hayata geçirmenin “zor olacağını, ancak bunun yapılmaya değmeyeceği anlamına gelmediğini” de sözlerine ekliyor.

Elbette uyduları uzaya göndermek de çevresel kaygılar doğuruyor.

2024 yılında Amerikan uzay ajansı NASA, SBSP’nin mevcut yenilenebilir enerji sistemleriyle karşılaştırılabilir sera gazı emisyonları üretebileceği, fakat fosil yakıtlardan daha az emisyona yol açacağı uyarısında bulundu.

Uzay tabanlı güneş enerjisi güvenlik riski mi?

SBSP sistemleri, bir rakibin enerji tedarik kapasitesini zedelemek, zayıflatmak ya da tamamen devre dışı bırakmak isteyen hasım devletler için kolaylıkla hedef haline gelebilir. Kuzey Denizi’nde birden fazla Avrupa ülkesine bağlanacak bir denizüstü rüzgar santrali filosu kurma planları bile “sabotaj için cazip” olmakla ilgili endişeleri tetikledi.

Fosil yakıtlı santraller uzun süredir saldırılara açık hedefler olarak görülüyor olsa da, Danimarka, Norveç, İsveç ve Finlandiya’daki kamu yayıncılarının 2023 yılında yürüttüğü bir araştırma, Rusya’nın Kuzey Denizi’ndeki rüzgar santrallerini ve iletişim kablolarını sabote etmeye yönelik bir programa sahip olduğunu ortaya çıkardı.

Soruşturma, Rusya’nın balıkçı trolü ya da araştırma gemisi kılığında, sualtı gözetimi yapan ve olası sabotajlar için kritik noktaları haritalayan bir gemi filosu bulunduğunu ortaya koydu.

“Diğer kritik ulusal altyapılar gibi bu da, kesinti yaratmak ya da jeopolitik avantaj sağlamak isteyen siber suçlular, devlet destekli aktörler ve hacktivistler için cazip bir hedef” diyor, geçen yıl SBSP’nin güvenlik zorlukları üzerine bir rapor yayımlayan danışmanlık şirketi Frazer-Nash.

Raporda, güneş enerjisi uydularının baştan itibaren “doğal bir güvenlik düzeyi ve kapsamlı risk azaltma stratejileri” gözetilerek tasarlanması gerektiği vurgulanıyor.

Buna enerji paylaşımı ve güvenliğin artırılması için çok uluslu ortaklıklar ve anlaşmalar kurulması, tehditlerin sürekli izlenmesi ve tedarik zincirlerinin “sağlam” bir siber güvenlik yapısı sergilemesinin sağlanması da dahil.

Frazer-Nash, “Geliştirmenin ilk aşamalarında güvenlik ve riskle ilgili kilit alanların ele alınmaması, bu cazip potansiyeli daha hayata geçmeden sınırlayabilir” uyarısında bulunuyor.