太空太陽能供電

清潔能源無疆界

【VGT網(wǎng)11月10日?qǐng)?bào)道】

全球多家科技機(jī)構(gòu)正聚力投資研發(fā)從太空向地面?zhèn)鬏斕柲?/strong>的技術(shù)系統(tǒng)。盡管挑戰(zhàn)重重，這一探索已成為全球清潔能源革命的戰(zhàn)略支點(diǎn)。

太空輸能：能源革命正在成型

面對(duì)能源危機(jī)、氣候變化與綠色轉(zhuǎn)型三重壓力，一個(gè)大膽的設(shè)想正在變成現(xiàn)實(shí)：從太空捕獲太陽能，并通過無線方式傳輸至地球。

與傳統(tǒng)地面太陽能系統(tǒng)不同，該技術(shù)將光伏板部署在大氣層之外，陽光不會(huì)受到云層、塵埃或大氣的遮擋。地球觀測(cè)站數(shù)據(jù)顯示，大氣層不僅會(huì)反射30%的太陽能，也會(huì)吸收25%的太陽能，導(dǎo)致發(fā)電效率大幅下降；而軌道能源衛(wèi)星能持續(xù)接受光照，若將其部署于地球靜止軌道（在這種軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星是靜止不動(dòng)的），幾乎能實(shí)現(xiàn)全天候受光。

全球能源戰(zhàn)略布局與技術(shù)競(jìng)逐

美國(guó)初創(chuàng)企業(yè)Aetherflux正在研發(fā)搭載大功率紅外激光器的衛(wèi)星集群，旨在向地球傳輸太空電能。該激光系統(tǒng)具備遇阻自動(dòng)關(guān)停的功能，保障飛行安全與人類健康。該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)將于2026年發(fā)射一顆功率為1.3千瓦的輸電測(cè)試衛(wèi)星，這標(biāo)志著太空太陽能商業(yè)化邁出了關(guān)鍵第一步。

英國(guó)Space Solar公司則致力于打造城市級(jí)的太空太陽能電站，獲政府160萬美元資助。該公司計(jì)劃三年內(nèi)推進(jìn)兩項(xiàng)核心測(cè)試：一是無線電波傳能，二是測(cè)試太空機(jī)器人搭建大型結(jié)構(gòu)的能力。其終極目標(biāo)是在3.6萬公里高空打造寬1.8公里的“仙后座”空間站，該站將由數(shù)百萬覆蓋光伏板的衛(wèi)星構(gòu)成。通過約10億個(gè)天線向地球傳輸能量，由約12.3平方公里的地面站接收。該電站設(shè)計(jì)容量達(dá)700兆瓦，足以滿足50萬戶家庭的用電需求。

技術(shù)重生：從塵封到落地

太空輸電理念并非新事物。早在20世紀(jì)70年代，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）就提出該設(shè)想。當(dāng)時(shí)全球正探索替代能源，但由于衛(wèi)星發(fā)射成本高昂、傳輸技術(shù)不完善、材料重量無法滿足大規(guī)模部署等限制，項(xiàng)目被擱置。

如今，太空技術(shù)、自主機(jī)器人、人工智能與石墨烯等超輕材料的跨越式發(fā)展，為這一夢(mèng)想注入新生。衛(wèi)星發(fā)射成本大幅下降，就預(yù)算看，太空能源項(xiàng)目更具可行性。

當(dāng)前部分試點(diǎn)項(xiàng)目正在整合太空3D打印技術(shù)，直接在軌道上制造組件，無需從地面發(fā)射整體結(jié)構(gòu)。這既節(jié)省運(yùn)輸成本，又讓發(fā)電站能按實(shí)際需求靈活擴(kuò)展。

核心挑戰(zhàn)：成本、太空垃圾與國(guó)際協(xié)作

NASA2024年報(bào)告指出，當(dāng)前太空太陽能系統(tǒng)的建造與運(yùn)營(yíng)成本，遠(yuǎn)高于地面可再生能源。同時(shí)，數(shù)十萬顆衛(wèi)星的發(fā)射可能存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)并產(chǎn)生太空垃圾，威脅軌道安全及其他航空航天活動(dòng)。

美國(guó)航空航天公司（The Aerospace Corporation）經(jīng)濟(jì)學(xué)家卡倫?瓊斯（Karen Jones）強(qiáng)調(diào)，國(guó)際協(xié)作是太空能源落地的關(guān)鍵。各國(guó)間的技術(shù)共享、安全標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一與運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)互通將決定這一新興產(chǎn)業(yè)的成敗。

未來能源圖景：突破地理與氣候限制

若技術(shù)成功落地，人類將開啟能源產(chǎn)業(yè)新紀(jì)元。地理位置、天氣變化、晝夜交替不再是能源發(fā)電的阻礙。偏遠(yuǎn)地區(qū)、海島、缺電區(qū)域?qū)@得穩(wěn)定廉價(jià)的清潔能源。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)還將緩解地面電力系統(tǒng)壓力，助力實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排與全球碳中和目標(biāo)。

此外，該技術(shù)也將賦能軍事應(yīng)用、災(zāi)害救援與太空探索，為月球基地、火星探測(cè)器或者災(zāi)后重建提供穩(wěn)定電力支持。

地緣價(jià)值與發(fā)展機(jī)遇

掌握電磁傳輸核心技術(shù)，既是經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，更是戰(zhàn)略籌碼。該領(lǐng)域的領(lǐng)先國(guó)家將掌控跨境能源供給,擺脫化石燃料依賴，重塑全球能源格局。

對(duì)于發(fā)展中國(guó)家而言，該技術(shù)讓這些國(guó)家無需投資搭建復(fù)雜輸電基礎(chǔ)設(shè)施就能獲取清潔能源。只需在山區(qū)、偏遠(yuǎn)海島或無電網(wǎng)地區(qū)部署能源接收站，即可助力縮小發(fā)展差距，改善民生質(zhì)量。

編譯：耿 語（新能源部）

審校：高英博（新能源部）

編輯：耿 語（新能源部）