空間太陽能電站迎來發(fā)展機(jī)遇

　　種種跡象表明，空間太陽能技術(shù)的發(fā)展將迎來新的歷史機(jī)遇，但在具體建設(shè)上仍將面臨技術(shù)困境。在近日于對外經(jīng)貿(mào)大學(xué)召開的“中國能源環(huán)境高峰論壇”上，與會專家對于空間太陽能技術(shù)的發(fā)展給予了高度關(guān)注，并作出了上述判斷。

　　比較優(yōu)勢顯現(xiàn)

　　所謂的“空間太陽能”技術(shù)，是指通過火箭等將太陽能光伏設(shè)備發(fā)送至空間軌道，由其在軌道上接受太陽能，之后再通過無線的方式傳輸?shù)降孛娼邮芙K端，由終端輸出到電網(wǎng)的一整套系統(tǒng)技術(shù)。

　　推薦閱讀天宮一號發(fā)射任務(wù)進(jìn)入臨戰(zhàn)狀態(tài)29日晚間擇機(jī)發(fā)射希臘和歐洲本周定生死歐洲擬推2萬億歐元救助基金抗危機(jī)成品油調(diào)價(jià)窗口10月或開啟周小川獲評年度全球最佳央行行長三一重工稱梁穩(wěn)根從政不棄控股權(quán)寶馬車主打傷路人引市民憤怒砸車中國經(jīng)濟(jì)學(xué)家都在干什么？ 　　中國空間技術(shù)研究院副院長、研究員李明表示，相對于地面太陽能光伏發(fā)電，空間太陽能發(fā)電具有明顯的效率優(yōu)勢。據(jù)介紹，由于太空的太陽輻射每平方米可以達(dá)到1353瓦，是地面的5倍以上，在地球同步軌道，99%的時(shí)間可以接受太陽能輻射。如果在地球同步軌道上部署寬度為1000米的太陽能電池陣環(huán)帶，以轉(zhuǎn)換效率100%計(jì)算，從理論上說，其1年接受的太陽能輻射，可以為地球可知開采石油儲能的能量總和。

　　在傳輸方式上，可采取微波或者激光兩類技術(shù)。目前歐美主要以微波技術(shù)研發(fā)為主，而日本則主要以激光技術(shù)為主、微波技術(shù)也在進(jìn)行研發(fā)。李明透露，目前我國對此研究已取得了突破性成果，包括四川大學(xué)、中國空間技術(shù)研究院等均已研發(fā)出相關(guān)傳輸技術(shù)。

　　歐洲空間能源集團(tuán)副總裁徐楓也十分看好這一技術(shù)。他認(rèn)為，核能的發(fā)展在日本核泄漏之后將會被重新審視。作為能源的“祖宗”太陽能，對其能源的利用是最為應(yīng)該的。

　　據(jù)了解，核電經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，目前在全球的電能占比中已占到16%，其中在部分國家已成為主要能源之一，比如美國核能占比達(dá)到20%、日本達(dá)到50%以上，法國更是高達(dá)78%。但核能技術(shù)極其復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)隱患不容忽視。

　　專家指出，近期墨西哥灣漏油以及日本核電站發(fā)生重大事故，加劇了人們對傳統(tǒng)能源的擔(dān)心。而水電和風(fēng)電都存在不穩(wěn)定的特點(diǎn)，相比之下，太陽能才是人類最可信賴的能源方式。

　　或引發(fā)產(chǎn)業(yè)革命

　　目前，美國、日本、歐洲、俄羅斯等都提出了自己的國際空間太陽能電站的構(gòu)想，預(yù)計(jì)投資數(shù)百億美元，建立100萬千瓦的商業(yè)性裝機(jī)電站，在2030-2040年投入使用。但中國目前尚未起步。

　　為此，由中科院院士王希季為代表的中國科學(xué)院學(xué)部咨詢評議項(xiàng)目《空間太陽能電站技術(shù)發(fā)展預(yù)測和對策研究》8月份結(jié)題完成，該項(xiàng)目由多名中科院和工程院院士完成。該項(xiàng)目建議國家發(fā)改委盡快抓太空電站的論證和頂層設(shè)計(jì)，以明確發(fā)展目標(biāo)和指導(dǎo)思想，提出發(fā)展路線圖和工程初始方案論證。

　　在此基礎(chǔ)上，在2020年前深化發(fā)展路線圖深入方案論證，提出關(guān)鍵技術(shù)和先期必須創(chuàng)造的條件，進(jìn)一步深化發(fā)展路線，并逐步開展攻克關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)造條件的工作。第三步，2030年進(jìn)行并完成整個(gè)空間站的研制、在軌實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證工作。最后在2040年建成商業(yè)性的太陽能空間電站。

　　中科院院士王希季認(rèn)為，太空電站將從根本上改變?nèi)祟惱煤瞳@取能源的方式，將會帶來新能源、新材料、光電、電力技術(shù)等多個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重大創(chuàng)新，可能會引發(fā)一場新的技術(shù)革命。

　　比如，能源傳輸從有線變成無線，從過去的海洋和地下變成了以空中為主。發(fā)展上述工程，可以帶動交通、材料、動力、電子、微波、激光、機(jī)器人、防腐等技術(shù)的革新和突破。中國可以有自己的獨(dú)特路徑。比如中國可以集中力量發(fā)展重型運(yùn)載火箭，以提高空間運(yùn)輸能力。

　　遭遇技術(shù)困境

　　盡管如此，空間太陽能的發(fā)展還是面臨著一定的技術(shù)難題。李明表示，以1G瓦100萬千瓦的空間太陽能電站為例，需要10平方公里的空間太陽能光伏板，其重量約相當(dāng)于3000噸~4000噸，而這個(gè)重量相對于當(dāng)前的火箭發(fā)射技術(shù)尚有難度。據(jù)其介紹，目前最大的在軌物體為美國的國際空間站，其重量也不過400噸左右；而中國目前的火箭發(fā)射重量也不大，按照4000噸的重量，則需要發(fā)送50次以上，之后的空間組裝技術(shù)也是一大難題。

　　空間太陽能電站的傳輸模式也遭到了公眾的質(zhì)疑。有網(wǎng)友在博客稱，開發(fā)空間太陽能技術(shù)的人稱紅外激光的直徑大概只有10米量級，不會對生物造成影響，而且一旦偏離目標(biāo)，系統(tǒng)會自動關(guān)閉等。但是，如果空間太陽能技術(shù)被轉(zhuǎn)用于軍事，那么是否會變成一種致命的激光武器呢？

　　微波的傳輸方式同樣值得商榷。據(jù)了解，微波可以加熱水分子，一旦微波傳輸偏離地面接收器，比如照射到其它地區(qū)，微波束巨大的直徑10km量級既可以導(dǎo)致陸地區(qū)域的快速蒸發(fā)和加熱，形成干旱和森林大火等“自然災(zāi)害”，也可以由于快速蒸發(fā)作用，加劇海面上臺風(fēng)的形成。有業(yè)內(nèi)人士指出，如果轉(zhuǎn)用于軍事目的，是否就可以構(gòu)成新一代戰(zhàn)略武器氣象武器。特別是這種武器目前還沒有國際公約限制，被限制發(fā)展核武器的國家也可以發(fā)展這種武器。

　　資料顯示，目前中國航天技術(shù)已取得了巨大進(jìn)步，但過去40年以來，太空電站計(jì)劃在其他國家并無實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，主要是發(fā)射技術(shù)難以突破。比如一個(gè)5GW5百萬千瓦的空間太陽能供電站的質(zhì)量按照1979年參考，需要3-5萬噸，即相當(dāng)于人類50多年來發(fā)射的所有航天器的6000多顆的總和。

　　此外，1個(gè)GW的空間太陽能電站，按照30年壽命設(shè)計(jì)，總發(fā)電量為2400億千瓦時(shí)，但是以目前的造價(jià)看，需要2600億人民幣。即使按照每度電千瓦時(shí)為1元計(jì)算，仍入不敷出。

來源：中國聯(lián)合商報(bào)

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