“空間太陽(yáng)能電站的建設(shè)將從根本上改變?nèi)祟?lèi)利用和獲取能源的方式，將會(huì)帶來(lái)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(huì)引發(fā)一場(chǎng)新的技術(shù)革命。”8月28日，中國(guó)科學(xué)院院士王希季在第四屆中國(guó)能源環(huán)境高峰論壇上表示，大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用空間太陽(yáng)能，將極大地提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和質(zhì)量，可能會(huì)引起經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的飛躍，而導(dǎo)致新的技術(shù)革命甚至產(chǎn)業(yè)革命。

    在國(guó)際能源短缺和環(huán)境變化的情況下，空間太陽(yáng)能電站作為一種重要的解決人類(lèi)長(zhǎng)期生存與發(fā)展的可再生能源方式，已得到了世界許多國(guó)家的廣泛關(guān)注與研究。與會(huì)專(zhuān)家認(rèn)為，隨著能源與環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，對(duì)加快空間太陽(yáng)能電站技術(shù)的發(fā)展提出了強(qiáng)烈的需求，空間太陽(yáng)能電站將有可能成為人類(lèi)未來(lái)可再生能源中的一個(gè)重要組成部分，而且航天領(lǐng)域的快速發(fā)展為空間太陽(yáng)能電站的發(fā)展提供了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。

    中國(guó)目前還未投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)

    世界各國(guó)都在大力尋求和發(fā)展新的、清潔的能源，開(kāi)發(fā)可再生能源。在所有可再生能源中，太陽(yáng)能是最豐富、最清潔的。充分利用太陽(yáng)能可能會(huì)成為解決人類(lèi)長(zhǎng)期能源和環(huán)境問(wèn)題的最終答案。

   目前，美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)家都提出了自己的國(guó)際空間太陽(yáng)能電站的構(gòu)想，預(yù)計(jì)投資發(fā)展空間太陽(yáng)能電站受質(zhì)疑

    “中國(guó)已成功地發(fā)射了100多顆衛(wèi)星和7艘飛船。未來(lái)10年左右將要建設(shè)70噸級(jí)的空間站設(shè)施，這為空間太陽(yáng)能電站發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。”李明說(shuō)。中國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)掌握航天技術(shù)的國(guó)家，也是僅有的三個(gè)能夠獨(dú)立開(kāi)展載人航天的國(guó)家之一。中國(guó)空間技術(shù)和空間工業(yè)基礎(chǔ)的發(fā)展，將為我們進(jìn)一步利用開(kāi)發(fā)空間資源開(kāi)辟新的空間，使中國(guó)在空間太陽(yáng)能發(fā)電涉及的空間資源分配和國(guó)際市場(chǎng)上擁有一席之地。

    目前，中國(guó)的地面太陽(yáng)能電站發(fā)展迅速，2010年，中國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電容量為80萬(wàn)千瓦，太陽(yáng)能熱水器面積有1.68億平方米。國(guó)家“十二五”規(guī)劃提出，2015年太陽(yáng)能光伏發(fā)電容量要達(dá)到1000萬(wàn)千瓦，2020年要達(dá)到2000萬(wàn)千瓦。
 
    不過(guò)，由于地面太陽(yáng)能的實(shí)際接受的輻射只有太空的1/5，加上經(jīng)常因?yàn)樘鞖庖蛩貙?dǎo)致無(wú)法接受太陽(yáng)能，因此地面太陽(yáng)能電站的實(shí)際效果大打折扣。相比而言，太空電站99%的時(shí)間可以穩(wěn)定接受太陽(yáng)能輻射，而且接受的輻射是地面的5倍以上。

    “近期墨西哥灣漏油以及日本核電站發(fā)生的重大事故，加劇了人們對(duì)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(yáng)能才是人類(lèi)最可信賴(lài)的能源方式。”李明在會(huì)上表示。

    有專(zhuān)家對(duì)發(fā)展空間太陽(yáng)能電站的可行性提出質(zhì)疑。成本問(wèn)題是制約空間太陽(yáng)能電站發(fā)數(shù)百億美元，建立100萬(wàn)千瓦的商業(yè)性裝機(jī)電站，在2030~2040年投入使用。

    不過(guò)，過(guò)去40年，太空電站計(jì)劃在其他國(guó)家并無(wú)實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，主要原因是發(fā)射技術(shù)難以突破。比如一個(gè)5吉瓦的空間太陽(yáng)能電站的質(zhì)量（按照1979年參考，需要3~5萬(wàn)噸），即相當(dāng)于人類(lèi)50多年來(lái)發(fā)射的所有航天器（6000多顆）的總和。

    “目前全球多個(gè)國(guó)家均在研發(fā)空間太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)，中國(guó)也取得了一定的進(jìn)展，但由于多種原因，目前尚沒(méi)有投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。”中國(guó)空間技術(shù)研究院副院長(zhǎng)、研究員李明表示。

    在總結(jié)中國(guó)幾十年來(lái)對(duì)空間太陽(yáng)能電站開(kāi)展跟蹤研究成果的基礎(chǔ)上，專(zhuān)家提出了中國(guó)空間太陽(yáng)能電站發(fā)展的步驟及建議，概括起來(lái)主要分為四個(gè)發(fā)展階段。

    第一階段：2011~2020年，開(kāi)展空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)方案詳細(xì)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)研究，進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證。第二階段：2021~2025年，進(jìn)行低軌道系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證。第三階段：2026~2040年，在低軌關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上更為可行的空間太陽(yáng)能電站系統(tǒng)方案和關(guān)鍵技術(shù)，突破關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行地球同步軌道相關(guān)試驗(yàn)。第四階段：2036~2050年，實(shí)現(xiàn)空間太陽(yáng)能電站商業(yè)運(yùn)行。

    作為未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的大工程，國(guó)家將鼓勵(lì)私營(yíng)企業(yè)參與空間太陽(yáng)能電站的研究發(fā)展，加強(qiáng)國(guó)際合作。在政府、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)層面，與國(guó)際空間太陽(yáng)能電站發(fā)展較快的國(guó)家開(kāi)展廣泛、深入的合作。展的主要因素。李明舉例分析，1吉瓦的空間太陽(yáng)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2600億元人民幣。即使按照每千瓦時(shí)1元計(jì)算，仍入不敷出。

    不過(guò)，在王希季看來(lái)，建設(shè)空間太陽(yáng)能電站的意義不能僅僅按照上述成本來(lái)測(cè)算，開(kāi)發(fā)利用軌道空間站的太陽(yáng)能資源，關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)了能源技術(shù)的新突破。

    空間太陽(yáng)能的發(fā)展還是有一定的技術(shù)制約。李明舉例分析，以1吉瓦的空間太陽(yáng)能電站為例，需要10平方千米的空間太陽(yáng)能光伏板，其重量約相當(dāng)于3000噸~4000噸，而這個(gè)重量相對(duì)于當(dāng)前的火箭發(fā)射技術(shù)尚有難度。

    李明介紹，目前最大的在軌物體為美國(guó)的國(guó)際空間站，其重量也不過(guò)400噸左右。而中國(guó)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。

    目前，中國(guó)每年發(fā)射的衛(wèi)星重量加起來(lái)也才只有100噸左右。而發(fā)射1個(gè)百萬(wàn)千瓦的電站的重量則有上萬(wàn)噸。即使使用新的材料，質(zhì)量降低到1/10，也需要完成數(shù)千噸航天器部件的研制、發(fā)射、在軌組裝和測(cè)試。

    從長(zhǎng)遠(yuǎn)、可持續(xù)發(fā)展的角度看，利用新的、清潔的、取之不竭的太陽(yáng)能在地球同步軌道上發(fā)電，建設(shè)空間太陽(yáng)能電站，以無(wú)線電力傳輸方式向地面供電，替代現(xiàn)在的以燃油、燃?xì)夂腿济簽橹鞯陌l(fā)電和有線電力傳輸方式，是一條長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展、應(yīng)對(duì)全球能源危機(jī)和氣候變暖的有效途徑。

[復(fù)制 收藏 ]