空间太阳能电站迎来发展机遇

　　■CUBN记者 周洪博 北京报道

　　种种迹象表明，空间太阳能技术的发展将迎来新的历史机遇，但在具体建设上仍将面临技术困境。在近日于对外经贸大学召开的“中国能源环境高峰论坛”上，与会专家对于空间太阳能技术的发展给予了高度关注，并作出了上述判断。

　　比较优势显现

　　所谓的“空间太阳能”技术，是指通过火箭等将太阳能光伏设备发送至空间轨道，由其在轨道上接受太阳能，之后再通过无线的方式传输到地面接受终端，由终端输出到电网的一整套系统技术。

　　中国空间技术研究院副院长、研究员李明表示，相对于地面太阳能光伏发电，空间太阳能发电具有明显的效率优势。据介绍，由于太空的太阳辐射每平方米可以达到1353瓦，是地面的5倍以上，在地球同步轨道，99%的时间可以接受太阳能辐射。如果在地球同步轨道上部署宽度为1000米的太阳能电池阵环带，以转换效率100%计算，从理论上说，其1年接受的太阳能辐射，可以为地球可知开采石油储能的能量总和。

　　在传输方式上，可采取微波或者激光两类技术。目前欧美主要以微波技术研发为主，而日本则主要以激光技术为主、微波技术也在进行研发。李明透露，目前我国对此研究已取得了突破性成果，包括四川大学、中国空间技术研究院等均已研发出相关传输技术。

　　欧洲空间能源集团副总裁徐枫也十分看好这一技术。他认为，核能的发展在日本核泄漏之后将会被重新审视。作为能源的“祖宗”——太阳能，对其能源的利用是最为应该的。

　　据了解，核电经过数十年的发展，目前在全球的电能占比中已占到16%，其中在部分国家已成为主要能源之一，比如美国核能占比达到20%、日本达到50%以上，法国更是高达78%。但核能技术极其复杂，风险隐患不容忽视。

　　专家指出，近期墨西哥湾漏油以及日本核电站发生重大事故，加剧了人们对传统能源的担心。而水电和风电都存在不稳定的特点，相比之下，太阳能才是人类最可信赖的能源方式。

　　或引发产业革命

　　目前，美国、日本、欧洲、俄罗斯等都提出了自己的国际空间太阳能电站的构想，预计投资数百亿美元，建立100万千瓦的商业性装机电站，在2030-2040年投入使用。但中国目前尚未起步。

　　为此，由中科院院士王希季为代表的中国科学院学部咨询评议项目——《空间太阳能电站技术发展预测和对策研究》8月份结题完成，该项目由多名中科院和工程院院士完成。该项目建议国家发改委尽快抓太空电站的论证和顶层设计，以明确发展目标和指导思想，提出发展路线图和工程初始方案论证。

　　在此基础上，在2020年前深化发展路线图深入方案论证，提出关键技术和先期必须创造的条件，进一步深化发展路线，并逐步开展攻克关键技术和创造条件的工作。第三步，2030年进行并完成整个空间站的研制、在轨实验和验证工作。最后在2040年建成商业性的太阳能空间电站。

　　中科院院士王希季认为，太空电站将从根本上改变人类利用和获取能源的方式，将会带来新能源、新材料、光电、电力技术等多个科学技术领域的重大创新，可能会引发一场新的技术革命。

　　比如，能源传输从有线变成无线，从过去的海洋和地下变成了以空中为主。发展上述工程，可以带动交通、材料、动力、电子、微波、激光、机器人、防腐等技术的革新和突破。中国可以有自己的独特路径。比如中国可以集中力量发展重型运载火箭，以提高空间运输能力。

　　遭遇技术困境

　　尽管如此，空间太阳能的发展还是面临着一定的技术难题。李明表示，以1G瓦（100万千瓦）的空间太阳能电站为例，需要10平方公里的空间太阳能光伏板，其重量约相当于3000吨~4000吨，而这个重量相对于当前的火箭发射技术尚有难度。据其介绍，目前最大的在轨物体为美国的国际空间站，其重量也不过400吨左右；而中国目前的火箭发射重量也不大，按照4000吨的重量，则需要发送50次以上，之后的空间组装技术也是一大难题。

　　空间太阳能电站的传输模式也遭到了公众的质疑。有网友在博客称，开发空间太阳能技术的人称红外激光的直径大概只有10米量级，不会对生物造成影响，而且一旦偏离目标，系统会自动关闭等。但是，如果空间太阳能技术被转用于军事，那么是否会变成一种致命的激光武器呢？

　　微波的传输方式同样值得商榷。据了解，微波可以加热水分子，一旦微波传输偏离地面接收器，比如照射到其它地区，微波束巨大的直径（10km量级）既可以导致陆地区域的快速蒸发和加热，形成干旱和森林大火等“自然灾害”，也可以由于快速蒸发作用，加剧海面上台风的形成。有业内人士指出，如果转用于军事目的，是否就可以构成新一代战略武器——气象武器。特别是这种武器目前还没有国际公约限制，被限制发展核武器的国家也可以发展这种武器。

　　资料显示，目前中国航天技术已取得了巨大进步，但过去40年以来，太空电站计划在其他国家并无实质性的进展，主要是发射技术难以突破。比如一个5GW（5百万千瓦）的空间太阳能供电站的质量（按照1979年参考，需要3-5万吨），即相当于人类50多年来发射的所有航天器的（6000多颗）的总和。

　　此外，1个GW的空间太阳能电站，按照30年寿命设计，总发电量为2400亿千瓦时，但是以目前的造价看，需要2600亿人民币。即使按照每度电（千瓦时）为1元计算，仍入不敷出。