“空間太陽能電站的建設將從根本上改變?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)等多個科學技術(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。”8月28日，中國科學院院士王希季在第四屆中國能源環(huán)境高峰論壇上表示，大規(guī)模開發(fā)利用空間太陽能，將極大地提高經(jīng)濟發(fā)展速度和質(zhì)量，可能會引起經(jīng)濟基礎的飛躍，而導致新的技術(shù)革命甚至產(chǎn)業(yè)革命。
在國際能源短缺和環(huán)境變化的情況下，空間太陽能電站作為一種重要的解決人類長期生存與發(fā)展的可再生能源方式，已得到了世界許多國家的廣泛關(guān)注與研究。與會專家認為，隨著能源與環(huán)境問題的日益嚴重，對加快空間太陽能電站技術(shù)的發(fā)展提出了強烈的需求，空間太陽能電站將有可能成為人類未來可再生能源中的一個重要組成部分，而且航天領(lǐng)域的快速發(fā)展為空間太陽能電站的發(fā)展提供了較好的技術(shù)基礎。
中國目前還未投入商業(yè)運營
世界各國都在大力尋求和發(fā)展新的、清潔的能源，開發(fā)可再生能源。在所有可再生能源中，太陽能是最豐富、最清潔的。充分利用太陽能可能會成為解決人類長期能源和環(huán)境問題的最終答案。
目前，美國、日本、俄羅斯等國家都提出了自己的國際空間太陽能電站的構(gòu)想，預計投資發(fā)展空間太陽能電站受質(zhì)疑
“中國已成功地發(fā)射了100多顆衛(wèi)星和7艘飛船。未來10年左右將要建設70噸級的空間站設施，這為空間太陽能電站發(fā)展帶來機遇。”李明說。中國是世界上少數(shù)幾個掌握航天技術(shù)的國家，也是僅有的三個能夠獨立開展載人航天的國家之一。中國空間技術(shù)和空間工業(yè)基礎的發(fā)展，將為我們進一步利用開發(fā)空間資源開辟新的空間，使中國在空間太陽能發(fā)電涉及的空間資源分配和國際市場上擁有一席之地。
目前，中國的地面太陽能電站發(fā)展迅速，2010年，中國太陽能
光伏發(fā)電容量為80萬千瓦，太陽能熱水器面積有1.68億平方米。國家“
十二五”規(guī)劃提出，2015年太陽能光伏發(fā)電容量要達到1000萬千瓦，2020年要達到2000萬千瓦。
不過，由于地面太陽能的實際接受的輻射只有太空的1/5，加上經(jīng)常因為天氣因素導致無法接受太陽能，因此地面太陽能電站的實際效果大打折扣。相比而言，太空電站99%的時間可以穩(wěn)定接受太陽能輻射，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，加劇了人們對傳統(tǒng)能源的擔心。
而
水電和
風電都存在不穩(wěn)定的特點，相比之下，太陽能才是人類最可信賴的能源方式。”李明在會上表示。
有專家對發(fā)展空間太陽能電站的可行性提出質(zhì)疑。成本問題是制約空間太陽能電站發(fā)數(shù)百億美元，建立100萬千瓦的商業(yè)性裝機電站，在2030~2040年投入使用。
不過，過去40年，太空電站計劃在其他國家并無實質(zhì)性的進展，主要原因是發(fā)射技術(shù)難以突破。比如一個5吉瓦的空間太陽能電站的質(zhì)量（按照1979年參考，需要3~5萬噸），即相當于人類50多年來發(fā)射的所有航天器（6000多顆）的總和。
“目前全球多個國家均在研發(fā)空間太陽能應用技術(shù)，中國也取得了一定的進展，但由于多種原因，目前尚沒有投入商業(yè)運營。”中國空間技術(shù)研究院副院長、研究員李明表示。
在總結(jié)中國幾十年來對空間太陽能電站開展跟蹤研究成果的基礎上，專家提出了中國空間太陽能電站發(fā)展的步驟及建議，概括起來主要分為四個發(fā)展階段。
第一階段：2011~2020年，開展空間太陽能電站系統(tǒng)方案詳細設計和關(guān)鍵技術(shù)研究，進行關(guān)鍵技術(shù)驗證。第二階段：2021~2025年，進行低軌道系統(tǒng)試驗驗證。第三階段：2026~2040年，在低軌關(guān)鍵技術(shù)驗證的基礎上，進一步研究經(jīng)濟上和技術(shù)上更為可行的空間太陽能電站系統(tǒng)方案和關(guān)鍵技術(shù)，突破關(guān)鍵技術(shù)，進行地球同步軌道相關(guān)試驗。第四階段：2036~2050年，實現(xiàn)空間太陽能電站商業(yè)運行。
作為未來的長遠發(fā)展的大工程，國家將鼓勵私營企業(yè)參與空間太陽能電站的研究發(fā)展，加強國際合作。在政府、研究機構(gòu)和企業(yè)層面，與國際空間太陽能電站發(fā)展較快的國家開展廣泛、深入的合作。展的主要因素。李明舉例分析，1吉瓦的空間太陽能電站，按照30年壽命設計，總發(fā)電量為2400億千瓦時，但是以目前的造價看，需要2600億元人民幣。即使按照每千瓦時1元計算，仍入不敷出。
不過，在王希季看來，建設空間太陽能電站的意義不能僅僅按照上述成本來測算，開發(fā)利用軌道空間站的太陽能資源，關(guān)鍵在于實現(xiàn)了能源技術(shù)的新突破。
空間太陽能的發(fā)展還是有一定的技術(shù)制約。李明舉例分析，以1吉瓦的空間太陽能電站為例，需要10平方千米的空間太陽能光伏板，其重量約相當于3000噸~4000噸，而這個重量相對于當前的火箭發(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。
目前，中國每年發(fā)射的衛(wèi)星重量加起來也才只有100噸左右。而發(fā)射1個百萬千瓦的電站的重量則有上萬噸。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、在軌組裝和測試。
從長遠、可持續(xù)發(fā)展的角度看，利用新的、清潔的、取之不竭的太陽能在地球同步軌道上發(fā)電，建設空間太陽能電站，以無線電力傳輸方式向地面供電，替代現(xiàn)在的以燃油、燃氣和燃煤為主的發(fā)電和有線電力傳輸方式，是一條長期可持續(xù)發(fā)展、應對全球能源危機和氣候變暖的有效途徑。
發(fā)布信息
