全球能源竞争的赛场,正从地球表面延伸至浩瀚星空。近期,美国企业家埃隆·马斯克公开表示,计划未来每年向太空部署1亿千瓦太阳能人工智能卫星能源网络。在太平洋的这一侧,晶科能源和天合光能两家中国光伏有突出贡献的公司,先后在新年致辞中将太空光伏列为重要发展方向。
太空光伏,是指在航天器或卫星上搭载光伏组件,为航天器或卫星供电。未来,随技术成熟,还有望通过卫星在太空聚集太阳能,再以微波或激光形式传输至地面转化为电能供人类使用。
其实太空光伏并非新事物。由于早期光伏发电成本高昂,其最早应用于价格敏感度较低的航空航天领域。1958年,美国第二颗人造卫星使用化学电池和光伏电池,通过发射器进入太空,这颗小卫星奠定了光伏电池应用基础。如今,大多数航天器都会配备光伏电池,光伏技术也大范围的使用在宇宙探索。
太空光伏技术之所以再次成为焦点,是因为其契合了两大时代需求:一方面,近地轨道卫星互联网、空间站建设、深空探测等太空经济蓬勃兴起,对持续稳定的太空能源供给形成刚性需求;另一方面,人工智能算力中心能源消耗量呈指数级增长,地面电力体系或难以支撑未来庞大的人工智能用电需求。
太空光伏能解决这样一些问题。相较于地面光伏受昼夜更替、阴晴雨雪制约的先天短板,太空拥有近乎完美的发电环境:摆脱大气层遮挡的阳光强度远高于地面,且能实现24小时不间断发电,无需储能配套即可稳定输出,理论发电效率远超地面系统。可以说,太空光伏是太空算力、深空探测等场景重要的长效能源支撑,也是未来实现“太空发电—无线传输—地面接收”的全链条新型能源方案。
首先,极端环境适应性要求高,太空环境中无大气层保护,虽然避免了困扰光伏组件的水氧侵蚀,但太空辐射强、温差大,太空极端环境下的材料可靠性仍需提升。
其次,设备成本居高不下,远超地面光伏电站,大规模太空光伏电站在轨部署、长期维护成本依旧高昂。
再次,产业链配套尚未成熟,新一代光伏电池的地面应用尚未实现规模化放量,航天级定制化产能和供应链配套缺失。如果考虑未来对地传输能量,还需提高无线能量传输效率和控制精度。
从能源安全看,太空光伏蕴含巨大清洁能源潜力,若实现规模化对地供电,将彻底改变地球能源供给结构,为碳中和目标提供全新方案,筑牢国家能源安全新防线;
从科技牵引看,太空光伏研发攻关,将倒逼超轻新材料、无线能量传输、航天制造、在轨机器人等多个领域技术突破,形成以应用促创新、以创新带产业的良性循环,带动整体工业体系升级;
从未来发展看,太空资源开发已成为大国竞争的核心领域,提前布局太空光伏这种太空经济基础设施,就是争夺未来空间经济的供能权。
看待太空光伏,既要怀揣仰望星空的梦想,更要秉持脚踏实地的理性,循序渐进走好发展之路。
从发展路径看,太空光伏商业化必然是分步推进的过程:近期,聚焦卫星、空间站等特定太空设施供电,解决航天装备的能源需求;中期,服务于低轨卫星星座,支撑太空算力网络建设;远期,待技术成熟后,逐步实现大规模能源对地传输,惠及地面能源体系。
对我国来说,发展太空光伏需发挥制度优势,推动光伏、航天等多领域产学研协同攻关,制定专项技术路线图,集中力量突破无线传输、超轻材料等核心技术;要坚持“国家队”与非公有制企业互补发展,依托航天央企的工程化能力,结合光伏民企的技术创新优势,形成灵活高效的产业梯队;更要热情参加国际规则制定,倡导和平利用太空资源、合作共赢的开发秩序,推动太空光伏成为人类一起发展的科技成果。
太空光伏技术突破需要时间,产业成熟需要积淀,但人类对能源自由的渴望从未止步。这场从地面到太空的光伏革命,才刚刚拉开序幕。
特朗普再次威胁伊朗:若骚乱再致人员死亡,将进行“严厉打击” ;伊朗外长:已做好战争准备
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