空间太阳能发电站【zhàn】的【de】终【zhōng】极【jí】目标【biāo】是在任何时间，能向【xiàng】地球上【shàng】任何地点直接供电。除此【cǐ】之外【wài】，其潜在应用价值【zhí】主要有：作为大型空间能源基地，为空间活动提供动【dòng】力;作为【wéi】无线【xiàn】能源【yuán】可以转化为热能直接用于重【chóng】点地区的冰雪消融，以及【jí】促进植物【wù】生长等。
目前，由中国提出的【de】“一带一路”经济合作倡议已经得【dé】到了国际范围的广泛【fàn】认同和【hé】积极响应，推进“一【yī】带一【yī】路”建设离不【bú】开新型【xíng】能【néng】源的发【fā】展【zhǎn】。要为“一带一【yī】路”提【tí】供重要【yào】能源保障，建议将“空间【jiān】太【tài】阳能发电及【jí】其【qí】关【guān】键材料与关键技术【shù】的研究”列为国家“十三五”计划的重【chóng】大科技专项【xiàng】。
“一带一路”呼唤能源革新
9-21，国家发【fā】展【zhǎn】改【gǎi】革委、外交部【bù】、商务【wù】部【bù】联合发布了《推动共建丝绸之路【lù】经济带和21世【shì】纪海【hǎi】上丝绸之路的愿景与行【háng】动【dòng】》，该行动的【de】重点合作内容就包括积极【jí】推动水电、核电、风电、太【tài】阳能等清洁【jié】、可再生能源合【hé】作【zuò】。由此【cǐ】可见，“一带一路”作【zuò】为重要的新型经济合作模式，它的【de】发展和推动离不开能【néng】源领域的合【hé】作和发展。
众所周【zhōu】知，能源问题一直是影响社会发展的基础【chǔ】问【wèn】题。据【jù】估计【jì】，包括化石【shí】能源【yuán】在内的所有能【néng】源【yuán】大【dà】约仅能供人类使用二三【sān】百年【nián】。能源短缺以及大量使用化石燃【rán】料造成严重【chóng】环境污染的【de】问题会严重地【dì】制约人【rén】类社会经济的发展及国家的安【ān】全。
因此【cǐ】，积极【jí】发展水电、核电、风电【diàn】、太阳能【néng】等【děng】清洁、可【kě】再生能【néng】源【yuán】已经成为世界各国首【shǒu】要的发展目标【biāo】。目前，作为一劳【láo】永逸地【dì】解决人类能【néng】源危机的终极能【néng】源，人们公认的只有两个【gè】：其一，是在地面上建立核聚变发【fā】电站;其二，是在【zài】空间建立【lì】太阳能【néng】发电站。特别是当建【jiàn】立核聚变【biàn】发电站能否在50年内实现核聚变【biàn】能发电商业【yè】化尚存【cún】在着争论的【de】情况下，空间太阳能发电【diàn】站(Space Solar Power Station，SPSS)在技术上有【yǒu】可能在20~30年内实【shí】现商业化的【de】预测对【duì】人们有巨大的吸【xī】引力。
空间太阳能潜力无穷
1968年，美国的Peter Glaser博士提【tí】出了建【jiàn】立【lì】空间【jiān】太阳【yáng】能发电【diàn】站的大胆设想，为人类解决能源与环境问题指出【chū】了【le】一个重要方向【xiàng】。虽然目前SSPS计【jì】划还没【méi】有实现，但是人【rén】们已经越来越【yuè】深刻【kè】认识到，现代【dài】社会必【bì】须由依赖化石燃料【liào】转变为依【yī】靠【kào】天然能源以【yǐ】保护地球环境，实现可持续发展。SPSS的基本【běn】构想是在地球同步静止【zhǐ】轨道【dào】(位【wèi】于赤道上空36000公【gōng】里的圆形轨道)卫星【xīng】上安装大面【miàn】积太阳能电池，将【jiāng】太阳【yáng】能转化为电【diàn】能，然【rán】后通过微【wēi】波技术将【jiāng】太阳能【néng】转换为微波，并传输到地面，通【tōng】过地面【miàn】接【jiē】收【shōu】装置再将微波束能转【zhuǎn】变为电【diàn】能。此外，在地【dì】球同步轨道卫星【xīng】上也可直接【jiē】将太阳能转变【biàn】成激光束，传输到地面，然后转变成电能或通过电解海水转变【biàn】成【chéng】氢【qīng】作【zuò】为能源。
SSPS的终极目标是在任何时间，能向地球上任【rèn】何地点直接供电。除此之外，其【qí】潜【qián】在应【yīng】用【yòng】价值主要有：作【zuò】为大型空【kōng】间【jiān】能源基地【dì】，为空间【jiān】活动提供动力【lì】;作为无线能【néng】源【yuán】可【kě】以转化为热能直接用于重点【diǎn】地【dì】区的冰雪消融，以及促进【jìn】植物生长等。
SSPS的上述特点使其成为“一【yī】带一路”优先发展的清洁能源的重要选择【zé】之一。这主要【yào】体现在【zài】以【yǐ】下【xià】几个【gè】方面【miàn】：首先，SSPS是一种绿【lǜ】色清【qīng】洁能源【yuán】，而且，由于空间【jiān】太阳能无穷无【wú】尽，其也【yě】是一种可持【chí】续发展的新能源，符合“一带一路”的【de】发展理念;其次，SSPS是一种空【kōng】间可移动能源，可以为【wéi】“一带一【yī】路”相关地区【qū】和国家【jiā】提供全方位、移动【dòng】式地【dì】面和空【kōng】间能源【yuán】服务;第三，SSPS是一种空间大【dà】型能源，它的构【gòu】建可以为我们相关产业【yè】带来【lái】一场新的技术革命，进而有效【xiào】地促进“一带【dài】一路”相关地区【qū】的经济发展【zhǎn】。因此，在某种程度上看，空间太【tài】阳能电站的发展可以为“一【yī】带一路【lù】”的【de】实施提【tí】供重要的【de】能源保【bǎo】障。
让SSPS为“一带一路”保驾护航
事实上【shàng】，SSPS计划在上世纪【jì】末【mò】就已经引起中国科【kē】学家的注意。上世【shì】纪90年代，我国就开展了大量【liàng】的论证和前期【qī】的研【yán】究工【gōng】作，在总体设计、航【háng】天技术、材【cái】料技术、无线【xiàn】能【néng】量传输技术、空间组装技术等关【guān】键技术方【fāng】面都取得了【le】不少进展和阶【jiē】段性【xìng】的成【chéng】果。
目【mù】前看来，我国建【jiàn】立空【kōng】间太阳能电站的机遇已经【jīng】来临，已经具【jù】备建【jiàn】立【lì】空间太阳能电【diàn】站的基础。首先，在【zài】太阳能电池技术方面，我国已经开始在【zài】推【tuī】广太阳能【néng】光伏发电系统，到2010年，我【wǒ】国太阳能光伏【fú】发电【diàn】总容量将【jiāng】达【dá】到40万千瓦【wǎ】，2020年将达到220万千瓦，我国已具备【bèi】了太阳电池的技术基础【chǔ】与空【kōng】间【jiān】应用能【néng】力【lì】。其次，在空间技【jì】术基【jī】础【chǔ】方面，我【wǒ】国在人造卫星、载人航【háng】天和深空探测三个航天【tiān】技术领域实现了【le】新跨越，尤其是【shì】神【shén】舟载人飞船和【hé】标志深空【kōng】探测能力的嫦娥一号的发射成功【gōng】，使我【wǒ】国步入了世界航空航天技术领域的【de】超级强国之【zhī】列。而且，目前【qián】我国已有【yǒu】多种型号的长征系列运载火箭，输送的有效载荷【hé】也越来越大，已能承担【dān】国际上各种【zhǒng】卫星的发射业务。因此，在地球同【tóng】步轨道建立【lì】一个【gè】空间【jiān】太阳能卫星电站已经【jīng】可以规划和实施。第三【sān】，在无线【xiàn】电能传输技术(WPT)基础方【fāng】面【miàn】，作为空【kōng】间【jiān】太【tài】阳能【néng】发电的主要关键技术【shù】，WPT(Wireless Power Transmission)在能量传输方面起【qǐ】重要作【zuò】用。目前我国在微波传【chuán】输和激光传输【shū】领域已取得【dé】显著【zhe】成绩【jì】，尤其【qí】是在大功率激【jī】光发射器件和大【dà】功【gōng】率微【wēi】波【bō】天线方面。因此，在WPT技术上【shàng】只要【yào】认真组织，对WPT在输能的功【gōng】率、效率与【yǔ】精度控制等方面进行技【jì】术【shù】攻关，完全可以掌握【wò】应用于【yú】空间电站的WPT技术。
空间太阳能发电已引起我国政府【fǔ】的高度重视。中国【guó】空间技【jì】术研究院等单位已经对空间【jiān】太【tài】阳能【néng】电【diàn】站总体方【fāng】案【àn】进行了论证，北京科技【jì】大学等【děng】单位【wèi】也已经对SSPS关键材料进行了论证和研发。但【dàn】是【shì】，迄今为止，空间太【tài】阳能发电【diàn】还没有被列【liè】为国家的重【chóng】大项目【mù】和【hé】国际合作【zuò】的重大项目。
我们应【yīng】该充分【fèn】意【yì】识到空间【jiān】太【tài】阳能电站在“一【yī】带一路【lù】”建【jiàn】设中的作用，应【yīng】该大力加速空间太阳能电站【zhàn】建设，力【lì】争尽早【zǎo】把空间太阳能发【fā】电【diàn】列为发展国民经【jīng】济的重大长远项目和国家重【chóng】大【dà】科技【jì】专项【xiàng】;尽快成【chéng】立【lì】国家空间【jiān】太阳能发电站推进委员会，协调各部【bù】委多渠道持【chí】续进行关键技术攻关【guān】;实【shí】行“政产学研用金”六结合，形成国家【jiā】投入和市【shì】场推【tuī】动的创新投资机制，主导成立国际合作机【jī】构推动空间太阳能发电站的国际化【huà】，为“一带一路【lù】”建设【shè】保驾护航。
来源：中国科学报
