沙漠、極地、海洋全可供電！太空電站真能終結能源地理歧視？

? ?你是否想過，有一天打開電燈，用的竟是來自36000公里外太空的陽光？?像科幻小說似的，這聽著，不過，到2026年，美國Aetherflux公司打算發(fā)射一顆1.3千瓦的測試衛(wèi)星，用紅外激光把太空電能傳送回地球。

? ?馬斯克還說要每年往太空部署100吉瓦太陽能衛(wèi)星得知道，這相當于全球2025年光伏新增裝機量的六分之一。?當地面光伏還在為陰雨天發(fā)愁時，太空已經準備好24小時不間斷"來電"。
? ?這場能源革命的核心邏輯簡單得令人吃驚。地球大氣層會反射30%的太陽能，再吸收掉25%。而在太空中，太陽輻照強度達到1367瓦特每平方米，比地面高出30%以上。
?部署在地球靜止軌道上的太陽能衛(wèi)星，可以做到99%的時間都持續(xù)有光照，能量密度是地面的7到10倍，?更關鍵的是，太空光伏發(fā)電效率能到40%到50%，而地面光伏板就只有20%到25%，這種技術優(yōu)勢正在催生三個實實在在的應用場景。眼下最成熟的是衛(wèi)星自用供電，光伏已經成為航天器長期在軌運行唯一滿足"輕量化、可持續(xù)、無補給"的方案。單顆衛(wèi)星的太陽翼價值占比超過15%。全球目前有約1.45萬顆在軌活躍衛(wèi)星，這個數字還在以指數級速度增長。
? ?想象力更大的是太空數據中心。在地面，服務器得用好多電費，還得有復雜的散熱系統，可在太空，外太空能做到近乎零成本散熱，中信建投測算，要是太空數據中心進到每年100吉瓦的部署階段，全球相關光伏供電市場規(guī)模就會漲到5000億美元以上，這個數字相當于現在全球光伏產業(yè)年產值的一半。

? ?第三個場景更有顛覆性就是向地球傳輸電能。英國SpaceSolar公司正在研發(fā)仙后座空間站，打算在3.6萬公里高的地方弄個寬1.8公里的巨型平臺，它是由好幾百萬人覆蓋光伏板的衛(wèi)星組成的，通過微波或者激光把電能傳回到地面，這就意味著沙漠、海洋、極地這些地方，隨便哪兒都能收到從太空來的清潔電力，再也不受本地日照條件的限制。
? ?2024年全球太空太陽能市場的價值是31億美元?？瓷先ミ@個數字不算大，不過預計在2025到2034年這個時間段里，復合年增長率比較超過7.9%。市場規(guī)模，到2030年，有希望朝著萬億級別的方向發(fā)展天合光能、晶科能源等中國光伏巨頭已經開始布局三結砷化鎵電池和鈣鈦礦疊層電池。
? ?特斯拉與SpaceX計劃在美國建設200吉瓦光伏產能，部分就是為了太空需求。
? ?理想是挺豐滿的，可是現實的阻力也不小，傳統火箭發(fā)射成本能達到每公斤2000美元，建一座吉瓦級太空光伏電站得發(fā)射上萬噸設備，光發(fā)射費用就超過一千億美元，SpaceX的可重復使用火箭正在改變這種狀況，不過要把成本降到每公斤200美元以內，這樣電價才有競爭優(yōu)勢。

? ?更棘手的是無線傳能技術。將千兆瓦級電力從太空高效穩(wěn)定傳回地面，目前仍是重大技術瓶頸。
? ?一座5吉瓦的地面接收站造價大概是10億美元，占地面積大得很。微波下行傳輸得在2.45吉赫茲頻段工作，這就需要和其他衛(wèi)星系統嚴格協調一下，還有人擔心高能束流的安全性，雖然Aetherflux設計了遇阻自動關停功能，但是公眾的疑慮還得需要時間來消除。
? ?太空光伏組件的制造成本是地面的上百倍。砷化鎵電池效率比較高但是價格相當貴，鈣鈦礦電池穩(wěn)定性還沒有充分驗證完善，傳統硅基電池需要重新適應太空環(huán)境，封裝、焊接等工藝需要花很長時間去驗證，批量化生產以及產業(yè)鏈配套都是急需解決的難題，上海交通大學教授沈文忠直接說，如果這些障礙沒有辦法突破，商業(yè)化還要等一些日子。
?按照“衛(wèi)星供電-低軌星座-太空算力中心”的路徑，太空光伏會在3到5年里頭發(fā)展，短時間之內，它不會代替地面光伏，反倒會出現「地面是主要的、太空來補充」的情形，而真正關鍵的時候也許出現在2028到2030年，到那時候，SpaceX的星艦運載能力將會充分發(fā)揮，可重復使用火箭技術會走向成熟，發(fā)射成本有機會降到每公斤500美元以下。

? ?有個值得留意的趨向，這場競賽，已經不只是在技術和商業(yè)范疇，歐洲航天局、日本宇宙航空研究開發(fā)機構、中國，都在推進自身的太空太陽能項目，誰先達成技術打破還有商業(yè)化，誰就能在將來能源格式里占主導位置，這可不單單是發(fā)電方式的改動，還關系到國度能源平安以及戰(zhàn)略自主權。
? ?抬頭望著星空的時候，或許你不要問問自己一個問題，人類是不是已經準備好迎接一個電力從頭頂而不是腳下獲取的時代，在這個時代里，能源不再受地理和氣候限制，每個地方都能享受到來自太空的永恒陽光，到那時候，你和能源的關系會變成什么樣？
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