本刊记者  郝时光

　　近期，有媒体报道称欧洲已将空间太阳能发电卖到了四川，据称太空太阳能的发电比率远胜于地表。虽然欧洲卖了多少电、价格怎样、哪种合作方式还不得而知，不过我们很多人还不怎么明白的空间太阳能发电技术似乎已经渐行渐近了。

　　将电池阵放置在地球轨道上，建成太阳能发电站--这是1968年美国科学家首先提出的建造空间太阳能光伏电站构想。有资料称，从理论上说，在阳光充足的地球静止轨道上，每平方米太阳能能产生1336瓦热量，如果在地球静止轨道上部署一条宽度为1000米的太阳能光伏电池阵环带，假定其转换效率为100%，那么，它在一年中接收到的太阳辐射通量差不多等于目前地球上已知可开采石油储量所包含的能量总和。

　　将引发新一轮技术革命

　　谈到从几万米的太空收集太阳能发电，有人觉得不可思议。高昂的设备装置费用、难以解决的电力传输问题、对人类活动的影响等等忧虑，让人觉得这个想法有点异想天开。然而，包括美、俄、日、欧在内的发达国家正如火如荼地开展空间太阳能发电的研究与产业发展。

　　作为一劳永逸地解决人类能源危机的终极新能源，目前人们公认的只有两个：其一，是在地面上建立核聚变发电站；其二，是在空间建立太阳能发电站。特别是当建立核聚变发电站能否在50年内实现核聚变能发电商业化尚存在着争论的情况下，空间太阳能在技术上有可能在20~30年内实现商业化的预测对人们有巨大的吸引力。

　　发展低成本重型空间运输系统是实现空间太阳发电的一个重要基础。目前地球同步轨道每公斤的发射成本高达10万元左右。根椐有关方面分析，要使空间太阳能发电具有实际应用价值，需要将地球同步轨道每公斤的发射成本降至为0.13万元左右。即要求运载器每公斤的发射成本下降2个数量级。

　　空间太阳能电站发电整个过程经历了太阳能-电能-微波(激光)-电能的能量转变过程，空间电站的建造和运行过程还需要包括大型的运载系统，空间运输系统，及复杂的后勤保障系统，将空间太阳能实现商业化的背后有一系列科学难题需要解决，人类在开发过程中带来的技术进步可能引发新一轮的产业技术革命。“

　　发达国家已开始部署

　　2007年10月，五角大楼向美国国家安全太空办公室提交了的一份报告指出，装置在巨型卫星上的太阳能电池板可以搜集太空能量，为地面上位于各地的美军基地提供能源。由于发射巨型卫星目前还不可行，研究人员提议在西太平洋小国帕劳先开展小型模拟试验。试验中，一枚距地480公里运行的卫星将把太空能量传送到地面，一个直径为79米的接收器将接收相当于1兆瓦的能量。这些能量足够为1000个家庭提供电力。

　　事实上，美国人有关在太空建造太阳能电站的设想由来已久。1968年，美国利特尔咨询公司太空业务副总经理彼得·格拉泽提出了在宇宙空间建造太阳能电站的设想。但在当时，因为要花费一大笔款项，美国政府方面并没多表现出多大的兴趣。直至20世纪70年代中期，由于发生能源危机，格拉泽的计划才被重新得到了重视，并得到推进。美国宇航局启动的”空间太阳能探索性研究和技术计划“提出了该国的发展路线图，为2030年的商业系统研制奠定了基础。

　　在美国之外，其他空间国家或组织，如俄罗斯、日本等也在紧锣密鼓地进行其太空电站计划。

　　俄罗斯齐奥尔科夫斯基航天学院执行院长利修克在2007年11月召开的载人太空飞行国际会议上表示，俄罗斯学者有意推出太空能源供应系统的若干设计方案，其基础是太阳能的利用。俄罗斯的太空能源供应系统将由若干航天器和地面接收装置组合而成，利修克说，航天器有若干位置选择，可以处于较低的近极地轨道、周期12小时的高椭圆轨道上，也可以在地球同步轨道上。第一阶段是向太空发射功率为5兆瓦的试验电站，然后再经3个阶段研制系统本身，逐步提高发电装置的功率，从10兆瓦一直到数百万兆瓦。

　　俄罗斯太空总署（RussianSpaceAgency）下属的中央科学工程研究院提出的概念是打造一座巨型太阳能发电空间站，并围绕地球飞行的概念。与美国人不同的设计之处在于，他们会采用镭射，而非微波。不幸的是，目前不存在拥有足够能量的镭射光，因此俄罗斯科学家提议采用多种远红外镭射光，并且计划结合放射物创造足够能量的镭射光束，并将电力输送至地球表面。

　　日本方面，尽管近年来在航天领域屡遭挫折，日本经济、贸易和工业部(METI)仍雄心勃勃地计划在2040年之前向太空发射太阳能电站。日本从2001财年4月份开始太阳能卫星的研究，到2040年系统将开始运作。

　　日本在2003年提出了”促进空间能利用“国家计划，目标是在20到30年后实现空间太阳能发电商业化。2009年，日本航天开发局宣布已开始开发太空太阳能发电系统，该系统将从离地球表面以外3.6万千米、与地球旋转同步的卫星上的大型太阳能收集能源。

　　我国能否迎头赶上

　　在我国，空间太阳能发电技术的研究至今未被列为国家重大项目，资金投入不多，技术进展不快，和空间太阳能发电研究发达的国家之间的差距正在拉开。在2012年3月份召开的国际空间太阳能电站工作组第一次会议上，13名科学家没有一名是来自中国，足见差距之大。其实早在上世纪九十年代，国内的一些专家学者就先后提出了开展空间太阳能的研究建议，我国的空间太阳能发电及其关键材料的研究早在项目批准以前就开始，我国发展空间太阳能发电技术具备了一定的基础优势。

　　首先，在太阳能电池技术基础方面，我国已经具备了太阳能电池的技术基础与空间应用能力。

　　其次，在空间技术基础方面，我国在人造卫星、载人航天和深孔探测三个航天技术领域实现了新跨越，尤其是神舟载人飞船和标志深孔探测能力的嫦娥一号的发射成功。我国已经是航天大国，目前已有多种型号的长征系列运载火箭，输送的有效载荷也越来越多，已能承担国际上各种卫星的发射业务。因此，在地球同步轨道建立一个空间太阳能卫星电站已经规划和实施。

　　再次，在无线电能传播技术（WPT）基础方面，WPT核心是微波与电磁场技术和激光技术，近年来我国在此领域已经取得显著成效，尤其是大功率激光发射期间和大功率微波天线方面。激光传输技术的安全性问题随着航天技术和武器技术的发展可以得到解决，微波输电对通讯、生物和人体没有大的影响和危害。

　　专家建议，我国空间太阳能的研发途径不宜跟着美国、日的道路走，发展的第一批电站不宜选择吉瓦级，宜按本世纪30年代可跨越实现的原则，在10万千瓦到50万千瓦量级之间选择。建议应集中力量发展重型运载火箭，不宜分步，应一步到位。电站的组装和维修应走创新之路，要考虑发挥我国载人空间站系统的空间服务优势，应对以人为主、以机器人为主、全自动和航天器群编队四种方式进行深入的分析比较，选其优者。

　　成功的空间太阳能计划必须能够以低廉的价格提供大部分地球所需要的电力。第一个或者是第一批能够达成这个目标的的国家，有机会将太阳系里几乎所有能源为其国家经济服务。太阳系的大部分能源与原料都在太空，而不是在地球上。从长远看来，能够控制这些资源的国家将会控制绝大部分的人类经济活动，将会在经济上统治地球。如果中国不能奋起直追、加大对空间太阳能发电技术的研究，这一战略新兴产业与国外的差距将进一步拉大，从而对国家的力量平衡造成重大影响。