空间太阳能发电站【zhàn】的终极【jí】目标是在任何【hé】时间【jiān】，能【néng】向地球上任何地点【diǎn】直接供【gòng】电。除此之外，其潜在应用价值【zhí】主要有：作为大型【xíng】空间能源基【jī】地，为空【kōng】间【jiān】活动提供动力;作为无线能源【yuán】可以转化【huà】为【wéi】热【rè】能直接用于重点地区【qū】的冰雪消融，以及促进植物【wù】生长等。
目前，由中国提出的“一【yī】带【dài】一路”经济合作倡【chàng】议已经【jīng】得到了国际范【fàn】围【wéi】的【de】广泛认同和【hé】积极响应，推进“一带【dài】一路”建设离不开新型【xíng】能源的发【fā】展。要【yào】为【wéi】“一带一路”提供重要能【néng】源保障，建议将“空间太【tài】阳【yáng】能发电及其关键材料与关【guān】键【jiàn】技术的研【yán】究”列为国【guó】家【jiā】“十三五”计划的重【chóng】大科技专项。
“一带一路”呼唤能源革新
9-22，国家发展【zhǎn】改革委、外交部【bù】、商务部联合发布了【le】《推动共建丝绸【chóu】之路【lù】经济【jì】带【dài】和21世纪海上【shàng】丝绸之路的愿景与行动》，该【gāi】行动的重点合作内容就包括积极推动【dòng】水电、核电【diàn】、风电、太【tài】阳能等【děng】清洁【jié】、可再【zài】生能【néng】源合【hé】作。由【yóu】此可见，“一带一路”作为【wéi】重【chóng】要【yào】的新【xīn】型经济【jì】合作模式，它的发展和推动离不开能源领域的合作和发展。
众【zhòng】所周知，能源问题一直是影响社会发展的基【jī】础问【wèn】题。据估计，包括【kuò】化石【shí】能源【yuán】在内的所有【yǒu】能【néng】源大约仅【jǐn】能供人类使用二【èr】三百年。能源【yuán】短缺以及大量使用化石燃料造成严重环【huán】境污染【rǎn】的【de】问题会严重地制约人类社会经【jīng】济【jì】的【de】发展及国家的安【ān】全。
因此【cǐ】，积极发展【zhǎn】水电、核【hé】电、风电、太阳【yáng】能等清洁、可再生能源已经成【chéng】为世【shì】界各国首要的发展目【mù】标【biāo】。目前【qián】，作为一【yī】劳永【yǒng】逸地解【jiě】决人【rén】类能源危【wēi】机的终【zhōng】极【jí】能源，人们【men】公认的只有两个：其一，是在地面上建【jiàn】立【lì】核聚变发【fā】电站【zhàn】;其二，是在空间【jiān】建立太阳能发电站。特别是当建立核【hé】聚变发电【diàn】站能否在50年内【nèi】实【shí】现核聚【jù】变能发电商业化尚【shàng】存在着争论的情况下，空间太阳能发【fā】电站(Space Solar Power Station，SPSS)在技术上【shàng】有【yǒu】可能在20~30年内实现商业【yè】化的【de】预测对人们有巨大的吸引力。
空间太阳能潜力无穷
1968年，美国【guó】的Peter Glaser博士提【tí】出了【le】建立【lì】空【kōng】间【jiān】太阳能发电站的大胆设想，为【wéi】人类解决能源与【yǔ】环境问【wèn】题指出了【le】一个重要【yào】方向。虽然【rán】目前SSPS计划还没有实现，但是人们已经越来越深刻认识【shí】到，现代社【shè】会必须【xū】由依赖【lài】化【huà】石燃料转变为【wéi】依【yī】靠天然能源以保【bǎo】护地球环境，实现可【kě】持续发展【zhǎn】。SPSS的基本构想是在地【dì】球同步【bù】静止轨道(位于赤道上【shàng】空36000公【gōng】里的圆形轨道)卫星上安装大面【miàn】积太阳能电池，将太【tài】阳能转【zhuǎn】化【huà】为电能，然后通【tōng】过微波技术将太阳能【néng】转换为微波，并传输到地面，通过地面接收装置再将【jiāng】微波【bō】束能转变为电能。此外【wài】，在地球同【tóng】步轨道【dào】卫星上也可直接【jiē】将【jiāng】太阳能转【zhuǎn】变成激【jī】光束，传输到地面，然后转【zhuǎn】变成电能或【huò】通过电解海水转【zhuǎn】变成氢作【zuò】为能源【yuán】。
SSPS的【de】终【zhōng】极目标是在任何【hé】时间【jiān】，能向地球【qiú】上任何地点直接供电。除此之外，其【qí】潜在应用价值【zhí】主【zhǔ】要有：作为大【dà】型空间能源基【jī】地，为空【kōng】间【jiān】活动提供动【dòng】力【lì】;作为无线能源可以转化为热能【néng】直接用【yòng】于重点地区的冰雪消融，以及促进【jìn】植物生长等。
SSPS的上述特点【diǎn】使其成为“一带一路”优先发展的清【qīng】洁能【néng】源的重要选择之一。这【zhè】主要体【tǐ】现在【zài】以下几个方面：首先，SSPS是一种绿色【sè】清洁能源，而且，由【yóu】于空【kōng】间【jiān】太【tài】阳能无穷无【wú】尽，其也【yě】是【shì】一种可持续发展的新能源，符合“一带一路”的发展理念;其【qí】次，SSPS是一种空间可【kě】移动能源【yuán】，可以【yǐ】为“一带一路”相【xiàng】关地区【qū】和国家提供全方位、移【yí】动式地面【miàn】和空间能源【yuán】服务;第三，SSPS是一种空【kōng】间大型能源【yuán】，它的构建可以为我们相关产业带来一场新的技术【shù】革命，进而有效地促进“一【yī】带一路”相关地区的经济发展。因【yīn】此，在【zài】某种程【chéng】度上看【kàn】，空【kōng】间太阳能电站【zhàn】的发【fā】展可以【yǐ】为“一【yī】带一路【lù】”的实施提供重要【yào】的能源保障。
让SSPS为“一带一路”保驾护航
事实【shí】上【shàng】，SSPS计【jì】划【huá】在上世【shì】纪末就已经引【yǐn】起中国科学【xué】家的注意。上世纪90年代，我国就开展了大量的论证和前期的研【yán】究工【gōng】作，在总【zǒng】体设计、航天【tiān】技术、材料技术【shù】、无线能量传【chuán】输技术、空间组装技术等关【guān】键技术方面【miàn】都取【qǔ】得【dé】了不少进展和【hé】阶段性的【de】成果。
目前看【kàn】来，我国建立空间太阳【yáng】能电站的【de】机遇【yù】已经来【lái】临，已经具备建立【lì】空间太阳【yáng】能电站的基础。首先，在【zài】太阳能电池【chí】技【jì】术方【fāng】面，我国已经开始在推【tuī】广太阳能光伏发电系统，到2010年，我国太阳【yáng】能光伏发电总容量将【jiāng】达到40万千【qiān】瓦，2020年将【jiāng】达到220万千瓦【wǎ】，我国已【yǐ】具备了太阳电【diàn】池的技术基础【chǔ】与【yǔ】空间应用能力【lì】。其次，在空间技术基础【chǔ】方面，我【wǒ】国在人造卫星、载人航天【tiān】和深空【kōng】探测三【sān】个航天技术领域实现了新跨越，尤其是神舟载【zǎi】人飞船和标【biāo】志深空探【tàn】测能力的【de】嫦【cháng】娥【é】一号的发射成功，使我国步入了【le】世界【jiè】航【háng】空【kōng】航天技术领域的超级强国之【zhī】列【liè】。而且，目前我国已有多种【zhǒng】型号的【de】长【zhǎng】征系列【liè】运载火箭，输送的有效【xiào】载荷也越来越大，已能承担国际上各种卫星【xīng】的【de】发射业务。因此，在地球同步轨道建【jiàn】立一个空间太阳能卫【wèi】星电站【zhàn】已经可以规划【huá】和实施【shī】。第【dì】三，在无线【xiàn】电能传输技术(WPT)基础【chǔ】方面，作为空间太阳能发电的【de】主要关键技术，WPT(Wireless Power Transmission)在能量传输方面【miàn】起【qǐ】重要【yào】作用。目【mù】前【qián】我国在微波传输和激光传输领域已【yǐ】取得【dé】显著成【chéng】绩，尤【yóu】其【qí】是在大功率激光发射器件【jiàn】和【hé】大【dà】功率【lǜ】微波天线【xiàn】方【fāng】面。因此【cǐ】，在WPT技术上只要认真组织，对WPT在输能的功率、效率与【yǔ】精【jīng】度控制【zhì】等方面【miàn】进行【háng】技术攻关，完全可以【yǐ】掌握应用于空间电站的【de】WPT技术。
空间太阳能发电已引【yǐn】起【qǐ】我【wǒ】国政【zhèng】府的高【gāo】度重视。中【zhōng】国空间技术研究院等单位【wèi】已【yǐ】经【jīng】对【duì】空间太阳能电站【zhàn】总体方案进行【háng】了【le】论证，北【běi】京科技大学等单【dān】位也已经对SSPS关键材料进行了【le】论证和研发。但【dàn】是，迄今为【wéi】止，空间太阳能发电还没有被列【liè】为国家的重大【dà】项目【mù】和国际合【hé】作的重大项目。
我们应该充分意识【shí】到【dào】空间太阳能电站在“一带一路【lù】”建【jiàn】设中的作用，应【yīng】该大力加【jiā】速空间太阳能电站【zhàn】建【jiàn】设，力争尽【jìn】早把空间太阳能发电列为发展国民经济【jì】的【de】重大【dà】长【zhǎng】远项目和国家重大科技专项;尽【jìn】快成【chéng】立国家空间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【guān】键【jiàn】技术攻关;实行“政产学研用【yòng】金”六结合，形【xíng】成国家投【tóu】入和市场推动【dòng】的创新投资机【jī】制，主导成立国际合作机构推【tuī】动【dòng】空间【jiān】太阳能发电站的国际化，为“一【yī】带一路【lù】”建设保驾【jià】护【hù】航。
来源：中国科学报
