太空建电站：理想离现实有点远

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近日，有媒体报道称，为有效消除化石能源燃烧引起的雾霾，减少温室气体排放，彻底解决能源危机，有航天专家提议，中国应在距离地面3.6万公里的地球同步轨道建造太阳能电站。

疑问：

在太空建造太阳能电站的计划是否可行？能否真的有助于解决能源危机？

解答：

太空太阳能电站通过太阳能电池板吸收阳光，然后以微波的形式把太阳能传送到地面，地面的微波接收机将太阳能转化为电能。早在上世纪60年代，这种设想就已被提出。

“在太空，光照强度很高，而且太阳能电池板不需要清洗，发电效率比较高。现在，有人把这个概念重新提出来，主要是为了应对气候变化和化石能源对环境造成的污染破坏。”自然资源保护协会（NRDC）能源、环境与气候变化高级顾问杨富强告诉《中国科学报》记者。

修建太空太阳能电站的初衷是好的，而且理论上似乎可行，但从当前技术发展的现状看，存在的瓶颈仍不容忽视。

“太阳能电站需要大面积的太阳能电池板，电池板如何展开、能量如何传输都可能存在问题。”北京航空航天大学宇航学院副院长、航天飞行器技术系主任黄海表示。此外，电池板的柔性、变形及其大小、拼装、重量等很多方面也需要考虑。这些将导致太空太阳能电站的建造成本非常高。

对于在太空轨道运行的太阳能电站而言，姿态控制十分重要。“姿态控制是指太阳能电站的帆板为垂直对准太阳光，并且需要根据光照改变帆板的朝向。”黄海称，因为帆板面积很大，控制帆板的朝向有一定难度。

北京航空航天大学宇航学院教授董云峰则认为，能量传输是建造太空太阳能电站的核心问题。“现在能量传输问题还没有完全解决。无论是激光传输，还是微波传输，能量传输的距离都很有限，且传输效率不高。这方面还没有得到突破。”

董云峰告诉记者，能量传输是一个系统概念，由传输距离、传输效率以及传输设备的重量等构成一个系统，而当前系统技术尚不成熟。“目前，还未有技术证明在这么远的距离仍能保证很高的传输效率。”

“太空太阳能电站需要通过火箭运输，其本身的重量受到限制。把能量传下来，需要传送设备，在地面要建立相应的接收系统，同时要保障传输精度。这些问题得到解决后，还要考虑太空太阳能电站在经济上是否能与地面的发电设备形成竞争。只有形成竞争，太空太阳能电站才有价值。”董云峰说。

当前，我国大力发展清洁能源，减少传统能源使用。建造太空太阳能电站，能在多大程度上有助于解决能源问题？

“我国的太阳能产业发展完善，产业链完整，太阳能光伏发电的技术水平在世界上居于领先地位。”合肥工业大学能源研究所所长苏建徽告诉记者。

据了解，太阳能是一种密度低、随机性的能源，太阳能发电的发展受占地面积和地理环境的限制。当前，太阳能发电占总发电量的比重还很小，甚至不足1%。

同时，太阳能的持续和规模化发展，应当与储能结合。苏建徽表示，虽然当前电池成本比较高，但发展前景良好。“当电池的解决成本和寿命问题被解决时，太阳能将会有更广阔的发展空间。”苏建徽强调。

杨富强则认为，虽然蓄电池是储存太阳能的最简单办法，但废电池仍对环境构成威胁。“可通过电解水，把生成的氢气储存起来。另外，利用太阳能和其他可再生能源电厂作为基荷，使用天然气、煤电厂等来调峰，以新能源为主，传统能源为辅。”

“未来可能是氢能的时代。”苏建徽说，氢能以及甲烷、乙醇等生物质能将有广阔的发展空间。

实际上，不仅仅是太阳能，其他的清洁能源也处于大力发展中。“受控核聚变技术一直处于世界的关注和研究之中。如果受控核聚变技术研究获得突破的话，未来能源问题就解决了。”苏建徽表示。（郭爽  单鹏）