中國有能力率先建成空間太陽能電站
郭兆煒 本報記者 付毅飛
“在有關(guān)部門支持下，我國在空間太陽能電站方面經(jīng)過十余年持續(xù)研究，已經(jīng)大幅縮小了與國際先進國家的水平，進入世界前列。”中國航天科技集團公司五院科技委主任李明研究員1日向科技日報記者表示，“如能保持并進一步加大研發(fā)力度，中國有望成為世界首個建成有實用價值空間太陽能電站的國家。”
五院研究員王立同時表示，不僅國內(nèi)專家有此信心，國際上也普遍認為，中國有能力也有條件在該領(lǐng)域“領(lǐng)跑”。
與日益枯竭、環(huán)境污染問題嚴重的化石能源相比，空間太陽能是一種高效、持久、清潔的能源。通過運行在宇宙的空間太陽能電站，可以大規(guī)模收集、轉(zhuǎn)化太陽能，并以無線方式將電能穩(wěn)定傳輸?shù)降孛骐娋W(wǎng)，發(fā)電功率可達1至5吉瓦，發(fā)電量與地面核電站相當。與地面太陽能電站以及風電、水電相比，空間太陽能電站不受晝夜、天氣、地區(qū)緯度等自然因素影響，而且電力傳輸靈活，能對偏遠地區(qū)、受災地區(qū)以及重要設施等進行定向供電或移動供電，為改善電力能源結(jié)構(gòu)及供電方式提供創(chuàng)新方案，社會效益極高。
空間太陽能電站的建設面臨重大技術(shù)挑戰(zhàn)，其在重量、尺度方面遠超現(xiàn)有航天設施，被稱為新時期航天和能源領(lǐng)域的“曼哈頓工程”。自1968年相關(guān)概念被提出以來，美國政府和企業(yè)已投入近億美元，實施了多項研發(fā)計劃；日本于2004年將發(fā)展空間太陽能電站正式列入國家航天長期規(guī)劃，作為長期支持的三大航天重點領(lǐng)域之一；俄羅斯航天企業(yè)正積極推動與中國企業(yè)在空間太陽能電站項目上的合作；印度、韓國、歐洲航天局等也在開展相關(guān)研究。
我國自2008年起將空間太陽能電站研發(fā)工作納入國家先期研究規(guī)劃。近年來，提出了平臺非聚光型、二次對稱聚光型、多旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)以及球型能量收集陣列等空間太陽能電站方案，同時在無線能量傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)方面取得了重要的進步。當前，我國在空間太陽能電站研究方面初步實現(xiàn)了從“跟跑”到“并跑”的轉(zhuǎn)變，成為國際上推動空間太陽能電站發(fā)展的重要力量。
王立表示，除了技術(shù)，空間太陽能電站的建設、運營還需要巨額的投資、廣闊的市場以及環(huán)境、政策等因素配合，綜合多方因素，各國紛紛把目光投向中國，認為中國應該在該領(lǐng)域發(fā)揮重要的牽引作用。
能在國際上“領(lǐng)跑”，對于我國來說機遇難得。“就航天領(lǐng)域而言，載人航天、深空探測、重型運載火箭、空間站等與國際先進水平相比，還存在較大的差距。”王立說，“我們要建設航天強國，除了在上述方面要縮小差距，還應尋找其他戰(zhàn)略制高點。選項有限，但現(xiàn)在正有這樣一個機遇擺在面前。”
他認為，中國不該錯過這樣的機遇。從戰(zhàn)略意義來說，我國環(huán)境、能源問題嚴峻，如果能從太空獲得豐富、清潔的能源，這樣的項目值得嘗試。從綜合效益來看，建設空間太陽能電站對技術(shù)創(chuàng)新和新興產(chǎn)業(yè)帶來的牽引作用巨大，是個能兼顧國家安全戰(zhàn)略需要、帶動技術(shù)創(chuàng)新的超級工程。
根據(jù)我國有關(guān)專家組論證建議，我國應致力于在未來10至15年完成空間超高壓發(fā)電輸電及無線能量傳輸試驗驗證。力爭實現(xiàn)“2030年開始建設兆瓦級空間太陽能試驗電站，2050年前具備建設吉瓦級商業(yè)空間太陽能電站的能力”的中、遠期目標。但上述規(guī)劃還未得到國家批準。
在近日舉行的第二屆空間太陽能電站發(fā)展技術(shù)研討會上，與會專家紛紛呼吁，希望國家加快設立空間太陽能發(fā)電重大科技專項，推動相關(guān)技術(shù)早日實現(xiàn)重大突破。王立表示，我國目前已有幾十家科研院所、高校和企業(yè)正在進行空間超高壓發(fā)電輸電、高效無線能量傳輸、超大型空間結(jié)構(gòu)在軌裝配等關(guān)鍵技術(shù)的研究，由于缺少重大項目的引領(lǐng)，目前的研究力量和研究目標比較分散，需要通過國家立項，將相關(guān)研究整合起來，進一步明確目標、加快研發(fā)步伐，實現(xiàn)空間太陽能電站領(lǐng)域真正的“領(lǐng)跑”。
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