我国将建太空发电站「中国比三峡还大的水电站建在哪里」

今天带来我国将建太空发电站「中国比三峡还大的水电站建在哪里」，关于我国将建太空发电站「中国比三峡还大的水电站建在哪里」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

中国的能源安全问题困扰了几代人，为了彻底解决这个问题，我们必须有更好更强更稳定的能源供应，否则我们随时都可能面临美国等国家的掣肘。

太空太阳能电站是什么？

2020年9月22日，中国正式提出，将力争2030年前达到碳达峰、2060年前实现碳中和的伟大目标。要实现这一目标，如何开发清洁能源就是重中之重。

不久后一条重磅新闻出现，根据中国空间技术研究院的信息显示，中国计划到2035年建成一个200MW级的“太空太阳能发电站”。这个太空太阳能电站究竟是什么？有何意义？

简单理解就是把发电站发送到太空，然后就能利用太阳能发电了。当然，说得简单，做起来却非常复杂。我们先来说说这个太阳能。

很多人都知道，目前我们的发电技术中，有一种叫做光伏发电。光伏发电利用的是半导体的光电效应，可将光能直接转变为电能。光伏发电主要由太阳能电池、蓄电池组、控制器等元件组成。

不过在20世纪以前，我国基本没有光伏相关产业，所有产品都是高价采购国外的。在此之前光伏产业的核心技术都被德日美等西方国家掌握，尤其是德国的光伏产业在全球世界占有率第一。

随着我国《可再生能源法》开启，西方光伏产业公司乐开了花，因为那时候我们连太阳能电池所需的单晶硅片和多晶硅片都生产不了。

最直接的原因就是我国的化工产业不发达，生产不了纯度高达99.9999%以上的单晶硅和多晶硅，被西方国家随意“割韭菜”。

当时单晶硅和多晶硅的市场价在每公斤20-30美元浮动，仅一年多的时间就被西方国家的企业炒到每公斤500多美元。无奈在“十五”期间，我国将光伏发电技术的研发工作列入“国家高技术研究发展计划”，由“国家队”领导开展了晶体硅高效电池的研发工作。

到了2013年，我国建成了完善的光伏产业链，产能世界第一，将多晶硅和单晶硅的价格从顶峰的500多美元一路压到20美元左右，基本算是白菜价了。所以西方国家近九成的光伏企业被我们打趴。

随着我国光伏产业发展迅速，技术也逐步完善，此时就有人想了，为什么不把光伏发电送到太空去呢？为何会有这种想法冒出来？

因为近地轨道上的太阳辐射密度约为1．4千瓦/平方米，其辐射强度是地面上的两倍，同时不受天气和昼夜以及自然因素的影响，可以24小时发电，发电效率也会大幅提高，所以在外太空建设一个光伏发电站的事儿不知不觉就成了我国空天项目的一部分。

不过第一个实施的国家不是我们，而是日本。

日本是第一个发起在地球静止轨道建设太阳能电站项目的国家，从2009年就开始筹划，预计2040年建成。建设完成后每年可以向东京传送10亿瓦时的电量，供应30万个家庭使用。而输电方式就是利用微波进行无线远距传输。

类似WIFI充电技术，原理很简单，利用物理上常见的楞次定律和能量守恒定律。楞次定律是通过切割磁感线产生感应电流。所以利用能量守恒定律也可以将楞次定律反过来用，将电流转换成电磁波再转换成电流供设备使用。

早在2008年，美日两国就开始了无线输电技术的研发工作，利用夏威夷两座相距145公里的海岛，成功实现了远距离微波级能量的无线远距传输，为什么是145公里？因为近地轨道的高度约100公里，该实验的成功验证了太空太阳能发电技术的输电可行性。

有些人可能觉得，好像也就那样，不就是一个普通的发电站吗？那你就错了，太阳能发电站的意义可远超你的想象。

首先太空太阳能发电技术可以解决电力问题，例如我国将力争2030年前达到碳达峰、2060年前实现碳中和。目前我国的化石能源发电依旧占整个发电总量的50%以上，虽然化石能源的装机容量已经从2015年的60%左右降了10%，但还是太多了。

而且随着化石能源发电占比降低，电力缺口必须要从其他途径弥补，太空太阳能发电就是个不错的选择。

其次太空太阳能发电技术可解决电力调度问题，代替电网的工作。随着我国“西电东输”的战略开始实施，数条跨度几千公里的特高压输电线路逐步建成，但是输电线路的造价高昂，而且维护成本高。

虽然我国的基建能力非常强大，但雪灾、地震、泥石流、台风都自然灾害都会对电网形成破坏。

如果采用太空太阳能电站输电，可以在太空中把微波输送到需要电力的地区，而无需建设大量的电网进行调度，而且可以直接给边远地区送电，无需建设电网可大幅降低成本。

如果发生战争或者严重灾害时，太空太阳能发电站还可以提供移动式供电，具有很好的国防和社会效益。

最后太空太阳能电站输电可以作为地球的“防晒伞”。随着地球臭氧空洞和全球变暖的影响，这几年拉尼娜现象和诺尔尼诺现象频繁交替出现。

尤其是今年武汉龙卷风、中部地区下冰雹、短时强降雨天气随时在各地上演。所以在太空中建设超大型的太阳能电站，可以有效挡住部分太阳辐射，给地球降温延缓全球变暖，给人类改善生态环境留出时间。

虽然看起来太空太阳能电站好处不少，但是也存在很多问题。第一个问题就是造价问题，目前人类只有火箭技术能将设备送上太空，但是单靠火箭运输成本高昂。

如果建设一个超过三峡水电站发电量的太空太阳能电站，预计建设成本将达到三峡的十倍以上。要知道，三峡的总造价差不多在2000亿左右，那太空电站至少也是万亿级别，这对于国家来说也是非常大的财政负担。

第二个问题就是技术问题，目前太空太阳能电站的控制、维护以及电能的接收和转换都存在困难。人类还没法建设特大型的空间站以及太空工厂，所以即使建成，如果碰到太空垃圾碎片对设备造成破坏该如何修复？太空太阳能电站维护保养工作如何开展？这些都是难题。

第三个就是安全问题。目前太空太阳能电站的微波辐射能量约为太阳辐射的20%左右，因为波形和频率不同，研究人员认为理论上对于人类的DNA不存在影响，但是是否存在影响还不得而知。

目前看来太空太阳能电站的投入使用困难重重，但是我们国家依然必须研究并且取得进展，这可以说是没得选择的。

我国为何必须发展太空太阳能电站？

众所周知，我国的能源安全面临非常大的挑战。

传统的化石能源安全问题是由供给安全、价格安全和通道安全三方面组成。2020年我国的石油对外依赖度高达70%以上，而我国对于国外天然气的依赖程度也逐年递增，目前天然气对外依存度达到40%以上。

而且进口地区主要集中在中东、南美和俄罗斯。中东和南美地区都被美国的影响力严重渗透，对我国的能源供给形成严重挑战。

另外，能源价格对于我国也是个问题。因为石油价格每增高10%就会导致全球GDP增速降低1%。但是石油天然气等产品的定价权主要掌握在西方国家手中，这对我国的经济发展是个制约。目前对国际油价影响最大的就是纽交所和伦敦国际石油交易所。

虽然我国上交所的影响力与日俱增，但是原油交易量只有纽交所的七分之一、伦敦国际石油交易所的五分之一，无法撼动西方国家的定价权。

通道安全也是我国的“心病”，我国的石油运输需要通过马六甲海峡，但是马六甲海峡都在美国影响力的辐射区内。

美军在马六甲拥有相当规模的驻军，同时印度也具备封锁马六甲海峡的能力，对我国石油运输安全形成挑战。有人会说我们不是在巴基斯坦建成了瓜达尔港吗？可以通过瓜达尔港输油管道运输呀。

话是没错，随着“中巴经济走廊”的逐步完善，未来可以实现通过瓜达尔港将物资运输到我国西部地区。但是瓜达尔港位于巴基斯坦俾路支省，该省因为民族问题企图独立，对于“中巴经济走廊”的安全是一个制约。同时因为巴基斯坦经济发展缓慢，所以基建和配套并不好，也会对“中巴经济走廊”发展形成影响。所以增加能源的多样性就成了解决我国能源安全问题的首选。

除了能源安全问题，我国的碳排放太高，2019年全球排放二氧化碳为364亿吨，而我国二氧化碳排放量高达102亿吨，占全球排放量的27.9%，是世界最大的碳排放国。世界气象组织公布的数据显示，因为温室气体导致海平面在20世纪上升了约15厘米，目前即使大幅减少温室气体排放，并将全球平均气温升高控制在2摄氏度之内，但到2100年海平面仍将上升30至60厘米左右。

同时因为温度上升会导致海洋变暖，飓风极度活跃，目前台风的频率开始增加，降雨过多导致泥石流、洪水等次生危害大幅增加。而且因为很多冰川里面“封存”了古老的动物尸体和病毒，冰川融化释放的新病毒对于人类的生命是否有威胁还不得而知。如果出现类似“新冠”这样的全球性疫病，对人类的发展也会是个大问题。

目前我国碳排放主要集中在发电、交通运输和工业生产三个领域。所以我国这几年加快可再生资源发电技术的开发、新能源汽车的普及以及产业结构的调整，对于减少碳排放卓有成效。但是随着可再生能源发电的普及，我国电力也出现了一个问题，那就是灵活性不足。这是为什么？

因为可再生资源发电都会受到自然环境影响，光伏、风力、水力发电受季节、天气影响较大，会导致电力供应稳定性变差，而太空太阳能电站能够会有效提高我国电力系统稳定性。

最后一个问题就是可控核聚变技术目前还没法被我们掌握。核聚变的原理就是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程，而太阳上的核聚变已经持续了50亿年。

所以人类希望能用可控核聚变技术制造“人造太阳”来解决人类的能源问题。因为核聚变技术能源释放多，而且原材料极易获得，同时不产生放射性物质，所以非常干净。

但是要实现核聚变技术，人类的科技树还需要再发展一段时间，短时间很难做到。所以太空太阳能电站成了目前人类突破能源问题的最优解。

目前欧洲航天局正在评估太空太阳能电站的可行性，很多欧洲国家资助了该研究。欧洲航天局公开征求太空发电的建设方案，受益人最高可获得175,000欧元的资金支持。另外，美国X-37B太空飞机在2020年5月就开始了太空太阳能电站的验证任务，在X-37B太空飞机上搭载了光伏射频天线模块，将外太空吸收太阳能后能转成微波输送给地球设备和卫星。

孙子云：一曰度，二曰量，三曰数，四曰称，五曰胜。地生度，度生量，量生数，数生称，称生胜。故胜兵若以镒称铢，败兵若以铢称镒。胜者之战民也，若决积水于千仞之溪者，形也。简单理解就是，绝对力量下，任何计策都是无用的，想要获得绝对力量，资源一定要丰富。所以各国都在布局太空太阳能电站，想率先获得宇宙资源，而我国如何突围就成了重中之重。

我国该如何“突围”？

从2008 年开始，我国就已经将空间太阳能电站研发工作纳入国家先期研究规划，计划2035年建成一个200MW级的太空太阳能发电站。

目前我们国家已经在重庆建设相关产业技术开发区，推动我国“大功率远距离无线能量传输与环境安全问题的基础研究和应用研究”，目前重庆搭建的实验基地，已经初步完成各类实验，下一步就是空天方向的研究。

虽然我国在太空太阳能发电技术的研究工作已经领先美俄等众多国家，但是太空太阳能电站短时间内还比较难以造出来。要达到人类需求的发电量，整个太空太阳能电站的体积绝对巨大无比，至少要有几十万平方米才能勉强做到，重量也会达到千吨级别。

要知道，嫦娥五号探测器也才8.2吨，而长征五号运载火箭起飞重量也只有870吨。太空电站是个大家伙，真不是随随便便就能建成的。

所以我们目前只是开始了一些验证实验。未来将在我国的空间站进行相关的技术验证。等技术成熟了可以利用月球和近地卫星的资源在太空建设太阳能发电站。

因为月球上有丰富的矿产资源，例如硅、钛、锰和铝等元素，还有大量的矿产及稀土，尤其硅是制造光伏发电的核心原材料，还有其他所需的原材料月球都可以满足。最主要的是月球还有地球上稀缺的、“清洁”的核发电材料氦－3，也是核聚变所需的关键燃料。

另外，月球上无大气，重力较小，运输物资到外太空的太空工厂成本远远低于地球。加上地月之间有着合适的引力平衡点拉格朗日点，可以在上面建造大型空间站。利用太空微重力环境建设相关工厂，可以大幅降低制造成本。在这样的前提下才可能制造出超大的太空太阳能电站。

同时，太空还有很多可以威胁地球的小行星和彗星。我们可以通过捕捉这些小行星和彗星，一方面避免撞击地球的可能，另一方面还可以开发上面的资源。因为大量的彗星都有丰富的铁、镍、铜、金、铂等贵金属资源。甚至部分彗星上有丰富的水资源。这可大幅减少外太空对地球水资源的依赖，降低运输成本。

等到超大型的太空站不再依赖地球资源实现自给自足的时候，那时候我们就可以在地球和太阳的拉格朗日点建设超大型的太空太阳能电站，从而产生庞大的电力支撑人类的所有空天行动，也为人类进行火星资源开发提供电力支持。

西方国家迫不及待地投入研究，能清晰地看到他们的恐惧，但是时间对我们有利。这个时候就是他强由他强，清风拂山岗；他横由他横，明月照大江。我们循序渐进，脚踏实地，必然会走到世界的前列。