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從水能到地?zé)崮?、從風(fēng)能到生物能，人類一直試圖尋找更清潔、更高效的能源，來取代傳統(tǒng)的化石能源。太空，成了一些創(chuàng)想者解開地球能源枷鎖的藍(lán)海。在太空建設(shè)太陽能發(fā)電站，是他們對(duì)于主力能源的全新設(shè)想。

也許，有人會(huì)覺得這個(gè)夢(mèng)想遙遠(yuǎn)。但我們也將在實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的過程中獲益——材料技術(shù)、太陽能利用技術(shù)都極有可能因此而飛越。這場仍在發(fā)酵的科學(xué)創(chuàng)想，其過程和結(jié)果都將為我們醞釀一份美好。

“將中國的主力發(fā)電站建到太空去”， 這個(gè)動(dòng)人心魄的想法在北京中國空間技術(shù)研究院一幢并不起眼的小樓里發(fā)酵著。一位耄耋老人，給我們描述了一幅美妙圖景。

傳統(tǒng)化石能源之外，誰能成為“新主力”

在漫漫太空之中、地球同步軌道之上，飄著一座座面積可比故宮的太陽能發(fā)電站，將熾熱的太陽光轉(zhuǎn)化為能量，傳給地球，造福人類。

這個(gè)場景，是中科院院士王希季和同事們持續(xù)了30多年的夢(mèng)想。發(fā)展空間太陽能發(fā)電站，他們認(rèn)為是解決中國能源問題的根本出路。

煤炭、石油和天然氣，多年來一直是中國的“主食”，占據(jù)了能源消耗的九成左右。兩個(gè)預(yù)測，卻讓中國的能源“溫飽”，都變得有些奢侈。

一個(gè)是關(guān)于石油。據(jù)國土資源部規(guī)劃報(bào)告，目前我國已探明的石油只能開采14年左右，盡管每年可以新增10億噸左右的探明儲(chǔ)量，但可開采儲(chǔ)備相對(duì)不足的現(xiàn)實(shí)依然嚴(yán)峻。

另一個(gè)是關(guān)于煤炭。我國煤炭探明可利用儲(chǔ)量近2000億噸，按照年產(chǎn)25億噸原煤的速度推算僅供開采80年，不過是一個(gè)人的一生。

“近些年來，我國的石油、天然氣對(duì)外依存度都超過50%。”國土資源部辦公廳副主任孫家海曾對(duì)媒體表示。

年屆九旬的王老鋪開一沓資料，一板一眼地說起了能源問題。“中國對(duì)能源日益增長的需求，恐怕在幾十年內(nèi)都停不下來。”王老用手指比了一個(gè)“七”，“70億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這是專家預(yù)計(jì)的2021年中國能源消耗量。”

“有朝一日，當(dāng)中國的最后一塊煤被丟入煤爐后，中國拿什么喂飽自己？”提出這個(gè)問題時(shí)，王老很嚴(yán)肅。嚴(yán)肅的背后，是一個(gè)令人焦急的現(xiàn)實(shí)：除了煤炭、石油和天然氣，它們潛在的“接班人”都有各自的缺陷。

王老掐起指頭，一一數(shù)來：“水能，是有限的；風(fēng)能、地面太陽能，不穩(wěn)定；核能，存在一定的安全隱患。這些能源滿足部分需求和作為補(bǔ)充是可以的，但是，解決能源問題，我們要的是一條根本出路。”

在太空接收太陽能，更穩(wěn)定也更有效

“取之不盡、用之不竭”，是王老對(duì)太陽能的描述，“如果太陽能成為主力能源，那我們就不用把地球挖得千瘡百孔了。”

不同于我們一般理解的太陽能，王老口中的太陽能來自太空，“說得更具體一點(diǎn)，就是在地球同步軌道上建設(shè)太陽能發(fā)電站。”

地球同步軌道，離地面有3.6萬公里，這個(gè)距離相當(dāng)于在北京和上海之間來回20多趟。為什么要千辛萬苦把太陽能發(fā)電站搬到這個(gè)連空氣都沒有的地方？

因?yàn)榉€(wěn)定。“在地面利用太陽能，每天每時(shí)都在波動(dòng)，有云有霧就減弱，早午晚強(qiáng)度不一，到了晚上就完全沒有了。”王老介紹，在地球同步軌道上，99%的時(shí)間都能穩(wěn)定接受陽光。

也因?yàn)榉€(wěn)定，所以更有效率。“相同時(shí)間內(nèi)，太空的日照強(qiáng)度是地表平均日照強(qiáng)度的5—12倍。”中國空間技術(shù)研究院空間新系統(tǒng)研發(fā)室副主任侯欣賓更是用研究數(shù)據(jù)佐證空間的優(yōu)勢。

世界主要航天國對(duì)空間太陽能發(fā)電站的話題已經(jīng)討論了40多年，日本媒體更是宣稱在2025年后實(shí)現(xiàn)空間發(fā)電的夢(mèng)想。在國內(nèi)，中科院在《空間太陽能電站技術(shù)發(fā)展預(yù)測和對(duì)策研究報(bào)告》中提出了“四步走”戰(zhàn)略，認(rèn)為2030—2050年我國有可能研發(fā)出第一個(gè)商業(yè)化空間太陽能發(fā)電站系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)空間太陽能發(fā)電站商業(yè)運(yùn)行。

而在侯欣賓看來，在走向這個(gè)目標(biāo)的路途中，隱藏著更大的福利：“空間太陽能發(fā)電站是目前能夠設(shè)想的最大空間基礎(chǔ)設(shè)施工程。這么大的工程，會(huì)引領(lǐng)很多技術(shù)的發(fā)展。”太陽能電池或許會(huì)因此變得更耐用而且有效率，材料技術(shù)也可能得到一個(gè)巨大的提升，“過程所產(chǎn)生的影響可能不會(huì)亞于結(jié)果。”

王老則認(rèn)為，空間太陽能發(fā)電站建成之后，將創(chuàng)造一個(gè)隨時(shí)隨地充滿能量的神奇國度。空間太陽能發(fā)電站通過巨型太陽能電池板接收空間太陽能，并以微波束的形式輸送至地面接收設(shè)備、轉(zhuǎn)化為電能。這樣， 不需四處尋找插座，任何時(shí)間、任意地點(diǎn)，手機(jī)、電器乃至汽車都可以處于充電狀態(tài)。（見圖）“將從根本上改變?nèi)祟惈@取能源的地點(diǎn)和方式，可能會(huì)引起新的產(chǎn)業(yè)革命。”

國家“十二五”規(guī)劃中提出搶占空間科學(xué)等領(lǐng)域未來科技競爭制高點(diǎn)。而在王老看來，空間太陽能發(fā)電站是最好的施展舞臺(tái)。

將萬噸級(jí)發(fā)電站送入太空，仍是個(gè)難題

盡管太陽能是取之不盡的，但地球同步軌道上適合我國使用的位置仍然是有限的。“如果不搶先一步，就有可能丟失最有利的位置。”在王老看來，中國應(yīng)該主動(dòng)“搶座”。

而侯欣賓認(rèn)為，相較于日、美的研發(fā)工作，中國甚至還沒到談?wù)?ldquo;搶”不“搶”的階段，“咱們更多的還是屬于草擬階段，相當(dāng)于在擬定一份路線圖。”中國遲遲不上手，技術(shù)是掣肘的主因。

面積大、體積重、功率高，這三個(gè)空間太陽能發(fā)電站的特性讓許多技術(shù)人員都望天興嘆。“我們現(xiàn)在的飛船不過10噸，但一座空間發(fā)電站起碼是萬噸級(jí)別的，怎么把它送到天上去，并且一部分一部分地組裝起來，這對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)而言是個(gè)非常大的考驗(yàn)。”侯欣賓甚至沒有想出實(shí)現(xiàn)的具體方法。

如果說這些技術(shù)難題只是停留在“術(shù)”的層面，那么即使在“道”的層面，中國似乎也沒有準(zhǔn)備好。“盡管科技界擬定了路線圖，但是更高的層面還沒有出臺(tái)一個(gè)完整的方案。”侯欣賓認(rèn)為，只有搭起了一個(gè)系統(tǒng)框架，才能去分解任務(wù)，逐個(gè)擊破，現(xiàn)在的研討，往往是“東一榔頭、西一棒槌”。

“中國有搶先建設(shè)空間太陽能發(fā)電站的基礎(chǔ)條件，也不乏搶先的人才，但一定要先有搶先的意識(shí)。”在王老看來，只要國家集中力量去做，我們就能在空間開發(fā)領(lǐng)域形成優(yōu)勢，“這一條路，是可以走通的。”