近日，有媒體報(bào)道稱，為有效消除化石能源燃燒引起的霧霾，減少溫室氣體排放，徹底解決能源危機(jī)，有航天專家提議，中國應(yīng)在距離地面3.6萬公里的地球同步軌道建造太陽能電站。
那么問題來了，在太空建造太陽能電站的計(jì)劃是否可行？是否真的有助于解決能源危機(jī)？
業(yè)內(nèi)專家表示，這種設(shè)想早在上世紀(jì)60年代就已被提出。其原理是，太空太陽能電站通過太陽能電池板吸收陽光，然后以微波的形式把太陽能傳送到地面，地面的微波接收機(jī)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。
“在太空，光照強(qiáng)度很高，而且太陽能電池板不需要清洗，發(fā)電效率比較高。現(xiàn)在，有人把這個(gè)概念重新提出來，主要是為了應(yīng)對(duì)氣候變化和化石能源對(duì)環(huán)境造成的污染破壞。”自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)(NRDC)能源、環(huán)境與氣候變化高級(jí)顧問楊富強(qiáng)告訴記者。
修建太空太陽能電站的初衷是好的，而且理論上似乎可行，但從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀看，存在的瓶頸仍不容忽視。
“太陽能電站需要大面積的太陽能電池板，電池板如何展開、能量如何傳輸都可能存在問題。”北京航空航天大學(xué)宇航學(xué)院副院長、航天飛行器技術(shù)系主任黃海表示。此外，電池板的柔性、變形及其大小、拼裝、重量等很多方面也需要考慮。這些將導(dǎo)致太空太陽能電站的建造成本非常高。
對(duì)于在太空軌道運(yùn)行的太陽能電站而言，姿態(tài)控制十分重要。“姿態(tài)控制是指太陽能電站的帆板為垂直對(duì)準(zhǔn)太陽光，并且需要根據(jù)光照改變帆板的朝向。”黃海稱，因?yàn)榉迕娣e很大，控制帆板的朝向有一定難度。
北京航空航天大學(xué)宇航學(xué)院教授董云峰則認(rèn)為，能量傳輸是建造太空太陽能電站的核心問題。“現(xiàn)在能量傳輸問題還沒有完全解決。無論是激光傳輸，還是微波傳輸，能量傳輸?shù)木嚯x都很有限，且傳輸效率不高。這方面還沒有得到突破。”
董云峰告訴記者，能量傳輸是一個(gè)系統(tǒng)概念，由傳輸距離、傳輸效率以及傳輸設(shè)備的重量等構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，而當(dāng)前系統(tǒng)技術(shù)尚不成熟。“目前，還沒有技術(shù)證明在這么遠(yuǎn)的距離仍能保證很高的傳輸效率。”
“太空太陽能電站需要通過火箭運(yùn)輸，其本身的重量受到限制。把能量傳下來，需要傳送設(shè)備，在地面要建立相應(yīng)的接收系統(tǒng)，同時(shí)要保障傳輸精度。這些問題得到解決后，還要考慮太空太陽能電站在經(jīng)濟(jì)上是否能與地面的發(fā)電設(shè)備形成競爭。只有形成競爭，太空太陽能電站才有價(jià)值。”董云峰說。
當(dāng)前，我國大力發(fā)展清潔能源，減少傳統(tǒng)能源使用。建造太空太陽能電站，能在多大程度上有助于解決能源問題?
“我國的太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展完善，產(chǎn)業(yè)鏈完整，太陽能光伏發(fā)電的技術(shù)水平在世界上居于領(lǐng)先地位。”合肥工業(yè)大學(xué)能源研究所所長蘇建徽告訴記者。
據(jù)了解，太陽能是一種密度低、隨機(jī)性的能源，太陽能發(fā)電的發(fā)展受占地面積和地理環(huán)境的限制。當(dāng)前，太陽能發(fā)電占總發(fā)電量的比重還很小，甚至不足1%。
同時(shí)，太陽能的持續(xù)和規(guī)模化發(fā)展，應(yīng)當(dāng)與儲(chǔ)能結(jié)合。蘇建徽表示，雖然當(dāng)前電池成本比較高，但發(fā)展前景良好。“當(dāng)電池的成本和壽命問題被解決時(shí)，太陽能將會(huì)有更廣闊的發(fā)展空間。”蘇建徽強(qiáng)調(diào)。
楊富強(qiáng)則認(rèn)為，雖然蓄電池是儲(chǔ)存太陽能的最簡單辦法，但廢電池仍對(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅。“可通過電解水，把生成的氫氣儲(chǔ)存起來。另外，利用太陽能和其他可再生能源電廠作為基荷，使用天然氣、煤電廠等來調(diào)峰，以新能源為主，傳統(tǒng)能源為輔。”
“未來可能是氫能的時(shí)代。”蘇建徽說，氫能以及甲烷、乙醇等生物質(zhì)能將有廣闊的發(fā)展空間。
實(shí)際上，不僅僅是太陽能，其他的清潔能源也處于大力發(fā)展中。“受控核聚變技術(shù)一直處于世界的關(guān)注和研究之中。如果受控核聚變技術(shù)研究獲得突破的話，未來能源問題就解決了。”蘇建徽表示。
