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中国有能力率先建成空间太阳能电站

来源:科技日报 作者:郭兆炜、付毅飞 2017-11-03 13:54:07
  “在有关部门支持下,我国在空间太阳能电站方面经过十余年持续研究,已经大幅缩小了与国际先进国家的水平,进入世界前列。”中国航天科技集团公司五院科技委主任李明研究员1日向科技日报记者表示,“如能保持并进一步加大研发力度,中国有望成为世界首个建成有实用价值空间太阳能电站的国家。”

  五院研究员王立同时表示,不仅国内专家有此信心,国际上也普遍认为,中国有能力也有条件在该领域“领跑”。

  与日益枯竭、环境污染问题严重的化石能源相比,空间太阳能是一种高效、持久、清洁的能源。通过运行在宇宙的空间太阳能电站,可以大规模收集、转化太阳能,并以无线方式将电能稳定传输到地面电网,发电功率可达1至5吉瓦,发电量与地面核电站相当。与地面太阳能电站以及风电、水电相比,空间太阳能电站不受昼夜、天气、地区纬度等自然因素影响,而且电力传输灵活,能对偏远地区、受灾地区以及重要设施等进行定向供电或移动供电,为改善电力能源结构及供电方式提供创新方案,社会效益极高。

  空间太阳能电站的建设面临重大技术挑战,其在重量、尺度方面远超现有航天设施,被称为新时期航天和能源领域的“曼哈顿工程”。自1968年相关概念被提出以来,美国政府和企业已投入近亿美元,实施了多项研发计划;日本于2004年将发展空间太阳能电站正式列入国家航天长期规划,作为长期支持的三大航天重点领域之一;俄罗斯航天企业正积极推动与中国企业在空间太阳能电站项目上的合作;印度、韩国、欧洲航天局等也在开展相关研究。

  我国自2008年起将空间太阳能电站研发工作纳入国家先期研究规划。近年来,提出了平台非聚光型、二次对称聚光型、多旋转关节以及球型能量收集阵列等空间太阳能电站方案,同时在无线能量传输等关键技术方面取得了重要的进步。当前,我国在空间太阳能电站研究方面初步实现了从“跟跑”到“并跑”的转变,成为国际上推动空间太阳能电站发展的重要力量。

  王立表示,除了技术,空间太阳能电站的建设、运营还需要巨额的投资、广阔的市场以及环境、政策等因素配合,综合多方因素,各国纷纷把目光投向中国,认为中国应该在该领域发挥重要的牵引作用。

  能在国际上“领跑”,对于我国来说机遇难得。“就航天领域而言,载人航天、深空探测、重型运载火箭、空间站等与国际先进水平相比,还存在较大的差距。”王立说,“我们要建设航天强国,除了在上述方面要缩小差距,还应寻找其他战略制高点。选项有限,但现在正有这样一个机遇摆在面前。”

  他认为,中国不该错过这样的机遇。从战略意义来说,我国环境、能源问题严峻,如果能从太空获得丰富、清洁的能源,这样的项目值得尝试。从综合效益来看,建设空间太阳能电站对技术创新和新兴产业带来的牵引作用巨大,是个能兼顾国家安全战略需要、带动技术创新的超级工程。

  根据我国有关专家组论证建议,我国应致力于在未来10至15年完成空间超高压发电输电及无线能量传输试验验证。力争实现“2030年开始建设兆瓦级空间太阳能试验电站,2050年前具备建设吉瓦级商业空间太阳能电站的能力”的中、远期目标。但上述规划还未得到国家批准。

  在近日举行的第二届空间太阳能电站发展技术研讨会上,与会专家纷纷呼吁,希望国家加快设立空间太阳能发电重大科技专项,推动相关技术早日实现重大突破。王立表示,我国目前已有几十家科研院所、高校和企业正在进行空间超高压发电输电、高效无线能量传输、超大型空间结构在轨装配等关键技术的研究,由于缺少重大项目的引领,目前的研究力量和研究目标比较分散,需要通过国家立项,将相关研究整合起来,进一步明确目标、加快研发步伐,实现空间太阳能电站领域真正的“领跑”。
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