3.5∶1——這是空間太陽能發電與地面太陽能發電的效率比。歐洲已將空間太陽能發的電賣到四川，但很多中國人卻連這種電怎么來的都不明白。

談到從幾萬米的太空收集太陽能發電，有人覺得不可思議。高昂的設備裝置費用、難以解決的電力傳輸問題、對人類活動的影響等等憂慮，讓人覺得這個想法有點異想天開。

然而，包括歐、美、日在內的發達國家正如火如荼地開展空間太陽能發電的研究與產業發展。2009年，日本航天開發局宣布已開始開發太空太陽能發電系統，該系統將從離地球表面以外3.6萬千米、與地球旋轉同步的衛星上的大型太陽能收集能源。

空間太陽能發電技術是指在距離地球幾萬米的太空布置太陽能發電裝置，并利用微波或激光等無線傳輸手段將電傳送到地面。大規模收集和利用太陽能(包括利用空間太陽能)作為人類最基本的能源供應途徑，最終將促使未來人類文明的巨大跨越。

空間太陽能發電系統基本上由三部分組成：太陽能發電(或收集)裝置、空間微波或激光轉換發射裝置和地面接收轉換裝置。太陽能發電裝置將太陽能轉換為電能;空間轉換裝置將電能轉換成微波或激光并利用天線向地面發送能束;地面接收轉換系統通過天線接收空間發來的能束，將其轉換成電能或化學能。能量轉換的相關材料至關重要，激光傳輸空間能量是空間太陽能電站關鍵技木之一，太陽能轉換與無線能量的傳輸等難題。

將電池陣放置在地球軌道上，建成太陽能發電站--這是1968年美國科學家首先提出的建造空間太陽能光伏電站構想。有資料稱，從理論上說，在陽光充足的地球靜止軌道上，每平方米太陽能能產生1336瓦熱量，如果在地球靜止軌道上部署一條寬度為1000米的太陽能光伏電池陣環帶，假定其轉換效率為100%，那么，它在一年中接收到的太陽輻射通量差不多等于目前地球上已知可開采石油儲量所包含的能量總和。

將引發新一輪技術革命

目前，包括美、俄、日、歐在內的發達國家正如火如荼地開展空間太陽能發電的研究與產業發展。作為一勞永逸地解決人類能源危機的終極新能源，目前人們公認的只有兩個：

其一，是在地面上建立核聚變發電站;

其二，是在空間建立太陽能發電站。特別是當建立核聚變發電站能否在50年內實現核聚變能發電商業化尚存在著爭論的情況下，空間太陽能在技術上有可能在20~30年內實現商業化的預測對人們有巨大的吸引力。

發展低成本重型空間運輸系統是實現空間太陽發電的一個重要基礎。目前地球同步軌道每公斤的發射成本高達10萬元左右。根椐有關方面分析，要使空間太陽能發電具有實際應用價值，需要將地球同步軌道每公斤的發射成本降至為0.13萬元左右。即要求運載器每公斤的發射成本下降2個數量級。

空間太陽能電站發電整個過程經歷了太陽能-電能-微波(激光)-電能的能量轉變過程，空間電站的建造和運行過程還需要包括大型的運載系統，空間運輸系統，及復雜的后勤保障系統，將空間太陽能實現商業化的背后有一系列科學難題需要解決，人類在開發過程中帶來的技術進步可能引發新一輪的產業技術革命。

發達國家已開始部署

2007年10月，五角大樓向美國國家安全太空辦公室提交了的一份報告指出，裝置在巨型衛星上的太陽能電池板可以搜集太空能量，為地面上位于各地的美軍基地提供能源。由于發射巨型衛星目前還不可行，研究人員提議在西太平洋小國帕勞先開展小型模擬試驗。試驗中，一枚距地480公里運行的衛星將把太空能量傳送到地面，一個直徑為79米的接收器將接收相當于1兆瓦的能量。這些能量足夠為1000個家庭提供電力。

事實上，美國人有關在太空建造太陽能電站的設想由來已久。1968年，美國利特爾咨詢公司太空業務副總經理彼得.格拉澤提出了在宇宙空間建造太陽能電站的設想。但在當時，因為要花費一大筆款項，美國政府方面并沒多表現出多大的興趣。

直至20世紀70年代中期，由于發生能源危機，格拉澤計劃才被重新得到了重視，并得到推進。美國宇航局啟動的“空間太陽能探索性研究和技術計劃”提出了該國的發展路線圖，為2030年的商業系統研制奠定了基礎。

在美國之外，其他空間國家或組織，如俄羅斯、日本等也在緊鑼密鼓地進行其太空電站計劃。

俄羅斯齊奧爾科夫斯基航天學院執行院長利修克在2007年11月召開的載人太空飛行國際會議上表示，俄羅斯學者有意推出太空能源供應系統的若干設計方案，其基礎是太陽能的利用。俄羅斯的太空能源供應系統將由若干航天器和地面接收裝置組合而成，利修克說，航天器有若干位置選擇，可以處于較低的近極地軌道、周期12小時的高橢圓軌道上，也可以在地球同步軌道上。第一階段是向太空發射功率為5兆瓦的試驗電站，然后再經3個階段研制系統本身，逐步提高發電裝置的功率，從10兆瓦一直到數百萬兆瓦。

俄羅斯太空總署(RussianSpaceAgency)下屬的中央科學工程研究院提出的概念是打造一座巨型太陽能發電空間站，并圍繞地球飛行的概念。與美國人不同的設計之處在于，他們會采用鐳射，而非微波。不幸的是，目前不存在擁有足夠能量的鐳射光，因此俄羅斯科學家提議采用多種遠紅外鐳射光，并且計劃結合放射物創造足夠能量的鐳射光束，并將電力輸送至地球表面。

日本方面，盡管近年來在航天領域屢遭挫折，日本經濟、貿易和工業部(METI)仍雄心勃勃地計劃在2040年之前向太空發射太陽能電站。日本從2001財年4月份開始太陽能衛星的研究，到2040年系統將開始運作。

日本在2003年提出了“促進空間能利用”國家計劃，目標是在20到30年后實現空間太陽能發電商業化。2009年，日本航天開發局宣布已開始開發太空太陽能發電系統，該系統將從離地球表面以外3.6萬千米、與地球旋轉同步的衛星上的大型太陽能收集能源。

我國須迎頭趕上

在我國，空間太陽能發電技術的研究至今未被列為國家重大項目，資金投入不多，技術進展不快，和空間太陽能發電研究發達的國家之間的差距正在拉開。在2012年3月份召開的國際空間太陽能電站工作組第一次會議上，13名科學家沒有一名是來自中國，足見差距之大。其實早在上世紀九十年代，國內的一些專家學者就先后提出了開展空間太陽能的研究建議，我國的空間太陽能發電及其關鍵材料的研究早在項目批準以前就開始，我國發展空間太陽能發電技術具備了一定的基礎優勢。

首先，在太陽能電池技術基礎方面，我國已經具備了太陽能電池的技術基礎與空間應用能力。

其次，在空間技術基礎方面，我國在人造衛星、載人航天和深孔探測三個航天技術領域實現了新跨越，尤其是神舟載人飛船和標志深孔探測能力的嫦娥一號的發射成功。我國已經是航天大國，目前已有多種型號的長征系列運載火箭，輸送的有效載荷也越來越多，已能承擔國際上各種衛星的發射業務。因此，在地球同步軌道建立一個空間太陽能衛星電站已經規劃和實施。

再次，在無線電能傳播技術(WPT)基礎方面，WPT核心是微波與電磁場技術和激光技術，近年來我國在此領域已經取得顯著成效，尤其是大功率激光發射期間和大功率微波天線方面。激光傳輸技術的安全性問題隨著航天技術和武器技術的發展可以得到解決，微波輸電對通訊、生物和人體沒有大的影響和危害。

專家建議，我國空間太陽能的研發途徑不宜跟著美國、日的道路走，發展的第一批電站不宜選擇吉瓦級，宜按本世紀30年代可跨越實現的原則，在10萬千瓦到50萬千瓦量級之間選擇。建議應集中力量發展重型運載火箭，不宜分步，應一步到位。電站的組裝和維修應走創新之路，要考慮發揮我國載人空間站系統的空間服務優勢，應對以人為主、以機器人為主、全自動和航天器群編隊四種方式進行深入的分析比較，選其優者。

據了解，美國在卡特總統當政時，對空間太陽能發電技術的支持達到高峰，幾十年來一直沒有間斷。美國宇航局啟動的“空間太陽能探索性研究和技術計劃”提出了該國的發展路線圖，為2030年的商業系統研制奠定了基礎。

日本在2003年提出了“促進空間能利用”國家計劃，目標是在20到30年后實現空間太陽能發電商業化。2009年，日本航天開發局宣布已開始開發太空太陽能發電系統，該系統將從離地球表面以外3.6萬千米、與地球旋轉同步的衛星上的大型太陽能收集能源。

我國上世紀就有科學家注意到這一技術，但由于缺乏足夠的支持，研究進展很慢。2012年3月份召開的國際空間太陽能電站工作組第一次會議上，13名科學家沒有一名是來自中國的，足見我們跟國外的差距有多大，而且這個差距還在不斷拉大。

成功的空間太陽能計劃必須能夠以低廉的價格提供大部分地球所需要的電力。第一個或者是第一批能夠達成這個目標的的國家，有機會將太陽系里幾乎所有能源為其國家經濟服務。太陽系的大部分能源與原料都在太空，而不是在地球上。從長遠看來，能夠控制這些資源的國家將會控制絕大部分的人類經濟活動，將會在經濟上統治地球。如果中國不能奮起直追、加大對空間太陽能發電技術的研究，這一戰略新興產業與國外的差距將進一步拉大，從而對國家的力量平衡造成重大影響。

我國已經超越美國成為全球第一能源消費大國，然而空間能源技術不論是在科技界還是政策制定者那里，都沒得到應有的重視。我國空間太陽能發電研究本身就起步晚，如果再不將優勢科研力量集中起來，跟國際先進水平的差距將進一步拉大。

空間太陽能發電是一個宏偉的空間和地面工程，涉及到許多重要的技術領域，如空間運輸、航天器設計、微波技術、激光技術、材料技術等。對于我國而言，空間太陽能電站發展的戰略機遇已經來臨。