空间太阳能发电站的终极目标是在任何时间【jiān】，能向【xiàng】地球上任何地点直接供电。除此之【zhī】外，其潜在应用价值【zhí】主【zhǔ】要有【yǒu】：作【zuò】为大型空【kōng】间能源基地，为空间【jiān】活动提供动力;作为无线能源可以【yǐ】转化【huà】为【wéi】热能【néng】直接用于【yú】重点【diǎn】地区的冰雪消融【róng】，以及促进植物【wù】生长等。
目【mù】前，由中国提出的“一【yī】带一路”经济合作倡议【yì】已经得到了国【guó】际范围的广泛认同和积极响【xiǎng】应，推进“一【yī】带一路”建【jiàn】设离不开新型【xíng】能源的发【fā】展。要【yào】为“一带一【yī】路”提供重要能源保【bǎo】障【zhàng】，建【jiàn】议将“空间太阳能发电及其关键材料【liào】与关【guān】键【jiàn】技术【shù】的研究”列为【wéi】国家“十【shí】三【sān】五”计划的重大科技【jì】专项。
“一带一路”呼唤能源革新
9-21，国家发展改革委、外交【jiāo】部、商务部联【lián】合【hé】发【fā】布了《推【tuī】动共建丝绸之路【lù】经济带和21世纪海上丝【sī】绸之路的愿景与行动》，该【gāi】行动的重【chóng】点【diǎn】合作【zuò】内容就包括积【jī】极推动【dòng】水电、核电、风【fēng】电、太【tài】阳能等【děng】清洁、可再生能源合作。由此可见，“一带一路”作【zuò】为重要的新【xīn】型经济合作模式，它【tā】的发【fā】展和推动离不开【kāi】能源领域的合【hé】作和发展【zhǎn】。
众所周知【zhī】，能源【yuán】问题一直是影【yǐng】响社【shè】会发展的基础问题。据估【gū】计，包括化石能源在【zài】内的【de】所有能源大约【yuē】仅能供人类使用二三百【bǎi】年。能源短缺【quē】以【yǐ】及大量使【shǐ】用化石燃料造成严重环境污染的问题会严重【chóng】地【dì】制约【yuē】人类社会经济的发展【zhǎn】及国家【jiā】的安全。
因此，积极发展水电、核电、风电、太阳能等清洁【jié】、可再生能源已经成为世界各国【guó】首【shǒu】要的发【fā】展目【mù】标。目前，作为一【yī】劳永【yǒng】逸地解【jiě】决【jué】人类能源危机的终极能源，人们公认的只【zhī】有【yǒu】两个：其一，是在地面上建立核聚变【biàn】发电【diàn】站;其二【èr】，是在空间建立太阳能发电站。特别是当建立【lì】核聚变发电站能【néng】否在50年【nián】内实现【xiàn】核聚变能【néng】发电【diàn】商业化尚存【cún】在着争论的情况【kuàng】下，空间太【tài】阳能【néng】发电站(Space Solar Power Station，SPSS)在技【jì】术上【shàng】有可能【néng】在20~30年【nián】内实现商业化的预【yù】测对人们【men】有巨【jù】大的吸引力。
空间太阳能潜力无穷
1968年，美国的Peter Glaser博士提出了建立空间太阳能发电【diàn】站【zhàn】的【de】大【dà】胆设想，为人类解决能源与环境问题指【zhǐ】出了一个重要【yào】方向。虽【suī】然目前SSPS计划还【hái】没有实现，但【dàn】是【shì】人们已经越来【lái】越深刻认识到，现代社【shè】会【huì】必须由依赖化石燃料转【zhuǎn】变为【wéi】依靠【kào】天然【rán】能【néng】源以保护地球环境【jìng】，实现可持续发展。SPSS的基本构想是【shì】在地球同步静止【zhǐ】轨道(位【wèi】于赤道上空36000公【gōng】里的圆形【xíng】轨道)卫星上安【ān】装大【dà】面积太阳能电池，将【jiāng】太阳能转化为【wéi】电【diàn】能【néng】，然后通过微【wēi】波技【jì】术将太阳能【néng】转换为微【wēi】波，并传【chuán】输到地面，通过地面接收装置再将微波束能转变【biàn】为电能。此外【wài】，在地球同步轨道卫星上【shàng】也可【kě】直【zhí】接将太【tài】阳能转变成激光【guāng】束，传输到地面，然后转变成电【diàn】能或通过电解海水转【zhuǎn】变成【chéng】氢作为能源。
SSPS的【de】终【zhōng】极目标【biāo】是在任何时间，能【néng】向【xiàng】地球上任何地点直【zhí】接供电。除此之外，其潜在应用【yòng】价值主【zhǔ】要有：作为大型【xíng】空间【jiān】能源基地【dì】，为空间活动提供动力【lì】;作为无线能源可【kě】以转化【huà】为热能直【zhí】接用于重点【diǎn】地【dì】区的冰雪消融，以及促进植【zhí】物生长等。
SSPS的上【shàng】述特点使其成为“一带一路”优【yōu】先发【fā】展的清洁能【néng】源的重【chóng】要【yào】选择【zé】之【zhī】一。这主【zhǔ】要体现【xiàn】在以【yǐ】下几个方面：首先，SSPS是【shì】一【yī】种绿色清洁能源，而且，由于空间太阳【yáng】能无穷【qióng】无尽，其也是一种可持续发展的新【xīn】能源，符合“一【yī】带【dài】一路”的【de】发展理念;其次【cì】，SSPS是一种空间【jiān】可移动能源【yuán】，可以【yǐ】为“一带一路”相关【guān】地区和国家提供全方位、移动式地面和【hé】空间能源服务;第三，SSPS是一种【zhǒng】空间【jiān】大型能源，它的构建【jiàn】可【kě】以为我们相关【guān】产【chǎn】业带来一场新【xīn】的【de】技术革命【mìng】，进【jìn】而有【yǒu】效地促进“一【yī】带一【yī】路”相关地【dì】区的经济发展。因此，在某【mǒu】种程度上看【kàn】，空间【jiān】太阳能电站的发展可以为“一带一路”的【de】实施提供重要的能源保障。
让SSPS为“一带一路”保驾护航
事实上，SSPS计【jì】划【huá】在【zài】上世【shì】纪【jì】末就已经引起中国科学家的【de】注【zhù】意。上世【shì】纪【jì】90年【nián】代，我国就【jiù】开展【zhǎn】了大量的【de】论证和前期【qī】的研究工作，在总体设计、航天技术、材料技【jì】术、无线能量传输技术、空【kōng】间组装技术等关键技术【shù】方面都取得了不少进展【zhǎn】和阶【jiē】段性的成果。
目【mù】前看来，我国建立空间太阳【yáng】能电站的【de】机遇【yù】已经来临，已经【jīng】具备建立空间【jiān】太阳能电站【zhàn】的基础。首先，在太阳【yáng】能电池技【jì】术方面，我国已经【jīng】开【kāi】始【shǐ】在【zài】推广太阳能光伏发电系统，到2010年，我国【guó】太阳能【néng】光伏发电总【zǒng】容量【liàng】将达到40万【wàn】千瓦【wǎ】，2020年将达到220万千瓦，我国已具备了太阳【yáng】电池的技术基【jī】础与空间【jiān】应【yīng】用【yòng】能力【lì】。其次，在空间技术基【jī】础方【fāng】面，我国在人造卫星【xīng】、载【zǎi】人航天和【hé】深空探测三个航天技术【shù】领域实【shí】现了新跨越，尤【yóu】其是神舟载人飞船【chuán】和标志深空【kōng】探测能力的【de】嫦娥一号的发射成功，使我国步入了世【shì】界【jiè】航空航天技术领域的超级强国【guó】之列。而且，目前我国已【yǐ】有多种型【xíng】号的长【zhǎng】征系【xì】列运载火箭，输送【sòng】的有效载荷【hé】也越来越【yuè】大，已能承担国【guó】际上【shàng】各种卫星的发射业务【wù】。因此，在地球【qiú】同步轨道建立一个空间太阳能卫【wèi】星【xīng】电站已经可以规划和实施。第三，在无线【xiàn】电能传输【shū】技术(WPT)基础方面，作为空间太【tài】阳能发电的【de】主要关键技术，WPT(Wireless Power Transmission)在能量传输方面【miàn】起重要作用。目前我国在【zài】微波传【chuán】输和激光传输领域【yù】已【yǐ】取【qǔ】得显【xiǎn】著【zhe】成【chéng】绩，尤【yóu】其是在大功率【lǜ】激【jī】光发射器件和大【dà】功率微【wēi】波天线方面。因此，在WPT技术【shù】上只要【yào】认真组织，对WPT在输能的【de】功【gōng】率、效率与精度控制等方面进行技术攻关，完全可以掌握应用于空间电【diàn】站的WPT技术。
空间太【tài】阳能发【fā】电【diàn】已引起我【wǒ】国政府的高度重视。中国空间【jiān】技术研究院等单位已经对空间太阳能电站总【zǒng】体方【fāng】案进行了论证，北京科技大学【xué】等单位也已【yǐ】经对SSPS关键材料进行了【le】论证和研发。但是【shì】，迄今为止，空间【jiān】太阳【yáng】能发【fā】电还没有被【bèi】列为国家的重大项【xiàng】目和【hé】国际合【hé】作的重【chóng】大项目【mù】。
我们应该充分意识到空间【jiān】太阳能【néng】电站在“一【yī】带一路”建设中的作用，应该大【dà】力加速空间【jiān】太阳能电站【zhàn】建【jiàn】设，力【lì】争尽早【zǎo】把【bǎ】空间太阳能发电列为发展国民经济的重大长【zhǎng】远项目和国家【jiā】重大科【kē】技专项;尽快成【chéng】立【lì】国家空间太阳能【néng】发【fā】电站推进委员【yuán】会，协调各部委多渠道持续进行【háng】关【guān】键技术攻关【guān】;实行“政产学研用【yòng】金”六结合，形成国【guó】家【jiā】投入和市场【chǎng】推动的创新投资机制，主【zhǔ】导成立国际合作【zuò】机构推动空间太阳能发电站【zhàn】的【de】国际化，为“一带一路”建【jiàn】设保驾护航【háng】。
来源：中国科学报
