解锁天空之上的“风能富矿”

21世纪经济报道记者 林典驰

随着一声令下，外形颇像飞艇的S2000浮空风力发电系统开始缓缓上升。约30分钟后，顺利到达2000米高度稳定悬停。

一台发电站漂浮在高空中，并且能够顺利发电，这似乎听起来是科幻片的场景，但却真实发生在四川宜宾。

1月5日上午，临一云川兆瓦级高空浮空风电系统S2000放飞至2000米高空并顺利累计发电385千瓦时，同时完成并网发电测试，这也是浮空风电首次进入城市应用场景。

人们早已对陆上与近海风电司空见惯，但对高空风能却鲜少涉及。作为新能源“无人区”，高空风能具有风速高、风向稳定、风能密度大等优势，蕴藏着巨大潜力。“其理论储量可达全球电力总消费需求的100倍以上。”中国能建集团所属中国电力工程顾问集团有限公司副总经理张力介绍。

浮空/高空风力发电（Airborne Wind Energy, AWE）技术正是解锁这片“蓝海”的关键钥匙。它通过系留航空器捕获高空稳定而强劲的风能，有望从根本上解决传统风电的痛点，甚至打破长期困扰能源行业的“不可能三角”（ 安全可靠、经济可及与环境友好）。

近年来，尤其是在中国，高空风力发电技术正经历从理论探索到工程化、商业化的进步。从兆瓦级系统成功试飞到城市上空成功发电，从获得顶级资本青睐到关键产业链环节的自主可控布局，一个全新的新能源产业赛道正悄然开启。

高空风力发电的概念由来已久，但将其从科幻构想转化为工程现实，需要攻克一系列世界级技术难题。全球范围内，经过多年探索，逐渐形成了两大主流技术路线。中国在近期的技术突破，尤其是在兆瓦级系统的快速迭代和工程化应用上，展现出从追赶到局部领跑的势头。

根据发电机在系统中的位置，高空风力发电技术主要分为“空基发电”和“陆基发电”两大类。两者在工作原理、技术挑战和应用场景上各有侧重，共同构成了当前产业探索的主要方向。

空基发电更像是空中的发电站，其原理是将发电机组直接搭载于浮空器（如飞艇、涵道式飞行器、无人机）上，在空中直接将风能转化为电能，再通过导电的系留缆绳将电力传输至地面站。这种模式如同将一座轻型发电站悬挂于“风力高速公路”上，实现持续稳定的发电。

本次参与试验的临一云川便是这一技术路线代表企业之一，其自主研发的S系列浮空风力发电系统是典型的空基方案。

临一云川CTO翁翰钶介绍，S2000浮空风力发电系统的工作原理，是利用冲氦的浮空器，把轻质发电系统带到空中，利用空中相对稳定的强劲风能去发电，然后通过系留的电缆，把电能从空中输向地面。

国外的早期探索者包括美国Altaeros Energies公司，其研制的浮空风力发电机也属于此类。

业内分析认为，空基发电由于发电机在空中持续迎风，发电过程相对稳定、连续，理论发电时间长。系统设计紧凑，对地面设施要求较低。但缺点也相对明显，对飞行器的轻量化设计要求苛刻，千米级的高压直流输电缆绳需要兼顾高强度、低重量、低阻力和高导电性。

陆基发电技术则是将发电机置于地面，空中飞行器仅作为捕能工具。飞行器在风力作用下，通过特定飞行轨迹产生巨大拉力，牵引系留缆绳，带动地面卷扬机（与发电机相连）旋转发电。这个过程分为“放线发电”和“收线耗能”两个阶段，通过循环往复实现净能量输出。

尽管看似远离简单，但由于需克服风切变、湍流、极端天气等影响，对设备装置的可靠性和运营维护要求很高。

2025年11月，世界最大5000平方米高空风力发电捕风伞在内蒙古阿拉善左旗试验场开伞，完成全部预定试验内容并成功实现空中收伞，这便是陆基发电的工程化应用试验。这一项目由中国能建主导，此次试验的伞梯式陆基高空风力发电系统，由“空中组件+牵引缆绳+地面组件”三部分构成。

资料显示，5000平方米捕风伞展开面积能盖住大概12个标准篮球场，开伞难度极高，运转中的地面卷扬机绳速高达每小时50至60公里。

高空风能国家重点研发计划试验工程现场总指挥曹仑介绍，拟建设的这座“电站”单机额定功率5兆瓦，从500米上升至3000米高度后，再返回初始位置，单次发电循环时间约为20分钟，上升一次的发电量约500千瓦时。据测算，正常状态下年发电量可达1000万千瓦时，相当于节约标准煤约3000吨。

“接下来我们还将进行多伞放飞试验，计划2026年底进入发电试验阶段。”中国能建相关技术专家透露。

值得一提的是，中路股份（600818.SH）通过其控股子公司广东高空风能技术有限公司，也深度参与了该技术路线的研发与商业化。国外的KiteGen（意大利）等公司是该路线的早期探索者。

空基与陆基路线并非绝对的优劣之分，而是针对不同技术挑战和应用场景的差异化解决方案。空基路线追求发电的稳定性和系统集成度，更像一个“空中能源平台”；陆基路线追求地面系统的可靠性和维护便利性，更像一个“动力风筝”。

任何一个新兴产业的崛起，都离不开一个成熟、稳定且自主可控的产业链。浮空风力发电产业链条长，涉及新材料、高端制造、自动控制、航空航天等多个领域。

去年6月，临一云川完成了天使轮融资，由中金资本旗下基金独家投资。这是临一云川继获得华强新能源、中科创星投资后，一年内的第三笔融资。这一轮融资对公司发展至关重要，将用于浙江舟山建立蒙皮材料生产基地，以及浮空风电领域的技术研发、设备采购、产能提升以及团队扩充等。

有了资金弹药的加持，仅仅半年过去，临一云川舟山新材料基地便成功试投产，生产基地即将建成。该项目破解国内高空风力发电系统关键材料高性能蒙皮材料依赖进口的“卡脖子”难题。

这一材料是浮空风力发电系统的核心部件，其性能直接决定了浮空器的飞行高度、有效载荷能力以及服役寿命。

“过去，我们的S500、S1500型浮空风电系统单套材料采购成本近500万元，核心技术受制于人，产业化举步维艰。”临一云川商务副总裁严祥川表示，舟山基地通过自主研发和规模化生产，使材料成本降低40%以上，采购周期缩短60%，实现了核心技术自主可控。

而在核心元器件领域，包括轻量化电机、高功率密度变流器、特种轴承以及作为控制系统大脑的PLC芯片等。随着国内风电产业整体的国产化进程，这些环节正逐步实现技术突破。

随着技术定型，规模化生产成为降低成本、满足市场需求的核心。临一云川在湖南岳阳设立的总装试验厂房，负责S1500等系统的总装，标志着中游制造环节已具备初步的批量生产能力。

而下游领域将是产业价值实现的最终环节，传统的风电运营商如龙源电力（001289.SZ）、三峡能源（600905.SH）等，凭借其丰富的项目开发经验和庞大的装机规模，未来有望通过合作或直接投资的方式，成为高空风电项目的主要开发者和运营者，将其纳入多能互补的能源体系中。

业内分析认为，除了并网发电，分布式、移动式的商业模式也极具潜力，例如为零碳工业园区、数据中心提供绿电直供，或作为“巨型移动充电宝”为海岛、矿区、灾区提供应急电力。

在清华大学新型电力系统运行与控制全国重点实验室助理研究员刘迪看来，高空风电领域的相关尝试，最大的意义在于对未来新能源的助力。高空风电未来的设计目标是在平流层，这样的话，它的储能会非常稳定。“这是一个很值得探索的领域，不过现在还处于起步阶段，未来还有一段路需要走。”