沙漠、极地、海洋全可供电！太空电站真能终结能源地理歧视？

​ ​你是否想过，有一天打开电灯，用的竟是来自36000公里外太空的阳光？​像科幻小说似的，这听着，不过，到2026年，美国Aetherflux公司打算发射一颗1.3千瓦的测试卫星，用红外激光把太空电能传送回地球。

​ ​马斯克还说要每年往太空部署100吉瓦太阳能卫星得知道，这相当于全球2025年光伏新增装机量的六分之一。​当地面光伏还在为阴雨天发愁时，太空已经准备好24小时不间断"来电"。
​ ​这场能源革命的核心逻辑简单得令人吃惊。地球大气层会反射30%的太阳能，再吸收掉25%。而在太空中，太阳辐照强度达到1367瓦特每平方米，比地面高出30%以上。
​部署在地球静止轨道上的太阳能卫星，可以做到99%的时间都持续有光照，能量密度是地面的7到10倍，​更关键的是，太空光伏发电效率能到40%到50%，而地面光伏板就只有20%到25%，这种技术优势正在催生三个实实在在的应用场景。眼下最成熟的是卫星自用供电，光伏已经成为航天器长期在轨运行唯一满足"轻量化、可持续、无补给"的方案。单颗卫星的太阳翼价值占比超过15%。全球目前有约1.45万颗在轨活跃卫星，这个数字还在以指数级速度增长。
​ ​想象力更大的是太空数据中心。在地面，服务器得用好多电费，还得有复杂的散热系统，可在太空，外太空能做到近乎零成本散热，中信建投测算，要是太空数据中心进到每年100吉瓦的部署阶段，全球相关光伏供电市场规模就会涨到5000亿美元以上，这个数字相当于现在全球光伏产业年产值的一半。

​ ​第三个场景更有颠覆性就是向地球传输电能。英国SpaceSolar公司正在研发仙后座空间站，打算在3.6万公里高的地方弄个宽1.8公里的巨型平台，它是由好几百万人覆盖光伏板的卫星组成的，通过微波或者激光把电能传回到地面，这就意味着沙漠、海洋、极地这些地方，随便哪儿都能收到从太空来的清洁电力，再也不受本地日照条件的限制。
​ ​2024年全球太空太阳能市场的价值是31亿美元。看上去这个数字不算大，不过预计在2025到2034年这个时间段里，复合年增长率比较超过7.9%。市场规模，到2030年，有希望朝着万亿级别的方向发展天合光能、晶科能源等中国光伏巨头已经开始布局三结砷化镓电池和钙钛矿叠层电池。
​ ​特斯拉与SpaceX计划在美国建设200吉瓦光伏产能，部分就是为了太空需求。
​ ​理想是挺丰满的，可是现实的阻力也不小，传统火箭发射成本能达到每公斤2000美元，建一座吉瓦级太空光伏电站得发射上万吨设备，光发射费用就超过一千亿美元，SpaceX的可重复使用火箭正在改变这种状况，不过要把成本降到每公斤200美元以内，这样电价才有竞争优势。

​ ​更棘手的是无线传能技术。将千兆瓦级电力从太空高效稳定传回地面，目前仍是重大技术瓶颈。
​ ​一座5吉瓦的地面接收站造价大概是10亿美元，占地面积大得很。微波下行传输得在2.45吉赫兹频段工作，这就需要和其他卫星系统严格协调一下，还有人担心高能束流的安全性，虽然Aetherflux设计了遇阻自动关停功能，但是公众的疑虑还得需要时间来消除。
​ ​太空光伏组件的制造成本是地面的上百倍。砷化镓电池效率比较高但是价格相当贵，钙钛矿电池稳定性还没有充分验证完善，传统硅基电池需要重新适应太空环境，封装、焊接等工艺需要花很长时间去验证，批量化生产以及产业链配套都是急需解决的难题，上海交通大学教授沈文忠直接说，如果这些障碍没有办法突破，商业化还要等一些日子。
​按照“卫星供电-低轨星座-太空算力中心”的路径，太空光伏会在3到5年里头发展，短时间之内，它不会代替地面光伏，反倒会出现「地面是主要的、太空来补充」的情形，而真正关键的时候也许出现在2028到2030年，到那时候，SpaceX的星舰运载能力将会充分发挥，可重复使用火箭技术会走向成熟，发射成本有机会降到每公斤500美元以下。

​ ​有个值得留意的趋向，这场竞赛，已经不只是在技术和商业范畴，欧洲航天局、日本宇宙航空研究开发机构、中国，都在推进自身的太空太阳能项目，谁先达成技术打破还有商业化，谁就能在将来能源格式里占主导位置，这可不单单是发电方式的改动，还关系到国度能源平安以及战略自主权。
​ ​抬头望着星空的时候，或许你不要问问自己一个问题，人类是不是已经准备好迎接一个电力从头顶而不是脚下获取的时代，在这个时代里，能源不再受地理和气候限制，每个地方都能享受到来自太空的永恒阳光，到那时候，你和能源的关系会变成什么样？
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