太空太阳能开启科技竞争新赛道

越来越多研究发现，太空太阳能技术具有重要战略意义，不仅能够提供持续稳定的清洁能源，对于满足因人工智能（AI）部署激增的电力需求至关重要。

▲图片由AI生成。

商业航天蓬勃发展背景下，太空太阳能作为其电源系统升级的核心方向，正迈向技术路线升级与产业化交付的新阶段。今年年初，马斯克曾公开表示，将为太空场景打造太阳能产能，以支撑太空算力目标，推动太空太阳能从航天配套加速向关键基础设施升级。

当前，太空经济已成为科技竞争核心赛道，作为太空中高效、长期的能源供给方式，太阳能无疑是空间环境首选能源。越来越多研究发现，太空太阳能技术具有重要战略意义，不仅能够提供持续稳定的清洁能源，对于满足因人工智能（AI）部署激增的电力需求至关重要。

2040年前有望具成本优势

世界经济论坛发布最新报告指出，太空太阳能目前在技术上和经济上都已可行，但前期成本仍然颇高。在适当的政策和财政支持下，小型太空太阳能项目最早可在2040年实现相较其他商业电源的成本优势。

太空太阳能是在卫星轨道部署太阳能收集装置，将太阳光转化为电能后以微波或激光形式传输至地面接收站的可再生能源利用方案。狭义上，是卫星、空间站、深空探测器等航天器的自备供电系统，保障各类在轨装备稳定运行；广义上，可涵盖空间太阳能电站等规模化形态，通过光电转换与无线传输技术，将电能送达地面目标区域。

伦敦国王学院研究指出，太空太阳能可以使欧洲对陆基可再生能源需求减少高达80%，并将储能需求降低2/3以上，实现这些目标的同时，还能降低欧洲能源系统总成本，在避免发电、储能和网络基础设施成本方面的支出，预计每年可节省359亿欧元。

太空太阳能的潜在输出和影响力巨大，高能量密度意味着在资源利用方面能大幅削减成本，不仅可以为航天器提供稳定可靠的能源，还能解决地面土地竞争问题，同时规避太阳能的间歇性问题。

世界经济论坛指出，与需要大规模储能系统的地面解决方案相比，一个太空太阳能系统提供相同的持续电力所需的关键矿产金属要少几个数量级。凭借绝佳资源效率、基荷电力生产能力、低生命周期温室气体排放以及可调度性，太空太阳能将成为全球应对飙升能源和电力需求和气候危机的关键组成部分。

重塑电力需求模式与市场格局

油价网指出，建设公用事业规模的太阳能和风力发电场需要大片土地，而这些土地往往与农业生产等需求相冲突，并且常常遭到目标开发地区社区的法律和政治阻力。此外，在电网已接近100%可再生能源的地区，清洁能源供应的不稳定性对能源安全构成重大威胁。

当地面太阳能和风力发电场依赖天气、季节和时间时，太空太阳能则可以全天候将无碳电力直接输送到电网中。太空中的太阳能收集装置将永无日落之夜，成为一种全天候的清洁能源基荷电力。

英国技术咨询公司Frazer—Nash研究发现，太空太阳能可以通过现有风力发电场直接连接到电网，从而更大程度降低部署成本。在英国海上风电场安装卫星接收器，接收从地球同步轨道卫星传输来的微波束，并将其直接转化为可并网的电力，从而与地面电网连接。此外，卫星接收器是透明的，这意味着可以安装在农田或与传统太阳能发电场共址，几乎不存在土地使用冲突问题。

显然，太空太阳能有望重塑电力需求模式、电网结构以及地面电力市场的战略未来。从应用场景来看，太空太阳能部署格局逐渐清晰。航天器自备供电是当前占比超90%的刚需场景，中期可拓展至太空算力中心能源供给，利用太空低温真空环境的高效辐射散热特性，缓解地面算力中心的散热瓶颈，同时有望成为地面偏远地区的能源补充方案，助力降低电网对风电、光伏等间歇性能源的依赖。

算力场景推动需求大增

按照马斯克规划，特斯拉和SpaceX未来3年将达成每年100吉瓦的太阳能产能，且专为太空场景量身打造，旨在支撑“每年100吉瓦太空算力部署”目标。

中信证券最新研报测算，如果马斯克的太空算力部署落地，远期太空太阳能市场价值有望达到5.6万亿元，成为新能源领域下一个重要增长极。

随着AI大模型训练对算力需求呈指数级增长，地面数据中心面临能耗过高、散热受限的瓶颈，太空数据中心成为科技巨头的新选择。华西证券测算，太空数据中心10年综合成本仅为地面的5%，而太阳能是唯一可行的能源解决方案。马斯克的太空算力部署目标，相当于需要配套同等规模的太空太阳能供电系统，直接打开了超大规模需求空间。

长期来看，综合低轨卫星叠加太空算力两大场景，将推动太空太阳能需求加速增长。中金研究预计，2025—2030年，太空太阳能需求重心仍为服务传统应用领域的低轨卫星，市场规模或达千亿元；2030年后，如果太空算力进入乐观部署阶段，太空太阳能需求有望迎来台阶式放大。

全球范围内，太空光伏行业仍处于技术验证与商业化初期。太空太阳能虽然处在更理想的入射光条件下，但相比地面太阳能部署，这绝非简单从地面向太空的技术转移，而是一场针对极端环境的大型进化。太空环境的高辐射、极端温差与真空条件，对设备组件提出了极端要求，包括能量条件更优、供电更稳定、退化与失效风险更高等，直接推动太阳能技术路线加速梯度迭代。中信证券强调，空间级材料成本居高不下、标准体系与认证流程发展滞后等因素，都可能制约太空太阳能行业成长节奏。

文丨本报记者 王林

End

欢迎分享给你的朋友！

出品 | 中国能源报（cnenergy）

责编丨李慧颖