“空間太陽(yáng)能發(fā)電是解決能源危機(jī)的有效途徑。”近日,在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí),中科院院士葛昌純指出,要想從根本上解決我國(guó)和世界的能源危機(jī),主要有兩條途徑:一條是利用核聚變能,另一條就是利用空間太陽(yáng)能。
上世紀(jì)60年代末,美國(guó)工程師PeterGlaser提出空間太陽(yáng)能發(fā)電的概念,自此,國(guó)際學(xué)界對(duì)此的研究已經(jīng)超過(guò)40年,而空間太陽(yáng)能發(fā)電站(SSPS)的技術(shù)基礎(chǔ)已建立起來(lái)。
在葛昌純看來(lái),建立技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上可行的太空發(fā)電站系統(tǒng),可以有效利用空間太陽(yáng)能,建立巨大的可再生能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備,對(duì)于保證我國(guó)的能源獨(dú)立和安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展及服務(wù)國(guó)防建設(shè)具有重要的戰(zhàn)略意義。
與其他國(guó)家相比,我國(guó)面臨著更為嚴(yán)重的能源問(wèn)題。我國(guó)油氣人均剩余可采儲(chǔ)量?jī)H為世界平均水平的6%。
近些年來(lái),我國(guó)致力于地面太陽(yáng)能電站的建設(shè)和推廣。一批批大型太陽(yáng)能光伏電站相繼建立起來(lái)。然而,由于受到晝夜交替、氣候限制、季節(jié)變換以及地理緯度等方面的限制,太陽(yáng)能的利用率低以及儲(chǔ)能問(wèn)題難于得到徹底解決,地面太陽(yáng)能至今還只能作為不穩(wěn)定的、非主導(dǎo)的可再生能源使用。
“在地面建太陽(yáng)能電站,由于受大氣層的吸收和散射效應(yīng)影響,太陽(yáng)光強(qiáng)到地面后衰減到1.0千瓦/平方米;而如果建立空間太陽(yáng)能電站,光強(qiáng)為1.353千瓦/平方米,且99%的時(shí)間為白天,故而具有很高的發(fā)電效率。”葛昌純說(shuō),太空發(fā)電衛(wèi)星上同等面積的太陽(yáng)能電池其發(fā)電量可達(dá)地面發(fā)電量的10~15倍,地球同步衛(wèi)星軌道1公里寬度的面積每年接收的太陽(yáng)能總量相當(dāng)于人類(lèi)剩余石油的總能量。
以此推算開(kāi)來(lái),如果在地球同步軌道上建設(shè)太陽(yáng)能電站,當(dāng)其實(shí)際轉(zhuǎn)換效率為10%時(shí),電站的總功率為21太瓦。根據(jù)2007年的數(shù)據(jù)顯示,世界上所有的能源需求約為每年15太瓦。
葛昌純說(shuō),從技術(shù)上來(lái)說(shuō),在我國(guó)建設(shè)空間太陽(yáng)能發(fā)電站有著相當(dāng)大的現(xiàn)實(shí)可能性和必要性。
20世紀(jì)70年代,美國(guó)就曾提出過(guò)一個(gè)20年內(nèi)投資2500億美元的預(yù)算報(bào)告,即用于建造可重復(fù)使用的兩級(jí)運(yùn)載器和60顆太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星,不過(guò),該項(xiàng)目終因預(yù)算過(guò)于龐大而沒(méi)有獲得通過(guò)。
近期,美國(guó)太平洋煤氣電力公司又宣布將與加州太陽(yáng)能發(fā)電公司合作。由此,他們邁出了在外太空開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能的第一步——在地球軌道上設(shè)立太陽(yáng)能電池陣,然后將生成的電能轉(zhuǎn)化為無(wú)線電波束傳回地球,再由地面電力儲(chǔ)備站接收,轉(zhuǎn)化為電能后供應(yīng)給千家萬(wàn)戶。