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来自 生命科学 2020-03-17 04:54 的文章
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太空:有星光还有“电”光

太空太阳能电力系统专家兼创业家John Mankins设计了世界第一个实用性的轨道太阳能发电站Solar Power Satellite via Arbitrarily Large PHased Array,简称SPS-ALPHA 。如果一切按计划进行,轨道太阳能发电站最早将于2025年卫星发射。

空间太阳能发电站工作示意图。

位于太空的太阳能发电站相比陆地发电站有许多优势:不受天气影响,没有大气层过滤光,不会有夜晚。它将能显著提高再生能源的可用性。

从水能到地热能、从风能到生物能,人类一直试图寻找更清洁、更高效的能源,来取代传统的化石能源。太空,成了一些创想者解开地球能源枷锁的蓝海。在太空建设太阳能发电站,是他们对于主力能源的全新设想。

也许,有人会觉得这个梦想遥远。但我们也将在实现梦想的过程中获益材料技术、太阳能利用技术都极有可能因此而飞越。这场仍在发酵的科学创想,其过程和结果都将为我们酝酿一份美好。

将中国的主力发电站建到太空去,这个动人心魄的想法在北京中国空间技术研究院一幢并不起眼的小楼里发酵着。一位耄耋老人,给我们描述了一幅美妙图景。

传统化石能源之外,谁能成为新主力

在漫漫太空之中、地球同步轨道之上,飘着一座座面积可比故宫的太阳能发电站,将炽热的太阳光转化为能量,传给地球,造福人类。

这个场景,是中科院院士王希季和同事们持续了30多年的梦想。发展空间太阳能发电站,他们认为是解决中国能源问题的根本出路。

煤炭、石油和天然气,多年来一直是中国的主食,占据了能源消耗的九成左右。两个预测,却让中国的能源温饱,都变得有些奢侈。

一个是关于石油。据国土资源部规划报告,目前我国已探明的石油只能开采14年左右,尽管每年可以新增10亿吨左右的探明储量,但可开采储备相对不足的现实依然严峻。

另一个是关于煤炭。我国煤炭探明可利用储量近2000亿吨,按照年产25亿吨原煤的速度推算仅供开采80年,不过是一个人的一生。

近些年来,我国的石油、天然气对外依存度都超过50%。国土资源部办公厅副主任孙家海曾对媒体表示。

年届九旬的王老铺开一沓资料,一板一眼地说起了能源问题。中国对能源日益增长的需求,恐怕在几十年内都停不下来。王老用手指比了一个七,70亿吨标准煤,这是专家预计的2021年中国能源消耗量。

有朝一日,当中国的最后一块煤被丢入煤炉后,中国拿什么喂饱自己?提出这个问题时,王老很严肃。严肃的背后,是一个令人焦急的现实:除了煤炭、石油和天然气,它们潜在的接班人都有各自的缺陷。

王老掐起指头,一一数来:水能,是有限的;风能、地面太阳能,不稳定;核能,存在一定的安全隐患。这些能源满足部分需求和作为补充是可以的,但是,解决能源问题,我们要的是一条根本出路。

在太空接收太阳能,更稳定也更有效

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