葛昌純院士：向空間太陽能要電力

葛昌純“空間太陽能發(fā)電是解決能源危機(jī)的有效途徑。”近日，在接受記者采訪時，中科院院士葛昌純指出，要想從根本上解決我國和世界的能源危機(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能。上世紀(jì)60年代末，美國工程師Peter Glaser提出空間太陽能發(fā)電的概念，自此，國際學(xué)界對此的研究已經(jīng)超過40年，而空間太陽能發(fā)電站（SSPS）的技術(shù)基礎(chǔ)已建立起來。在葛昌純看來，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能，建立巨大的可再生能源戰(zhàn)略儲備，對于保證我國的能源獨立和安全、國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展及服務(wù)國防建設(shè)具有重要的戰(zhàn)略意義。與其他國家相比，我國面臨著更為嚴(yán)重的能源問題。我國油氣人均剩余可采儲量僅為世界平均水平的6%。近些年來，我國致力于地面太陽能電站的建設(shè)和推廣。一批批大型太陽能光伏電站相繼建立起來。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，太陽能的利用率低以及儲能問題難于得到徹底解決，地面太陽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。“在地面建太陽能電站，由于受大氣層的吸收和散射效應(yīng)影響，太陽光強(qiáng)到地面后衰減到1.0千瓦/平方米；而如果建立空間太陽能電站，光強(qiáng)為1.353千瓦/平方米，且99%的時間為白天，故而具有很高的發(fā)電效率。”葛昌純說，太空發(fā)電衛(wèi)星上同等面積的太陽能電池其發(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能總量相當(dāng)于人類剩余石油的總能量。以此推算開來，如果在地球同步軌道上建設(shè)太陽能電站，當(dāng)其實際轉(zhuǎn)換效率為10%時，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，從技術(shù)上來說，在我國建設(shè)空間太陽能發(fā)電站有著相當(dāng)大的現(xiàn)實可能性和必要性。20世紀(jì)70年代，美國就曾提出過一個20年內(nèi)投資2500億美元的預(yù)算報告，即用于建造可重復(fù)使用的兩級運(yùn)載器和60顆太陽能發(fā)電衛(wèi)星，不過，該項目終因預(yù)算過于龐大而沒有獲得通過。近期，美國太平洋]煤氣電力公司又宣布將與加州太陽能發(fā)電公司合作。由此，他們邁出了在外太空開發(fā)太陽能的第一步——在地球軌道上設(shè)立太陽能電池陣，然后將生成的電能轉(zhuǎn)化為無線電波束傳回地球，再由地面電力儲備站接收，轉(zhuǎn)化為電能后供應(yīng)給千家萬戶。“在迫切的能源需求面前，發(fā)展空間太陽能發(fā)電對中國而言勢在必行。”葛昌純說。此外，葛昌純指出，近年來，作為高端裝備[1.04%]制造基礎(chǔ)的材料科學(xué)與技術(shù)在我國迅猛發(fā)展，我國在先進(jìn)能量轉(zhuǎn)換材料、納米材料、各種功能梯度材料、超輕超強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料、超導(dǎo)材料、各種復(fù)合材料和抗輻照材料等領(lǐng)域都取得了顯著成績，而這可以為我國發(fā)展空間太陽能電站提供重要的支撐。“目前，我國在空間太陽能發(fā)電所需一系列關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面并不落后于美、日等發(fā)達(dá)國家。”葛昌純說，如果像搞“兩彈一星”那樣，集中力量辦大事，我國完全有可能引領(lǐng)國際空間太陽能發(fā)展。