行得通嗎？法國國家科學(xué)家與東京大學(xué)嘗試高空太陽能云上發(fā)電

　　迪士尼動畫《大英雄天團》中虛構(gòu)的“舊京山”市上空飄滿了高空風(fēng)力發(fā)電氣球，雖然城市是虛構(gòu)，技術(shù)卻不是虛構(gòu)，高空能源（Altaeros Energies）所發(fā)展的高空風(fēng)力發(fā)電機在2014年獲日本軟銀（Soft Bank）投資700萬美元；同為可再生能源，如今太陽能也不甘示弱的往高空發(fā)展，法國國家科學(xué)研究中心與東京大學(xué)合作經(jīng)營的NextPV實驗室提出高空太陽能的構(gòu)想。

　　NextPV實驗室的法國總裁，專精電化學(xué)、表面化學(xué)與材料工程的尚法蘭索瓦˙吉莫斯（Jean-Franois Guillemoles)說明高空太陽能的點子太陽能所謂不穩(wěn)定性，主要來自于天氣方面的干擾，當(dāng)云層飄過時，地面的太陽能發(fā)電設(shè)施因為陽光遭到遮蔽而發(fā)生發(fā)電量急降，造成電網(wǎng)調(diào)度上的困擾，但是，在云層上方，整天都有太陽，每天都是陽光普照。至于該如何把太陽能板架到高空中，辦法跟高空風(fēng)力發(fā)電一樣采用大型氣球。

　　以目前的電網(wǎng)技術(shù)，太陽能受到云層飄過而發(fā)電中斷產(chǎn)生的調(diào)度問題，已經(jīng)可配合天氣預(yù)報預(yù)先準(zhǔn)備，不過云層遮蔽造成的發(fā)電量減少就無法避免，若采用高空太陽能發(fā)電，在云層之上，不管地面是陰天與天照樣發(fā)電，加上減少穿過地面空氣與灰塵的厚度，如此一來，發(fā)電量可望為地面的5倍。

　　但是高空氣球架上太陽能板，萬一遇上臺風(fēng)怎么辦呢？簡單，搭配氣象預(yù)報，若遇上極端氣候時，把氣球收下來即可；此外，為了避免飛機意外撞上，氣球也應(yīng)該裝上信號燈，信號燈耗用的電力不多，可由氣球本身所發(fā)的電提供。

　　NextPV目前正研究要以何種方式從氣球送電回地面，以及高空太陽能發(fā)電相對于地面太陽能發(fā)電設(shè)施的成本效益如何，不過NextPV重點不僅在于成本，氣球可移動、安裝容易，這項特性，不僅使得設(shè)置設(shè)備的碳足跡相當(dāng)?shù)停彩沟酶呖仗柲馨l(fā)電可以如高空風(fēng)力發(fā)電一樣可以自由收放、移動位置，因此開啟許多應(yīng)用方式的可能性，如臨時支持偏遠斷電區(qū)域，或是為臨時的偏遠工程供電等。

　　做為分散式能源使用

　　然而，NextPV的狂想還不僅止于此，既然高空太陽能是以大型氣球為基礎(chǔ)，NextPV甚至想以氣球本身為能源儲存方案，NextPV打算以氫氣填充氣球，氫氣不僅能讓氣球漂浮，還能做為能源儲存，吉莫斯認為，高空太陽能設(shè)備可接上氫燃料電池系統(tǒng)，電力有余裕時，制造氫氣儲存于氣球本身；當(dāng)夜間需要用電時，就從氣球汲取氫，以氫燃料電池發(fā)電，氣球的大小可儲存10天的發(fā)電量，供應(yīng)夜間需求綽綽有余。

　　不過這個氫儲存的狂想部分受到許多質(zhì)疑，首先是制氫設(shè)備要放在何處？若在氣球上，則將大為增加氣球重量，恐影響飄浮能力，若放本地面，則要有氫氣管線通往天上的氣球，顯然有相當(dāng)危險性；其次是，目前許多國家都已經(jīng)明令禁止氫氣球，也就是說若是以氫氣填充氣球，則無法合法營運。

　　其實若只是為了要夜間供電，也不用如此大費周章，可本地面設(shè)置電池技術(shù)為基礎(chǔ)的能源儲存站即可，不論是用主流的鋰電池，或是應(yīng)用其他電池技術(shù)如液流電池等均可，電池站也可裝載在貨柜上，跟氣球一樣有移動性，支持譬如偏遠臨時工程等應(yīng)用。

　　市場也質(zhì)疑高空太陽能發(fā)電若是要連上電網(wǎng)，再加上并網(wǎng)所需的監(jiān)控、調(diào)控等成本，恐怕價格上沒有市場競爭力。不過高空太陽能若是真能實現(xiàn)，初期應(yīng)用顯然會是做為分散式能源使用，可支持臨時需用電的偏遠地區(qū)、臨時性工程、偏遠工業(yè)場址、礦場、軍事基地，或是支持災(zāi)難救助、野外研究、以及野外音樂會等各種臨時性活動等，這些偏遠或臨時工程的用電需求原本無法滿足或成本極高，高空太陽能會是相當(dāng)好的解決方案，這些領(lǐng)域并不需要與電力公司電網(wǎng)價格競爭，最大的競爭對手，反而可能將是高空風(fēng)力發(fā)電。

　　當(dāng)技術(shù)發(fā)展成熟，高空太陽能其實可望有更有效率、更多附加價值的應(yīng)用方式，例如，同樣以氣球搭載，高空太陽能氣球可與高空風(fēng)力發(fā)電機結(jié)合，不僅一舉兩得，還能順帶解決夜間供電問題；陽光普照的日子，高空太陽能氣球飄浮城市上方，或可提供遮蔭降低熱島效應(yīng)，不僅本身發(fā)電，還能減少城市用電，這些都具有想像空間。無論如何，期望NextPV盡快打造出原型機開始測試吧。