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　　能源是人类社会赖以生存和发展的基础ღ◈，能源短缺以及传统化石能源带来的全球性气候与环境问题成为制约世界社会与经济可持续发展的重要因素ღ◈。为解决能源发展问题ღ◈，近年来各国政府重视推动太阳能光伏等产业发展ღ◈，希望利用太阳能这一可再生的清洁能源申博太阳城ღ◈，助力全球能源转型发展ღ◈。而将地面光伏系统搬上天ღ◈，建造天基太阳能电站ღ◈，将极大提升能源收集和利用效率ღ◈，并将打破地面限制ღ◈，实现全球范围内随时随地和按需分配的新型能源供给方式ღ◈，创造绿色清洁的能源发展新生态ღ◈。

　　天基太阳能电站是指在太空将太阳能转化为电能ღ◈，再通过微波或激光等方式将能量传输到地面的电力系统ღ◈。自从1968年美国彼得·格拉泽博士提出以来ღ◈，天基太阳能电站受到国际广泛重视并被持续研究ღ◈，但由于系统规模大ღ◈、技术难度高ღ◈，迄今尚未能建成一个完整的天基试验电站ღ◈。

　　与地面常规能源相比ღ◈，天基太阳能具有诸多优势ღ◈：一是能源供应充足ღ◈，太阳作为巨大的核反应堆可在数十亿年间提供稳定的能量来源ღ◈；二是能源利用清洁ღ◈，太阳以电磁波的形式向外传递能量ღ◈，在传输和转化过程中不会对气候和环境产生负面影响ღ◈；三是能源转化效率高ღ◈，‌地球表面平均辐射的数值大约为340W/m²ღ◈，而太空太阳能辐射可达1353W/m²申博太阳城ღ◈，因此在轨开展太阳能收集效率更高ღ◈；四是能源使用覆盖广泛ღ◈，天基太阳能电站可摆脱地面区域束缚ღ◈，利用轨道高度优势ღ◈，实现能源的广域调配ღ◈，可随时按需提供能源保障ღ◈。

　　目前ღ◈，国际上天基太阳能电站尚处于研发阶段ღ◈，由于其工程规模及技术难度巨大ღ◈，美国有智库称之为航天领域的“曼哈顿工程”ღ◈。近年来ღ◈，太阳电池效率ღ◈、微波转化效率以及相关的空间技术取得了很大进步ღ◈，为天基太阳能电站的研发奠定了良好的基础ღ◈。

　　美国侧重推进天基太阳能电站技术研发与测试ღ◈。2020年5月ღ◈，美海军研究实验室将“光伏射频天线B飞行器上ღ◈，在轨验证天基太阳能发电系统电力电磁波传输的可行性ღ◈。2021年1月ღ◈，X-37B初步验证数据显示在轨测试结果优于地面测试效果ღ◈。

　　2021年9月ღ◈，美空军研究实验室开展“天基太阳能增量示范和研究”（SSPIDR）计划ღ◈。该计划旨在使安装在卫星上的太阳能电池阵列在轨收集太阳能ღ◈，并将其转换为射频ღ◈，然后发射至地球ღ◈。地面服务人员将能够使用移动设备在全球各地接收能量ღ◈，使其为整个前沿作战基地供电力能源ღ◈。诺格公司作为SSPIDR主承包商获得1亿美元资金ღ◈，用于开展太空能到射频的能量转换研究ღ◈。2022年1月ღ◈，美空军研究实验室和诺格公司在实验室中成功将太阳能转换为射频ღ◈。在实验中ღ◈，诺格公司利用一台太阳模拟器照射“夹层瓦”太阳能电池板ღ◈，成功将太阳能转换为射频能ღ◈。此次实验成功将为美空军于2025年在轨开展太阳能射频转换试验奠定基础ღ◈。

　　2023年8月ღ◈，美国加州理工学院的天基太阳能演示器原型机完成首次太空无线能量传输ღ◈。该原型机利用轻型微波发射器MAPLE申博太阳城ღ◈，验证了天基太阳能发电的可行性ღ◈。在实验中ღ◈，MAPLE在轨成功完成对太阳能量的收集和传输ღ◈，在太空中点亮一对led灯被一帮同学拉到没人的地方ღ◈，并将收集到的能量发射回地面ღ◈，被加州理工学院戈登和贝蒂摩尔工程实验室放置在屋顶的接收器检测到ღ◈。此次测试是全球首次在轨开展的无线能量传输和对地回传技术验证测试ღ◈，标志着天基太阳能发电技术的重大飞跃ღ◈，将为未来天基太阳能电站建设奠定重要基础ღ◈。

　　2024年10月ღ◈，美国Aetherflux公司计划在近地轨道上开发并部署卫星星座ღ◈，用于收集太阳能ღ◈。与设想部署在地球静止轨道上的天基太阳能发电站概念不同ღ◈，该星座部署在低轨ღ◈，并将采用基于红外激光将电力传输回地球ღ◈。据悉ღ◈，该公司计划在2026年初发射一颗小型卫星来展示这项技术ღ◈。

　　此外ღ◈，在技术发展规划方面ღ◈，美国超越地球研究所曾于2021年8月向美国国家太空委员会提交《国家天基太阳能战略》总统政策令草案ღ◈，建议开展天基太阳能系统建设ღ◈。该草案的目标是开发天基太阳能电站ღ◈，为地球提供净零碳商用电力ღ◈。草案建议ღ◈：一是遵循安全ღ◈、安保和可持续性原则ღ◈，发展民用和商业天基太阳能电站ღ◈。二是白宫应指定NASA领导国务院ღ◈、能源部ღ◈、国防部等机构以及私营部门ღ◈，并通过国际合作发展天基太阳能电站ღ◈。三是制定21世纪20年代天基太阳能电站发展路线图ღ◈。

　　欧洲重视天基太阳能技术布局ღ◈，为碳中和及能源转型提供支持ღ◈。欧空局方面ღ◈，欧空局在2021年3月发布《欧空局议程2025》中指出ღ◈，空间技术要为欧洲碳中和与能源转型提供支持ღ◈，建议对天基太阳能发电开展新一轮研究ღ◈。2023年1月ღ◈，欧空局正式启动SOLARIS天基太阳能电站预先研发计划ღ◈，计划在3年内将投资6000万欧元ღ◈，对太阳能电池被一帮同学拉到没人的地方ღ◈、直流至射频转换器ღ◈、装配机器人ღ◈、波束控制天线等关键技术开展研究ღ◈，为2025年后开展在轨验证和全系统验证奠定技术基础ღ◈。

　　英国方面ღ◈，2021年9月ღ◈，英国航天局在《国家太空战略》中提出要发展天基太阳能电站ღ◈，提供潜在的零碳能源ღ◈。2022年4月ღ◈，英国政府计划投资160亿英镑在太空建造太阳能发电站ღ◈，将从小型试验开始ღ◈，到2040年建成一个可运行的太阳能发电站ღ◈。该天基太阳能发电站直径为1.7千米ღ◈，重约2000吨ღ◈，将为英国提供2吉瓦的电力ღ◈。英国预计到2050年全球能源需求将增长近50%ღ◈，利用太空太阳能发电可能是应对不断增长的能源需求和全球气温上升的关键方案ღ◈。2023年6月ღ◈，英国能源安全部提供430万英镑政府资金ღ◈，用于驱动天基太阳能产业的发展ღ◈。英国航天局认为ღ◈，天基太阳能技术仍处于发展早期阶段ღ◈，但是在提升英国能源安全方面具有巨大的潜能ღ◈，可以减少化石燃料的使用ღ◈，降低家庭能源开支ღ◈。2024年4月ღ◈，英国能源安全和净零排放部宣布投入300万英镑ღ◈，支持9个“天基太阳能创新竞赛”项目ღ◈，旨在开发将太空中的太阳能转化为电能并传输回地球的技术ღ◈，资助主题包括ღ◈：无线电力传输ღ◈；高聚光太阳能光伏发电ღ◈；天基太阳能能源系统工程ღ◈；天基太阳能太空任务架构可行性研究ღ◈。

　　日本将天基太阳能技术列为发展重点ღ◈，积极开展关键技术验证ღ◈。在政策规划方面ღ◈，2021年7月ღ◈，日本内阁府太空开发战略本部将推进天基太阳能项目发展列为太空基本计划工程表的重点事项ღ◈，拟于2050年前建设商业天基太阳能电站ღ◈。在技术测试方面ღ◈，2015年申博太阳城ღ◈，日本宇宙航空研究开发机构成功将1.8千瓦的电力传输到55米处的无线月ღ◈，日本航天公司公布了微型天基太阳能技术验证卫星信息ღ◈。该卫星重约180千克ღ◈，部署在400千米轨道高度ღ◈，利用2平米光伏板收集太阳能ღ◈，尝试利用微波对地传输约1千瓦的电力ღ◈。

　　2024年12月ღ◈，日本宇宙航空研究开发机构和日本航天系统公司开展空地长距离微波输电测试ღ◈。在测试中ღ◈，研究人员将功率发射器安装在飞机上ღ◈，从7000米高空向地面指定位置发射微波ღ◈，部署在地面的13个监控设备准确接收到微波能量ღ◈。根据计划ღ◈，日本将于2025年4月利用在轨小卫星开展太空到地面的电力传输测试ღ◈。

　　韩国将天基太阳能电站纳入国家科技项目ღ◈，推进重点技术研发ღ◈。2018年ღ◈，韩国宇航研究院启动天基太阳能电站领域的研究项目ღ◈，提出韩国发展电站计划及K-SSPS概念ღ◈，重点研发卷绕式电池阵和展开天线技术ღ◈、高压高功率电力管理系统和无线年ღ◈，韩国电工研究院（KERI）得到国家科技重大项目支持ღ◈，获得总计1100万美元资金支持ღ◈。2022年ღ◈，韩国提出计划于2027-2029年发射双星进行空间无线能量传输技术验证ღ◈，包括能量传输卫星和能量接收卫星ღ◈，运行轨道为太阳同步晨昏轨道ღ◈。

　　2024年5月被一帮同学拉到没人的地方ღ◈，韩国宇宙航空研究院和韩国电工研究院的研究人员在《天基太阳能和无线传输》中描述了韩国K-SSPS天基太阳能卫星概念ღ◈。K-SSPS将由可重复使用的火箭发射被一帮同学拉到没人的地方ღ◈，在低轨道进行机器人组装和测试ღ◈，然后使用太阳能电池阵列供电的太阳能电动推进器推进到地球静止轨道ღ◈。根据设计ღ◈，K-SSPS将通过直径4千米的整流天线个K-SSPS后ღ◈，总收集功率将达120GWღ◈，每年将提供1TW的电力ღ◈，超过韩国2021年的用电量ღ◈。

　　中国稳步推进天基太阳能电站技术试验系统建设ღ◈。在国家有关部门支持下ღ◈，我国从“十一五”正式开始天基太阳能电站研究申博太阳城ღ◈，虽然投入资金有限ღ◈，但经过十几年的自主创新研究ღ◈，在系统设计和关键技术方面取得了部分重要成果ღ◈，得到了国际上的广泛认可ღ◈，成为推动国际天基太阳能电站发展的核心力量之一ღ◈。

　　2014年ღ◈，国家层面组织专家开展了“太空发电站发展规划及关键技术体系”论证工作ღ◈，并提出我国天基太阳能电站发展规划建议ღ◈：中期目标是在2030年左右建设兆瓦级天基太阳能试验电站ღ◈，实现应急供电并开展科学研究ღ◈；远期目标是在2050年前具备建设百万千瓦级商业化天基太阳能电站的能力ღ◈，满足国家可持续发展对能源安全的战略需求ღ◈。

　　目前ღ◈，我国正在建设两个实验基地ღ◈，一个重庆建立的“天基太阳能电站实验基地”ღ◈，该基地于2018年12月启动ღ◈，将建成面向微波无线能量传输ღ◈、激光无线能量传输ღ◈、复杂环境高压电力系统ღ◈、高功率无线能量传输的环境效应等的综合实验基地和国际合作基地ღ◈。另一个是在西安建立的“天基太阳能电站全链路地面演示验证系统”ღ◈。该系统于2022年6月开展了天基太阳能电站全链路能量转换和传输试验ღ◈，垂直方向微波能量传输距离55米ღ◈，发射微波功率超过2kWღ◈。

　　天基太阳能电站作为新型清洁可持续能源系统具有巨大的发展和应用潜力ღ◈，对于推进能源绿色转型和航天等前沿技术发展具有重要意义ღ◈。

　　一是为全球提供清洁能源被一帮同学拉到没人的地方ღ◈。天基太阳能电站通过部署在地球静止轨道的卫星收集太阳能被一帮同学拉到没人的地方ღ◈，并将其转化为高频无线电波传输到地面ღ◈，再转换为电能并入电网ღ◈，可实现全年ღ◈、全天候ღ◈、全地域不间断的电力供应ღ◈。同时ღ◈，天基太阳能发电过程中不产生二氧化碳等温室气体和其他污染物ღ◈，有助于减少碳排放ღ◈，应对气候变化挑战ღ◈。此外ღ◈，天基太阳能系统还可为偏远地区ღ◈、岛屿以及灾区提供能源支持ღ◈，为改善生活环境和保障救援工作提供重要帮助ღ◈。

　　二是带动能源ღ◈、航天等前沿技术进步ღ◈。天基太阳能电站具有建设周期长ღ◈、组网规模大ღ◈、部署成本高等特点ღ◈，现有航天运输和在轨组装技术难以支持ღ◈。天基太阳能电站作为重大工程项目ღ◈，将创造新的技术和市场需求ღ◈，进一步带动重型可复用火箭被一帮同学拉到没人的地方ღ◈、在轨组装ღ◈、机器人ღ◈、光伏ღ◈、无线电力传输等前沿技术研发突破ღ◈，并形成能源与航天交叉的新型产业链ღ◈，创造新的就业机会ღ◈。

　　三是助力深空探索ღ◈。当前ღ◈，主要航天国家正在开展新一轮探月热潮ღ◈，聚焦月球南极探索ღ◈、载人登月和月球基地建设等ღ◈，未来还将加大对火星等更远天体的探索力度ღ◈。可靠的太空能源保障是提升深空探索竞争优势的关键ღ◈。天基太阳能电站作为“太空充电宝”可为飞船ღ◈、探测器ღ◈、空间站等提供持续能源供给ღ◈，帮助人类拓展太空活动范围ღ◈，缩短星际旅程时间ღ◈，还将为月球基地ღ◈、火星殖民等星际任务提供能源补给ღ◈，为人类实现地外长期驻留提供重要支持ღ◈。

　　习近平总书记指出ღ◈，我国经济社会发展比过去任何时候都更加需要科学技术解决方案ღ◈，更加需要增强创新这个第一动力ღ◈。天基太阳能电站作为一种具有广阔应用前景的新型能源利用系统ღ◈，受到美欧日韩等国家和组织的重视ღ◈，或将成为变革未来能源发展生态的关键突破口ღ◈，引发新一轮技术和产业革命ღ◈。目前ღ◈，我国通过建设地面试验设施ღ◈，对天基太阳能电站相关技术开展研究和测试ღ◈，并取得大量创新成果ღ◈，但仍缺少在真实太空环境下开展技术测试的关键环节ღ◈。为进一步加快推进天基太阳能技术发展ღ◈，建议将天基太阳能电站纳入国家中长期科技发展规划ღ◈，统筹力量加强对远距离大功率无线能量传输等关键技术开展攻关ღ◈，并适时进行在轨技术实验ღ◈，带动能源ღ◈、航天等前沿技术领域创新发展ღ◈，助力强国建设ღ◈。

　　[1] 王希季,闵桂荣.发展空间太阳能电站引发新技术产业革命[J].能源与节能,2011,(05):1-2+15.

　　国际技术经济研究所（IITE）成立于1985年11月ღ◈，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构ღ◈，主要职能是研究我国经济ღ◈、科技社会发展中的重大政策性ღ◈、战略性ღ◈、前瞻性问题ღ◈，跟踪和分析世界科技ღ◈、经济发展态势ღ◈，为中央和有关部委提供决策咨询服务ღ◈。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号ღ◈，致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见ღ◈。光伏发电ღ◈，太阳城ღ◈。申博ღ◈，