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今年以(yi)来,太空光伏成为(wei)全球(qiu)科技与资本的两重焦(jiao)点。从(cong)SpaceX勾画的宏大太空能源蓝图,到商业(ye)航天产业(ye)爆发(fa)催生的用电刚性需求,再(zai)到资本市场的强(qiang)烈热闹追捧,多重力(li)量交织共(gong)振,将这种能源形(xing)状推向(xiang)时代聚光灯下。
以(yi)后太空光伏究(jiu)竟有哪些技术路线?其真实的商业(ye)化程度如何?面对劈面而来的热度,行业(ye)又该如何保持(chi)清醒?多位受访的业(ye)内人士表示,光伏若想真正实现范围化的“九天揽月”,其根基仍在于技术的成熟与靠得住,以(yi)及成本的可及性。
站下行业(ye)新风(feng)口
太空光伏是指在太空轨道、月球(qiu)等地外环境中行使太阳能光伏技术猎取能源,通过无线方式将电力(li)传输至空中,或为(wei)在轨卫星(xing)、空间站、太空数据中心等设施供(gong)电。
现实上,对航天领域而言(yan),光伏并非新鲜事物,二者结缘已久。早在1958年,美国“前(qian)锋一号”卫星(xing)首次搭载(zai)光伏电池(shi)进入太空,开启了光伏技术的太空应用史;20世纪80年代,我(wo)国“东方红四号”卫星(xing)也采纳了刚性太阳能电池(shi)阵列供(gong)电,奠定了我(wo)国航天光伏的早期底子。
而真误点燃本轮热潮的,是比年来商业(ye)航天的爆发(fa)式增(zeng)长,为(wei)太空光伏提供(gong)了最直接的需求驱动。低轨卫星(xing)星(xing)座建设明显提速,通信、遥感、导航等应用需求持(chi)续(xu)释放。与此同时,商业(ye)火箭的发(fa)射成本大幅下降,入轨能力(li)显著(zhu)提升,让更长在轨寿命(ming)、更复杂载(zai)荷任务成为(wei)常态,对稳定、高效、持(chi)久的能源供(gong)应零(ling)碎产生了亘古未有的需求,太空光伏由此站上产业(ye)风(feng)口。
从(cong)更长近视角来看,商业(ye)航天叠加太空算力(li),正为(wei)光伏产业(ye)翻(fan)开一个亘古未有的广阔(kuo)市场。一家航天企业(ye)的技术人员表示,未来的卫星(xing)将不再(zai)只是“照相、传数据”,而是类似“太空中的数据中心”,承担在轨AI模子训(xun)练、低延(yan)时边(bian)缘较量争论、高能耗星(xing)载(zai)载(zai)荷、大范围星(xing)座协同较量争论等任务。这些都对能源供(gong)应提出了颠覆性的要求。
而2025年,多项关键进展成为(wei)太空光伏发(fa)展的转(zhuan)机点:我(wo)国“逐日工程”实现从(cong)3.6万(wan)公里(li)外轨道向(xiang)空中无线传电并点亮灯具,同步轨道光伏发(fa)电效率达到空中的8.6倍;马(ma)斯克旗下星(xing)舰火箭回收技术取得冲破,大幅降低发(fa)射成本。
“太空光伏在今年开年成为(wei)热门绝非有时,核心是‘技术冲破+资本炒作+政(zheng)策(ce)预期’三者叠加的结果。”上海有色网光伏高级阐明师(shi)郑天鸿说。
商业(ye)化道阻且长
业(ye)内人士介绍,太空中极端的温度环境、强(qiang)辐射环境、高真空环境等,对能源供(gong)应提出了极其严苛的要求,而太空任务的特殊性还(hai)要求能源供(gong)应具备长期的稳定性和靠得住性。太空光伏要想成功商业(ye)化,仍面临庞大挑战(zhan)。
概念火爆之下,行业(ye)共(gong)识越发(fa)清晰:以(yi)后全球(qiu)太空光伏技术整体仍处于索求验证早期,远未到确立主流技术路线的阶段。
据了解,目前(qian)太空光伏的主要技术路线包括三结砷化镓、P型异质结、钙钛(tai)矿叠层电池(shi)等。公开资料显示,早在2000年,三结砷化镓电池(shi)已经用于卫星(xing)发(fa)射,虽然发(fa)电效率能达到30%,但成本高达1000元(yuan)/瓦,只能供(gong)军方和高端卫星(xing)使用。
“技术冲破降低了商业(ye)化可行性门槛(kan),这是最核心的原因。”郑天鸿阐明称,已往太空光伏依赖昂贵的砷化镓电池(shi),单瓦成本极高,而P型异质结电池(shi)技术的应用让太空光伏实际(ji)成本显著(zhu)下降,大幅降低了卫星(xing)部署的成本,让太空光伏从(cong)“科幻概念”向(xiang)“现实落地”迈(mai)进了一步。
营口金辰机械股份有限公司CEO祁海珅介绍,商业(ye)航天卫星(xing)平(ping)常体积较小,对光伏寿命(ming)和质量的要求,与军用或特殊用途卫星(xing)其实不完全一致,这为(wei)成本更可控的技术路线提供(gong)了现实应用空间。
多位业(ye)内人士认为(wei),P型异质结电池(shi)在现有量产技术中,在效率、轻量化和抗辐射功能之间取得了相对平(ping)衡(heng),大概成为(wei)商业(ye)化过渡(du)阶段的重要选择。
前(qian)景虽好,挑战(zhan)犹在。一家光伏企业(ye)的研(yan)发(fa)人员坦言(yan),任何新技术都需要履(lu)历长期、严苛的太空环境验证,低成本量产工艺仍待成熟。目前(qian),经由长期在轨验证、靠得住性高的砷化镓电池(shi)仍是很多任务的主流选择。以(yi)后太空光伏生产多以(yi)小批量、定制化为(wei)主,要实现真正的商业(ye)化,必(bi)需创建稳定的批量生产能力(li)、标准化供(gong)应链和全历程质控系统。
上海交通大学太阳能研(yan)究(jiu)所所长沈文忠也持(chi)审慎立场。他认为(wei),以(yi)后太空光伏概念更多是资金热门轮动,高效硅基太空光伏仍属前(qian)沿技术,未来3年至5年或处概念孵化期,要培养成新增(zeng)长极大概需要8年至10年。
“无论何种技术路线,真正走向(xiang)落地,都离不开一个前(qian)提——成熟、可复制的高效制作能力(li)与长期靠得住性验证系统。”我(wo)国光伏行业(ye)协会执行秘书长刘(liu)译阳说。
产业(ye)链前(qian)瞻布局
面对太空光伏这片潜力(li)无限的新蓝海,产业(ye)链相关企业(ye)已开展前(qian)瞻布局与技术攻坚。
隆基绿能科技股份有限公司早在2022年就与相关航天研(yan)究(jiu)机构合作成立了未来能源太空实验室,致力(li)于推动先进光伏技术的空间验证与应用发(fa)展。
苏州中来光伏新材股份有限公司在投资者互动平(ping)台上表示,公司有背板产品在举行适配太空光伏组件的封装开发(fa)和实验。目前(qian)正持(chi)续(xu)研(yan)发(fa)的钙钛(tai)矿与晶硅叠层产品,未来有望应用于太空等多元(yuan)化场景。
近日,海南钧(jun)达新能源科技股份有限公司对外投资参(can)股上海星(xing)翼芯能科技有限公司,旨在把握全球(qiu)低轨卫星(xing)组网及太空算力(li)产业(ye)的发(fa)展时机。
不过,钧(jun)达股份有关负责人也提示,太空光伏领域产品定制化程度高、验证周期长,相关营业(ye)目前(qian)仍处于技术研(yan)发(fa)与后期验证阶段,合作产品亦需完成在轨验证。
祁海珅夸大,需要理性看待太空光伏,其市场范围虽然很大,但产能释放是渐进的。与空中光伏电站比拟,太空光伏对新型封装材料、抗辐照材料等均有较高需求,同时对相关工艺和设备也提出了更高要求,而这些都创建在低成本运营的底子上。太空光伏未来发(fa)展趋势是在满(man)足(zu)卫星(xing)用电需求的前(qian)提下,不断提升光伏产品的功能稳定性,并进一步降低成本。
面向(xiang)星(xing)辰大海的能源征途,要以(yi)技术为(wei)基、以(yi)理性为(wei)舵。“以(yi)后,短时间炒作大于实际(ji)落地,但长期来看,太空光伏有其计(ji)谋代价,并非完全的‘空中楼阁’。”郑天鸿表示,一方面,太空光伏能解决空中光伏的间歇性、地域性问题,24小时不间断发(fa)电,对于全球(qiu)能源转(zhuan)型有重要计(ji)谋意义;另一方面,以(yi)后太空光伏仍面临诸多瓶颈,好比微波传输效率低、范围化部署难度大、资金投入庞大以(yi)及技术冲破尚有一段路。因此,太空光伏需要理性看待,既要存眷(juan)其长期潜力(li),也要鉴戒短时间炒作的风(feng)险(xian)。
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