英國《每日郵報(bào)》報(bào)道稱，中國空間技術(shù)研究院提出了一個(gè)史無前例的計(jì)劃，為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，中國將在2035年之前在太空建設(shè)一個(gè)巨型太陽能電站，將電能傳回地球！
應(yīng)對(duì)全球變暖，中國超大工程將實(shí)施？
2021年8月9日，IPCC發(fā)布一份3000多頁的報(bào)告，評(píng)估了14000多個(gè)項(xiàng)目，從2013年發(fā)布報(bào)告時(shí)的“人類活動(dòng)致全球變暖的可信度已超95%”，變成了人類必須對(duì)全球變暖的后果負(fù)責(zé)！
《巴黎協(xié)定》簽署后，我國已承諾力爭將二氧化碳排放在2030年前達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，除了在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)上減排外，也在中和的目標(biāo)上努力，比如綠化植樹造林，建設(shè)綠色能源工程等等。
太空電站，究竟是個(gè)什么樣的概念？
毫無疑問，太陽能電站就是碳中和中重要的建設(shè)方向，幾乎沒有污染，還可以設(shè)置在沙漠地區(qū)不占用耕地，簡直就完美，但地面上的太陽能電站有一個(gè)問題，陰雨天或者夜間就無法發(fā)電，盡管光熱型太陽能可以利用熔鹽儲(chǔ)熱部分解決，但仍然面臨儲(chǔ)熱能力有限，無法持續(xù)輸出的問題。
但建設(shè)在太空的太陽能電站完美地解決了這個(gè)矛盾，太空沒有日夜，所以可以一天24小時(shí)工作，也沒有大氣衰減，更不會(huì)占用耕地、不需要清理太陽能電池表面的灰塵等等。
早在2020年5月份，中國空間技術(shù)研究院的王立研究員接受采訪時(shí)就稱中國正在推進(jìn)空間太陽能電站項(xiàng)目，和地面太陽能電站相比，如上所述，空間太陽能電站具有幾乎完美的優(yōu)勢！
空間太陽能發(fā)電站，“選址”在哪里？
很明顯，選址是個(gè)難題，比如我國的天宮空間站，90多分鐘就繞著地球跑一圈，這不太現(xiàn)實(shí)，總不能發(fā)個(gè)電還“惠及全球”是吧，所以得找個(gè)在地面上看起來不會(huì)動(dòng)的地方，這個(gè)軌道就是赤道上方的靜止衛(wèi)星軌道。
這里繞地球一周的時(shí)間和地球自轉(zhuǎn)的時(shí)間一致，星下點(diǎn)的投影靜止不動(dòng)，當(dāng)然還有一個(gè)軌道是傾斜靜止軌道，它在地面上的投影是一個(gè)8字，會(huì)變化，但范圍不太大，勉強(qiáng)也能接受。
空間太陽能發(fā)電站，如何將電能傳輸回地球
地球靜止衛(wèi)星軌道距離地面準(zhǔn)確高度是35786公里，也就是大家說的3.6萬公里，很明顯拉一根電纜到地球上是不明智的，因?yàn)殡娎|的自重就能把自身拉斷，而地球上沒有任何一種材料能拉那么長距離而自身不斷裂的。
太空電梯造不出來就是這個(gè)原因
無線輸電技術(shù)了解一下！無線充電大家都知道，不接觸即可充電，并且早在二十世紀(jì)初特斯拉就已經(jīng)測試過，不過事實(shí)上要實(shí)現(xiàn)，還是有些難度。
2020年5月24日，美國的X-37B發(fā)射升空，測試了一個(gè)實(shí)驗(yàn)名為“光伏射頻天線模塊飛行實(shí)驗(yàn)（Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module Flight Experiment，PRAM-FX）”，將光伏陣列產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為頻率為2.45GHz的電磁波，并對(duì)設(shè)備效率進(jìn)行研究。
另外在2015年日本三菱重工也曾展開過實(shí)驗(yàn)，在500米距離上完成過了功率達(dá)到5千瓦的微波能量傳輸實(shí)驗(yàn)。所以從理論上來看并沒有特別嚴(yán)重的問題，那么還有第二個(gè)選項(xiàng)嗎？當(dāng)然有，激光傳輸也是可以的，再用光電轉(zhuǎn)換或者采用加熱介質(zhì)的方式通過機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。兩者都是非常有前途的長距離無線輸電的方案.
環(huán)境影響與實(shí)現(xiàn)難度在哪里？
從近地軌道上約1.3千瓦的輻射功率計(jì)算，假設(shè)30%的轉(zhuǎn)換效率，那么一平方就將近0.4KW，一個(gè)三峽的裝機(jī)容量為2250萬千瓦，大約需要56,250,000平方米的太陽能電池，大約需要7.5千米邊長正方形太陽能電池陣列，毫無疑問，這將成為一個(gè)史無前例的近地軌道工程。
不過這次《每日郵報(bào)》報(bào)道中的規(guī)模要小很多，大約有1英里（1.6千米）的規(guī)模，如果按規(guī)模計(jì)算的話為100萬千瓦，相當(dāng)于一個(gè)中型水電站的規(guī)模。
不過很明顯這投資不小，因?yàn)橐诮剀壍郎辖ㄔO(shè)如此大規(guī)模的工程，其成本可想而知，比如420噸的國際空間站成本早已超過1600億美元，即使按100億美元的零頭來建造這個(gè)中型水電站的太陽能電站，成本依然很高。
另一個(gè)比較麻煩的問題是光壓加速的問題，因?yàn)楣廨椛涫怯袎毫Φ?，小面積可以忽略不計(jì)，當(dāng)達(dá)到幾百平方米甚至幾平方公里時(shí)就不得不考慮這個(gè)麻煩的問題，所以還得準(zhǔn)備發(fā)動(dòng)機(jī)將其推回軌道。
除了這些問題以外，就沒有其他問題了嗎？顯然不是！因?yàn)榫嚯x實(shí)在太過遙遠(yuǎn)，即使用了拋物面天線聚焦，這個(gè)無線電擴(kuò)散仍然會(huì)非常大，需要設(shè)置一個(gè)數(shù)十平方公里的天線陣列，并且轉(zhuǎn)換效率連一般都不到；還有則是風(fēng)霜雨雪時(shí)穿透大氣層，傳輸效率下降；還有則是對(duì)大氣層的加熱效應(yīng)，請(qǐng)參考微波爐；最后則是這個(gè)區(qū)域可能將成為候鳥遷徙的致命陷阱，一旦誤入，那絕對(duì)是噩夢級(jí)。
微波穿透云層盡管有損失，但顯然不是特別大，勉強(qiáng)能接受，不過要是激光傳輸?shù)脑捒赡芫统蓡栴}了，這個(gè)無論是紅外還是可見光到紫外，在云層中損失極大，如果有飛鳥或者飛機(jī)誤入，那后果比無線電傳輸?shù)奈⒉▍^(qū)域還嚴(yán)重。
因此就種花家的判斷，在當(dāng)前仍然還是概念性研究，如果大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)，那么風(fēng)能和太陽能還是可以不太穩(wěn)定的風(fēng)能和太陽能解決問題的，假如可控核聚變實(shí)現(xiàn)，那么這些能源都將成為浮云，只是從現(xiàn)在來看還是有些遙遠(yuǎn)。
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