在距離地球3.6萬公里的同步軌道，數(shù)不清的太陽能板，以面積幾平方公里的大型光伏陣列，或者聚光式收集器等設(shè)計結(jié)構(gòu)，貪婪地吮吸太陽光芒。幾乎取之不盡用之不竭的電能，以微波傳輸/激光輸送的方式，跨越3.6萬公里的距離，輸送到地表。這不是科幻小說場景，而是現(xiàn)實中，各主要航天工業(yè)強(qiáng)國，正在進(jìn)行的空間太陽能電站計劃。

地球上有石油煤炭天然氣，有一望無際的大海帶來海風(fēng)，吹動風(fēng)力發(fā)電機(jī)，也有面積廣袤的沙漠荒漠，可以布置太陽能光伏板，還有數(shù)不清的江河，攜帶著大量水能，驅(qū)動水力發(fā)電大壩。我們?yōu)楹芜€要“費(fèi)力不討好”，登上太空去搞空間太陽能？

原因其實很簡單，從原始時代的樹木，到后來的煤炭、石油、天然氣等等。幾千年來，人類社會的發(fā)展，總是無法擺脫能源短缺的束縛。二氧化碳變面粉需要海量能源，單位產(chǎn)量幾十倍于一般農(nóng)田的立體農(nóng)場，也需要大量電力。而樹木煤炭石油等傳統(tǒng)能源，從無限遠(yuǎn)的時間來看，并非無限。

目前可以常規(guī)開采的石油，最多也就能撐150年，煤炭則是大概會在最晚200年后，消耗殆盡。不考慮成本和環(huán)境破壞，向地底進(jìn)發(fā)，人類還能得到足以使用3000年的頁巖油。再加上至少還能用至少50年的已知天然氣，傳統(tǒng)能源的極限，也就到此為止了。以上估計，基于可預(yù)見的50到100年里，人類能源消耗總體不變的情況。考慮到人工智能技術(shù)革命，引發(fā)的電量需求激增，以及現(xiàn)在第三國家正在快速發(fā)展，煤炭石油天然氣等難以再生資源，枯竭的速度，會比預(yù)想的快得多。

當(dāng)然我們還有清潔能源作為備份。完全開發(fā)亞馬遜河的水能，可以獲得25.7萬億千瓦的電，差不多夠全人類用一年。還有，經(jīng)常被拿出來分析的新疆太陽能板計劃，44.06萬平方公里的沙漠，全鋪上轉(zhuǎn)換效率20%的太陽能板，每年可發(fā)電284萬億千瓦，相當(dāng)全世界9年的總用電量。

風(fēng)能存在穩(wěn)定性、環(huán)境影響問題，太陽能也有制造污染和晴天依賴，水能的生態(tài)破壞更是難以逆轉(zhuǎn)。最主要的是，地球上容易開發(fā)利用的光、水、風(fēng)，遠(yuǎn)沒有想象的那么多。我們需要能源，更需要廉價能源?？臻g太陽能站，看上去技術(shù)遙遠(yuǎn)，工程搭建成本非常高昂。實際上，相比還未實現(xiàn)0到1突破的可控核聚變，其發(fā)展前景很大。

相比地球上，需要盡可能尋找人煙稀少之處的光伏陣列。空間太陽能選址限制小，3.6萬公里高度以上可以無動力部署，3.6萬公里以下，定期補(bǔ)充少量資源也能維持軌道。若全部在赤道軌道上空搭建，以1公里寬度部署一圈，不僅能讓地球降溫0.2到2攝氏度，對抗全球變暖，改善地球環(huán)境，每年還能提供40倍于當(dāng)前全球發(fā)電量的總電量。全球81.9億人，全部按照美國人均用電量用電，一個寬100米的環(huán)赤道矩陣，就足以滿足需求。

空間太陽能電站的另一大優(yōu)點(diǎn)，則是太陽能板壽命更長。很詫異吧，隨著空間抗輻射技術(shù)的不斷進(jìn)步，即便太空環(huán)境如此極端，太陽能板的使用壽命，在將來依然能實現(xiàn)高于地表。光伏板在地面裝配，理想狀態(tài)下，25年后透光率至少下降10%，而太空光伏板，透光率幾乎沒有變化。造成這種差距的原因，是地表光伏板，長期受到氧氣、水分、鹽分的腐蝕氧化，風(fēng)沙灰塵對光伏板表面，也會形成嚴(yán)重的機(jī)械損傷。日積月累，反而導(dǎo)致地表的光伏陣列，壽命遠(yuǎn)不如空間太陽能陣列。

除了使用壽命更高，空間太陽能站輸電也很靈活，不需要特高壓輸電系統(tǒng)，通過指向性的微波或激光電能傳輸方式，只要用電地有接收站，沒有夜晚的空間太陽能站，隨時都能向目標(biāo)地供電。不過，空間太陽能站，想要商業(yè)化使用，怎么也得實現(xiàn)每度0.2元的電價，而這需要兩項技術(shù)的助力。

第一個是碳納米管薄膜技術(shù)，中國航天科技集團(tuán)是該領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，通過引入新技術(shù)，光伏板的密度，將來有望降到每平方米100克。第二個則是可回收火箭，根據(jù)計算，新型可回收火箭的發(fā)射成本，至少需要降低到大概每公斤800元左右。

獵鷹9號目前復(fù)用成本是2000美元/公斤，長征十號甲目前是1500美元/公斤，而星艦的初期規(guī)劃，為復(fù)用運(yùn)輸成本每公斤200美元，這已經(jīng)非常接近空間太陽能電站，太空組網(wǎng)實現(xiàn)0.2元/度電價，所需的軌道運(yùn)力成本。將來通過使用更廉價的不銹鋼、3D打印火箭發(fā)動機(jī)引擎，乃至實現(xiàn)500次以上的硬件復(fù)用，100美元/公斤，助力人類建設(shè)大規(guī)模的空間太陽能站，提供廉價能源，并非遙不可及的夢想，就請拭目以待吧。