能源是人類社會賴以生存和發展的基礎，能源短缺以及傳統化石能源帶來的全球性氣候與環境問題成為制約世界社會與經濟可持續發展的重要因素。發展清潔能源、開發可再生能源，逐漸替代傳統化石能源成為全球共識。

2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表重要講話指出，中國將力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和。這一目標已正式列入“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要，體現了我國積極應對氣候變化、推動構建人類命運共同體的負責任大國擔當。

中國的能源生產和能源消耗均為世界第一，是名副其實的能源大國，但距離建成以清潔低碳、安全高效為標志的現代化能源強國目標還有很大差距。我國可再生能源發展迅猛，開發規模居世界首位，2020年可再生能源發電裝機容量占比達34%，但由于可再生能源的不穩定性，實際發電量占比僅為23.6%。在大規模儲能技術取得重大突破之前，僅依靠地面可再生能源取代傳統化石能源提供持續穩定的能源供給還不現實。而在太空，太陽光不會被大氣減弱，也不受季節、晝夜變化影響，可以通過無線能量傳輸方式向地面提供連續、穩定的清潔能源。在空間建設太陽能電站是實現太陽能大規模穩定利用的重要方式，成為解決未來能源和環境問題的主要戰略選擇之一。

空間太陽能電站是指在空間將太陽能轉化為電能，再通過微波或激光等方式將能量傳輸到地面的電力系統。自從1968年美國Peter Glaser博士提出以來，其受到國際廣泛重視并被持續研究，但由于系統規模大、技術難度高，迄今尚未能建成一個完整的空間試驗電站。

近年來，以美國空軍研究實驗室和諾斯羅普·格魯曼公司等為主的機構加大了在此領域的研發力度，將在2025年前開展關鍵技術空間驗證。日本已將空間太陽能發電列入國家發展計劃，提出2050年前建設商業空間太陽能電站的發展路線圖。俄羅斯將“建立空間太陽能電站領域合作”項目納入“2013—2017年中俄航天合作大綱”。英國航天局和商業能源工業戰略部在2020年正式委托兩家公司對空間太陽能電站進行評估，以確定該國在此領域的發展策略。

在國家有關部門支持下，我國從“十一五”正式開始空間太陽能電站研究，雖然投入資金有限，但經過十幾年的自主創新研究，在系統設計和關鍵技術方面取得了部分重要成果，得到了國際上的廣泛認可，成為推動國際空間太陽能電站發展的核心力量之一。

2011年，王希季、閔桂榮、周炳琨、梁思禮和龍樂豪等多位院士專家提出了“發展空間太陽能電站從根本上解決能源和氣候變化危機的建議”。2013年，楊士中和段寶巖兩位院士提出了“關于盡早啟動太空發電站關鍵技術研究的建議”。2014年5月，由王希季、李明、余夢倫等院士專家擔任會議執行主席，主題為“空間太陽能電站發展的機遇與挑戰”的第499次香山科學會議在京召開，12位跨學科領域專家作學術報告。參加會議的代表經過深入討論，認為空間太陽能電站是一個具有重大戰略意義的項目，應在國家層面組織論證，適時設立相關項目，通過持續的研發取得重要技術突破。空間太陽能發電也引起了能源界的重視。中國能源學會提出“關于發展商用空間太陽能電站解決我國未來能源環境問題的建議”。

2014年，國家層面組織專家開展了“太空發電站發展規劃及關鍵技術體系”論證工作，寫出一系列論證報告，提出我國空間太陽能電站發展規劃建議：中期目標是在2030年左右建設兆瓦級空間太陽能試驗電站，實現應急供電并開展科學研究;遠期目標是在2050年前具備建設百萬千瓦級商業化空間太陽能電站的能力，滿足國家可持續發展對能源安全的戰略需求。

以目前的空間技術能力建設空間太陽能電站，技術難度較大，投入巨大，因此是否應當發展空間太陽能電站存在很大爭議。筆者認為，作為面向長遠的航天和能源領域重大戰略工程，發展空間太陽能電站為帶動我國相關領域的科技創新、促進國家航天強國和能源強國建設提供了難得的機遇。我國發揚“兩彈一星”精神、科學規劃、加快研發步伐、高效組織實施，在新中國成立一百年之際，建成人類第一個商業化空間太陽能電站是可行的。

首先，空間太陽能電站與可控核聚變電站被認為是兩種最有可能的終極能源解決途徑。可控核聚變目前仍處于基礎科學研究有待突破的階段，而空間太陽能電站不存在基礎科學問題，雖然工程規模巨大，但相關技術經過持續研發是能夠在一定時間內取得重要突破的。同時，隨著技術進步和規模化制造能力的提升，空間太陽能電站將變得更加可行。筆者認為，在本世紀下半葉能形成空間太陽能發電產業，成為我國能源基礎設施的重要組成部分。除了用于商業發電之外，還可用于偏遠地區供電、移動供電和救災供電，具有很好的社會和經濟效益，幫助我國實現從能源大國到能源強國的轉變。

近年來，我國在航天領域取得了舉世矚目的重大突破，已經真正進入到航天大國行列。但同時也應當看到，我國距離航天強國的目標還有很大差距。空間太陽能電站的發展將極大地帶動低成本運載、空間大規模建造等空間前沿技術的跨越式發展，為我們進一步和平利用太空、開發空間資源開辟新的空間，推動我國航天強國夢早日實現。

空間太陽能電站是人類開發利用太陽能的宏偉清潔能源工程，有望引發新的產業革命，其廣闊的發展空間和巨大的商業價值也引起了民營企業的關注。如果國家進行前期技術投資，會大大增強商業資本的信心并吸引其進入空間太陽能發電領域，推動后者快速發展。同時，發展空間太陽能電站需要大力開展協同創新，將帶動大批高素質人才培養，造就一批世界級的科技領軍人才和創新團隊。

筆者建議，國家層面應高度重視空間太陽能電站建設，發揮我國集中力量辦大事的優越性，持續加大空間太陽能電站的研發投入，加快技術突破，使我國具備商業化空間太陽能電站建設能力，力爭在2050年前建成國際上第一個百萬千瓦級商業化空間太陽能電站，滿足國家可持續發展對能源安全的戰略需求，為國民經濟和社會發展作出重大貢獻。

(來源：中國科學報，作者系中國科學院院士葛昌純)