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能源

太空光伏:能源革命,还是新一轮基础设施竞赛?

陈钰什:所谓“太空时代”的能源想象,并不会凭空诞生,它仍然扎根在地面产业、供应链与国家能力之中。

这里折射出一个更深层的变化:太空光伏的社会需求正在从“气候—能源”转向“能源—信息”。在地面,电力系统的难题是如何在低成本、低碳与高可靠之间达成平衡;在数字资本的视野里,难题则是如何为算力提供足够的电与冷却,避免被地方电网、环保审查与公众抗议“卡脖子”。当“数据中心进城”在许多地区引发资源争夺与社会反弹时,把算力迁往太空在叙事上显得轻盈:太阳能取之不尽,散热靠辐射,土地与水都不再是问题。可是,这种“把问题搬走”的方案,并不会让问题消失,它只会把成本与风险推向更难监管的空间:空间碎片、轨道拥堵、在轨退役、以及大规模发射带来的大气层影响,都可能成为新的环境外部性。

还有一个经常被忽视的维度是“空间环境的可持续性”。太空光伏若走向规模化,意味着更频繁的发射、更密集的在轨结构、更复杂的退役与再入过程。发射与再入会把材料与污染物带入高层大气,空间碎片也会把轨道变成更危险的“公共牧场”。如果没有严格的碎片减量、在轨维修与退役回收制度,所谓“清洁能源”可能在地球之外制造新的环境债务。把外部性从地表转移到近地空间,并不能算作真正的绿色转型,它只是一种空间尺度上的“隐身排放”。

这种转向也意味着:太空光伏正在从“能源供给革命”滑向“基础设施平台竞争”。它不必立刻向地面输电,就能在太空内部形成闭环——以太阳能驱动通信、遥感、导航、计算与制造,再把结果以数据、服务与军民两用能力的形式回传地面。与其说这是一种“电力商品”的新来源,不如说是一种“空间平台”的新底座。谁掌握了太空能源基础设施,谁就更可能在下一代信息基础设施、军事优势与产业标准中占据主动。

轨道、频谱与供应链:基础设施竞赛的三条战线

太空光伏的基础设施属性,决定了它的竞争并不只发生在实验室,而会在三个层面同时展开。第一条战线是轨道与空间交通能力。无论是面向地面的空间电站,还是面向太空内部的算力星座,都需要大规模、低成本、可重复的发射与在轨组装能力。可复用火箭、重型运载、在轨机器人、模块化结构、空间碎片治理,都会从“航天工程细节”变成“国家能力指标”。当发射能力成为基础设施的“施工队”,轨道本身就像港口与航道,既是经济通道,也是安全边界。

第二条战线是频谱与标准。太空太阳能要把能量束送回地面,离不开特定频段的微波或激光传输;哪怕只是太空内部用能,超大规模星座也会占用通信频谱与轨道资源。频谱分配、波束安全、跨境接收站布局、干扰与反制规则,都会把这一技术推入国际治理与安全政治的核心。对于多数国家而言,太空光伏并非“建一座电站”那么简单,而是“在全球规则层面争取一席之地”。它将迫使国际社会重新回答一些老问题:地球静止轨道这条“资源带”如何分配?当能量束跨越国境时,主权与责任如何界定?当空间碎片增加公共风险时,谁承担外部性成本?

第三条战线是供应链与产业组织。地面光伏产业的经验提示我们:真正决定产业格局的,往往不是单点技术突破,而是全链条的规模化制造、成本控制与标准化工程能力。太空光伏若要产业化,既需要更轻、更耐辐照的电池与材料,也需要空间级电力电子、热控系统、超大结构件、以及可维护的在轨工程体系。这会把光伏产业从“制造业竞赛”拉入“航天工业体系竞赛”,从而改变现有国际分工:谁拥有完整的材料、制造、发射与在轨服务能力,谁就更可能把太空光伏变成自己的产业生态,而不是一次性的“国家工程”。

值得注意的是,基础设施竞赛的逻辑往往具有自我强化性。一个国家或企业一旦在某一代基础设施上取得先发优势,就更容易通过标准、市场与网络效应锁定后发者。互联网时代的海底电缆与云计算中心如此,卫星互联网的轨道与频谱争夺亦如此。太空光伏若成为下一代空间基础设施的“底座”,其竞争将不止于“谁先发电”,而在于“谁先把系统做成平台,并让他者不得不接入”。这正是“能源革命”与“基础设施竞赛”在同一项目中交织的原因:革命改变的是能源形态,竞赛争夺的是系统入口与规则制定权。

中国的机会与陷阱:从“光伏大国”到“空间能源体系”?

回到开头那则消息:马斯克团队为何要跑到中国光伏企业调研?从产业逻辑看,中国光伏在效率、成本与供应链完整性上的优势仍难以绕开。即便在贸易壁垒加剧的背景下,全球光伏制造的知识与设备网络也仍深受中国影响。对马斯克而言,任何试图把太阳能与算力、与航天工程绑定的宏大计划,都需要更便宜、更高效、更可规模化的电池与组件——而这恰恰是中国企业最擅长的领域。

但对中国而言,太空光伏并不天然等同于“产业升级”。它可能是一条新的出路,也可能是一种新的锁定。出路在于:当国内光伏进入深度内卷阶段,太空应用确实提供了更高附加值的需求场景,能够倒逼材料轻量化、可靠性与高端制造能力提升,并带动电力电子、无线能量传输、在轨制造等一系列“硬科技”突破。重庆璧山的空间太阳能电站实验基地规划中,就明确提出要展示“太空发电、远距无线传能和地面并网”的全过程,并将其与科普、试验平台建设结合,这种地方探索既反映了产业想象力,也反映了地方对新增长点的渴望。17

锁定的风险则在于:太空光伏的投入强度、回报周期与不确定性,远高于地面能源项目。把它当作“新赛道”来承接过剩产能,可能重复某些地方以“重大工程”刺激投资的路径依赖,最终形成新的债务与资源错配。更重要的是,太空光伏很可能以军民两用的方式推进,商业回报与公共利益之间的边界并不清晰。如果缺乏透明的成本核算与公共监督,太空光伏可能成为少数机构的“资源工程”,而不是面向社会的“公共能源”。

更深一层的难题在于“系统协同”。中国的能源转型已进入以电网为枢纽的深水区:新能源装机的快速增长要求更强的跨区互济、更灵活的调度、更完善的储能与市场机制。太空光伏如果真要向地面送电,它也必须进入这一套系统逻辑之中,接受调度、价格与安全规则的约束,而不可能作为“天外来电”独立存在。换言之,太空光伏即便成功,也不是替代地面转型的捷径,而是对现有电力系统提出更高复杂度要求的“增量变量”。如果地面系统的制度改革迟迟无法推进,那么再宏大的天基电站也只能成为昂贵的孤岛。

因此,中国真正需要讨论的不是“要不要上马太空光伏”,而是“以何种制度方式上马”。是把它当作少数部门的形象工程,还是把它作为国家能源转型与空间能力建设的长期工程,与地面电网、储能与工业体系形成协同?是追求单点领先的“竞赛逻辑”,还是通过开放标准与国际合作,把它嵌入气候治理与全球公共品框架?这些问题比任何技术路线更决定其成败。对一个已经在地面光伏上走过“补贴—扩张—出清—再扩张”循环的国家而言,尤其需要警惕把太空光伏变成下一轮“高杠杆的产业泡沫”。

能源正义与太空治理:公共品还是新围栏?

太空光伏最容易被忽视的一面,是它可能重塑全球能源正义的版图。支持者常说:从轨道向地面定向输电,可以为偏远地区、灾害现场、海岛与极地提供稳定电力,甚至让一些基础设施薄弱的地区“跳过电网建设”。但历史经验提醒我们:基础设施的“可达性”并不自动转化为“可负担性”与“可治理性”。当能源供给被置于外部平台之上,接收国与地方社会可能在价格、规则、数据与安全上形成新的依赖,类似于当下围绕海底电缆、云计算与芯片的结构性不平等。

更复杂的是,太空光伏把“能源安全”与“空间安全”绑定。能量束的传输需要高度精确的指向控制与频谱协调,任何干扰、遮挡或攻击都可能引发连锁反应。哪怕在和平时期,空间碎片的增长也会让超大结构在轨运行面临更高风险。换言之,太空光伏并不会把能源系统从地缘政治中“解放出来”,反而可能把能源系统进一步推入大国博弈的高风险地带。能源不再只是油气航道的争夺,也可能成为轨道交通与频谱治理的争夺。

这就要求我们重新理解“太空公共品”。如果太空太阳能真的具有全球减碳意义,那么它的治理就不应被默认为少数航天强国的私有工程,而应在国际层面讨论安全阈值、频谱规则、环境影响评估、碎片治理责任、以及跨国受益机制。否则,太空光伏很可能复制地面能源体系的老问题:资源占有与规则制定权集中在少数国家和企业手中,而风险与外部性扩散到全人类。更现实的路径,或许是把太空光伏纳入气候治理的制度工具箱:在技术早期阶段,强调公开数据与安全标准;在商业化阶段,探索与气候融资、发展援助相结合的机制,让其不只是富国与巨头的新玩具,而是对全球公共目标的可核查贡献。

因此,讨论太空光伏,最终仍要回到“公共选择”的问题:我们愿意用怎样的社会契约去换取一束来自轨道的电?它需要怎样的透明度、怎样的定价机制、怎样的风险分担与责任追溯?只有把这些制度问题提前摆上台面,太空光伏才可能避免落入“工程先行、治理补课”的老路。

结语:把太空光伏拉回地面

太空光伏的魅力,在于它把能源转型的难题投射到一个更“干净”的空间:没有土地纠纷,没有地方政治,没有阴天与夜晚,只有持续的阳光与工程师的几何学。但恰恰因为如此,它也容易成为一种逃避现实的叙事,把本应在地面完成的制度改革与公共投资,替换为昂贵而不透明的宏大工程。

从更冷静的视角看,太空光伏的未来很可能呈现“双重路径”。一方面,它在可预见时期更可能先以“太空内部能源基础设施”的形式成长,为卫星星座、深空探测与在轨算力提供能源底座,并由此牵引新的产业体系与安全格局;另一方面,面向地面的规模化输电若要成为真正的“能源革命”,必须证明其全生命周期成本、治理可行性与社会接受度,且不能以削弱地面能源转型为代价。真正的挑战不在于“把太阳能送上天”,而在于“让能源基础设施的收益更公共、风险更可控、规则更透明”。

马斯克团队走进中国光伏企业的厂房,更是一次提醒:所谓“太空时代”的能源想象,并不会凭空诞生,它仍然扎根在地面产业、供应链与国家能力之中。太空光伏究竟指向能源革命还是基础设施竞赛,最终取决于我们选择怎样的制度路径——是让它成为少数玩家的新围栏,还是让它在更大的公共利益框架里,成为人类能源转型的补充与实验场。

(作者系ISO可持续金融科技工作组专家,上海交通大学安泰经管学院博士后。本文仅代表作者观点。责任编辑邮箱:tao.feng@ftchinese.com)

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