了得網工業技術_王希季院士文集(精)

4 空間能源目前世界上能源消耗的總功率約為100億kW。按人口的增加、現代化的發展和生活水平提高估計，能源的需求每年約增加4％。到2000年能源消耗的總功率可能會接近190億kW。每年需要提供約200億t標準煤。如全都依靠傳統的能源資源，估計隻能維持二三百年。這就大成問題了。所以，新的能源，未來的能源資源，成為人類所關心的重大問題。全世界都在進行這方面的研究。在地球上，太陽能、風能、氫燃料、熱聚變能和生物質能都有可能成為重要的新的能源。
空間有豐富的能源。地球表面接受的太陽能就十分巨大，其功率約為9 ×10kW，相當於當前世界上能源消耗總功率的9 000倍。但是，要把豐富的太陽能轉換成能源，在地球上建立大型的太陽能電能轉換裝置，由於下列的原因是十分困難的： 1)一年隻有1／2左右的時間能獲得日照，而日照程度又隨時間而改變，這就是說效率不高和作為基本負載電廠比較困難； 2)由於有風和重力，建築大型的太陽能電池陣或反射鏡組受到限制； 3)由於大氣和地面的污染，要麼得設計自動清除設備，要麼得定期清洗。這就是為什麼雖然地球接受的太陽能很大，但太陽能在現在和幾十年內也很難成為一種主要能源的原因。
僅空間的地球同步軌道上的一個寬約100 km的環帶(相當於±6’的環帶 )所接受的太陽能，估計其總功率就相當於地球所接受的總功率。由此可見空間的能量資源十分豐足。
在空間利用太陽能建立大型電站，開發空間能源，有很多優越性。當然也有很多技術上的困難需要克服。但通過空間科學技術二十幾年來的研究和試驗，可以認為，在地球同步軌道上建立大型空間動力衛星，把太陽能轉換為電能，通過微波或激光把電能傳送到地面，從科學技術上論證是可能的。
就現在的科學技術水平看，沒有在科學上需要突破的新的問題。
在空間軌道上建立的大型太陽能電站，在99％的時間內都能接受到太陽光的照射，隻有極少的日蝕時間和在3月和9月有幾天午夜附近時間不能得到照射。在空間軌道上，沒有大氣對太陽光的反射和吸收，沒有日夜的變化，沒有太陽角的變化，沒有季節的變化，也沒有塵埃和有害氣體的污染。因此，同樣面積，1年內所獲得的太陽能量，空間約為地面的5～10倍。此外，由於空間失重和無風的環境，使得利用輕型或展開型的大型構件構成大型太陽能電池陣或太陽能反射鏡組，成為可能。
開發和利用空間十分豐富的能源，在空間軌道上建立大型電力站的工作，已經不是一種議論而是一種積極的行動了。聯合國、西歐議會、美國能源部和宇航局、歐空局、蘇聯科學院和其他對開發空間能源有興趣的部門和學校十幾年來的研究說明，空間大型動力衛星在科學上已沒有難於突破的問題存在。也就是說，從科學上進行研究、分析和論證認為在同步軌道上建立大型動力衛星(例如地面功率為5×10kW的空間動力衛星)是可能的。現在已由科學上可行性論證階段進入了工程技術上可行性的試驗、分析和論證階段。
這個階段，由於航天飛機和空間站等技術成就，發展順利。估計20世紀80年代內還會加速地面上的支持發展(如大力促進地面太陽能利用的發展，使太陽電池達到大量生產的規模以便降低光電元件的成本等)和發射幾百千瓦到幾千千瓦的試驗裝置。2000—2030年之間，大型空間動力衛星可能成為現實。估計每發1度電的成本可以與地面的發電廠相比擬。在空間建設大型電站大量獲取太陽能供人類使用一旦成為現實，人類也就得到一個較好地解決能源的辦法。
從20世紀60年代起，全世界每年在空間科學技術上的投資平均在百億美元以上。有人不禁要問，這到底是為了什麼?我想從空間資源的角度或者可以解答。空間資源可貴，大都是地上難以獲得或不能獲得的。空間資源很豐富，開發空間資源可以得到巨大的利益。尋求空間資源，開發利用空間資源，是人類進入空間、探測空間和研究空間，也是空間科學技術投資的主要動力。一般地說，空間對所有的人都是開放的，空間資源為全人類所共有，誰都有權開發利用。實際上，隻有那些科學技術水平和財富到達可以進入空問的**和集團，及可以購置衛星的**和集團纔談得到開發利用空間資源、從中獲得利益。我國已經發射成功了13顆人造衛星。其中5顆是回收型科學試驗衛星。這說明我國用以開發空間資源的空間科學技術已具有相當的基礎。當然，我們應該充分發展我們的優勢，努力去開發利用空間資源為**和人民謀取利益，特別是那些用其他手段獲取不到的利益。
P29-30

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