光伏，開始往“天上”走了

光伏行業(yè)，迎來一條新賽道。

1月8日，光伏股普漲，鈣鈦礦及太空光伏概念尤其活躍。截至收盤，邁為股份漲15.65%，海優(yōu)新材漲14.20%，奧特維漲11.85%，鈞達股份（002865）10%漲停，走出3天2板，東方日升、捷佳偉創(chuàng)、天合光能、晶科能源漲超5%。

這波熱度不是憑空而來，而是從一個聽起來像科幻電影的愿景開始。

近期，埃隆·馬斯克提出一個宏偉計劃：每年往太空部署100GW的太陽能衛(wèi)星網(wǎng)絡，利用太空中的無限陽光為地球和未來的AI設(shè)施、算力系統(tǒng)供電。此前，他更是直言：建核聚變反應堆太愚蠢，太陽本身就是免費的超級反應堆，太空光伏才是未來。

這一設(shè)想迅速引發(fā)全球討論，國內(nèi)多家光伏巨頭公開表態(tài)，還有企業(yè)已開展與航天合作、在軌驗證等相關(guān)工作，試圖在這一未來賽道率先布局。

太空光伏為什么突然爆了？

先說概念，太空光伏是指在近地軌道（LEO）、中高軌（MEO/GEO）等空間環(huán)境中，為衛(wèi)星、空間站、未來算力星座與深空任務提供持續(xù)電力的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。

這個想法并非近幾年才被提出。早在上世紀六十年代，美國科學家彼得·格拉賽就已經(jīng)系統(tǒng)性地構(gòu)想過這一路徑。他提出，在太空中建設(shè)大型太陽能發(fā)電裝置，將獲取的能量轉(zhuǎn)化為電磁波形式，再通過無線方式輸送至接收端使用。

而真正讓太空光伏具備“被重新認真討論”價值的，是它在物理層面上的天然優(yōu)勢。與地面光伏相比，太空環(huán)境幾乎規(guī)避了所有影響發(fā)電穩(wěn)定性的變量。沒有云層遮擋，也不存在晝夜交替，太陽輻射強度長期保持在高位。理論測算顯示，太空中的太陽能強度可達到地面的數(shù)倍，同等面積下，發(fā)電潛力被成倍放大。

更重要的是穩(wěn)定性。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近地軌道衛(wèi)星可實現(xiàn)約90分鐘繞地球一圈，日照占比超過60%，避免了夜晚和天氣的干擾。而且地球同步軌道衛(wèi)星僅在春分、秋分時節(jié)有短暫日食，約99%的時間能享受穩(wěn)定光照。這種高日照率，使太空光伏具備了接近基荷電源的屬性，在能源系統(tǒng)中具備完全不同的戰(zhàn)略意義。

此外，太空環(huán)境在一定程度上也簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。沒有大氣層帶來的能量損耗，也無需承擔風沙、腐蝕等環(huán)境風險，組件設(shè)計可以更加輕量化。

正是這些看似反直覺的優(yōu)勢，讓太空光伏從一項遙遠構(gòu)想，逐漸演變?yōu)橹档觅Y本、產(chǎn)業(yè)下注的前沿方向。

太空光伏

真風口還是新一輪概念狂歡？

看到這里，很多人的第一反應依然是：太空光伏，聽起來更像科幻小說，而不是現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)。但如果把視角拉回到能源結(jié)構(gòu)，你會發(fā)現(xiàn)，這個概念并非憑空冒出來。

當下的全球能源系統(tǒng)正面臨結(jié)構(gòu)性矛盾。一邊是傳統(tǒng)能源去碳化的長期壓力；另一邊，是AI算力、大模型、數(shù)據(jù)中心快速擴張，對穩(wěn)定、連續(xù)電力的極端依賴。地面光伏和風電裝機增長很快，但它們天然受制于晝夜、天氣和地域條件，這種間歇性，已經(jīng)成為無法回避的硬約束。

2023年8月，美國加州理工學院完成了天基太陽能原型系統(tǒng)的在軌驗證，實現(xiàn)了從太空向地面無線回傳電能。

與此同時，太空光伏的技術(shù)路線，也正在逐漸清晰。目前，高價值航天任務仍然以三結(jié)砷化鎵電池為主。這類電池光電轉(zhuǎn)換效率已超過30%，在抗輻射、耐高溫等指標上表現(xiàn)極為穩(wěn)定，廣泛應用于通信衛(wèi)星、深空探測等對可靠性要求極高的場景。

但砷化鎵有一個繞不開的現(xiàn)實問題：貴。由于鎵資源稀缺、工藝復雜，其太空級組件成本高1000-2000元/瓦，遠超地面光伏體系。這也是為什么，行業(yè)并不指望砷化鎵承擔太空光伏的大規(guī)模鋪設(shè)任務。

從機構(gòu)研報的判斷來看，太空光伏將經(jīng)歷一個明顯的代際演進過程：短期內(nèi)（2024年至2027年），三結(jié)砷化鎵繼續(xù)服務高端航天場景；中期（2026年至2030年），P型HJT（異質(zhì)結(jié)）電池開始嘗試進入低軌任務；長期（2028年后），則需要靠鈣鈦礦及其疊層路線突破。

鈣鈦礦被頻繁提及，并不是偶然。

從性能指標看，其理論光電轉(zhuǎn)換效率可達45%，顯著高于傳統(tǒng)材料，而且在太空環(huán)境中，困擾鈣鈦礦的兩大因素水和氧幾乎不存在。

更關(guān)鍵的是在相同質(zhì)量下，鈣鈦礦的發(fā)電能力遠超砷化鎵。業(yè)內(nèi)測算顯示，每公斤鈣鈦礦材料的發(fā)電量可達10-30瓦，而砷化鎵約為3.8瓦。在航天領(lǐng)域，重量幾乎等同于成本。組件減重200公斤，意味著單星發(fā)射成本可下降數(shù)百萬美元。

此外，鈣鈦礦的柔性特征，也為太空結(jié)構(gòu)設(shè)計打開了新空間?？烧郫B、可展開的太陽翼形態(tài)，更適配未來的大型能源平臺。

所以說，太空光伏并不是一場純粹的概念狂歡。它更像是一個遠期確定、近期開啟驗證窗口的技術(shù)賽道，短期看不到裝機爆發(fā)，但一旦跑通，將重構(gòu)能源供給的邊界。

不是科幻但是場硬仗

如果只停留在參數(shù)表和理論模型里，太空光伏幾乎挑不出短板。但真正決定一項技術(shù)命運的，從來不是有沒有想象力，而是能否跨過那條從概念到工程的鴻溝。而太空光伏，正站在這條鴻溝的起點。

首先擺在面前的，是一道無法回避的成本高墻。可回收火箭的確重塑了航天發(fā)射的經(jīng)濟模型，但成本下降并不等于成本可承受。太空光伏要面對的不是單星任務，而是電站級、甚至網(wǎng)絡級部署。成百上千噸級的結(jié)構(gòu)件、發(fā)電陣列和支撐系統(tǒng)送入軌道，本身就是一筆巨額投入。

更現(xiàn)實的是，太空光伏并非一次性建設(shè)就能一勞永逸。組件老化、系統(tǒng)升級、在軌維護、退役更換，都會持續(xù)吞噬資金。這決定了，短期內(nèi)太空光伏更像是資本與耐心的雙重考驗，而非一門快進快出的生意。

其次，是系統(tǒng)工程本身的復雜性。太空光伏從來不是把光伏板搬到太空這么簡單，它是一整套高度耦合的系統(tǒng)工程。尤其是在百兆瓦、甚至吉瓦級尺度下，現(xiàn)有航天工程經(jīng)驗幾乎沒有現(xiàn)成答案。這也是為什么，即便技術(shù)路線逐漸清晰，全球范圍內(nèi)仍以原型驗證、小規(guī)模示范為主。

再者是繞不開的現(xiàn)實，微波或激光傳輸被視為太空光伏落地的關(guān)鍵路徑，目前在實驗層面已經(jīng)取得進展。但在工程化層面，它對能量聚焦精度、傳輸效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求極高。哪怕微小偏差，都可能造成效率驟降。

最后是安全問題。太空環(huán)境對光伏系統(tǒng)的要求，遠高于地面應用。組件需承受-150℃-150℃的極端溫差、高能粒子輻照、原子氧侵蝕等多重考驗。在此外，在軌散熱也是一道被低估的難題。吉瓦級系統(tǒng)意味著巨大的熱負荷，而太空只能依靠輻射散熱。所需的可展開散熱面積，可能達到數(shù)萬平方米，遠超現(xiàn)有航天器的工程規(guī)模。

但正如行業(yè)發(fā)展反復證明的那樣，真正有價值的技術(shù)，從來不是沒有困難，而是即便困難重重，仍然值得被推進。

太空光伏也是如此。它不會一夜改變能源格局，但它已經(jīng)從科幻設(shè)想，走到了工程驗證的門口。至于能否跨過這道門檻，答案，正在未來十年慢慢浮現(xiàn)。

責任編輯 | 陳斌