在浩瀚的宇宙中，人類對(duì)能源的探索從未停止。如今，太空光伏這一前沿概念正逐漸從科幻走向現(xiàn)實(shí)，引發(fā)了科技界和資本市場(chǎng)的廣泛關(guān)注。近期，馬斯克提出的每年向太空部署100GW光伏的計(jì)劃，猶如一顆投入平靜湖面的石子，在A股市場(chǎng)激起了層層漣漪，太空光伏概念瞬間成為焦點(diǎn)。

光伏行業(yè)的兩位領(lǐng)軍人物——晶科能源董事長(zhǎng)李仙德和天合光能董事長(zhǎng)高紀(jì)凡，都對(duì)太空光伏的前景表達(dá)了樂觀態(tài)度。李仙德指出，在太空環(huán)境中，同一塊光伏板的平均發(fā)電量是地球上的7至10倍，而且不存在間歇性和衰減的問(wèn)題，理論上可以持續(xù)發(fā)電。高紀(jì)凡也表示，新的一年，天合光能將加快推進(jìn)鈣鈦礦技術(shù)的量產(chǎn)化和商業(yè)化，開啟太空光伏和星際算力的新紀(jì)元。

太空光伏究竟有何獨(dú)特優(yōu)勢(shì)？與地面光伏相比，地面光伏雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了平價(jià)上網(wǎng)，但受限于發(fā)電時(shí)間的間歇性，必須配備儲(chǔ)能系統(tǒng)才能滿足用電需求。而太空光伏的發(fā)電則更加規(guī)律。以低軌衛(wèi)星為例，它們每幾十分鐘就會(huì)繞地球一圈，明暗交替。雖然太空光伏也需要儲(chǔ)能，但其儲(chǔ)能周期非常穩(wěn)定，不受天氣等因素影響，不需要像地面儲(chǔ)能那樣預(yù)留余量以應(yīng)對(duì)極端變化。

馬斯克計(jì)劃建立龐大的太空光伏系統(tǒng)，主要是為了滿足其星鏈項(xiàng)目對(duì)能源的日益增長(zhǎng)的需求。與此同時(shí)，中國(guó)的低軌衛(wèi)星群建設(shè)也在如火如荼地進(jìn)行中。中信建投證券分析認(rèn)為，低軌衛(wèi)星和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座是太空光伏目前最核心的應(yīng)用場(chǎng)景。中國(guó)已經(jīng)規(guī)劃了六個(gè)巨型星座項(xiàng)目，包括“國(guó)網(wǎng)”“G60千帆星座”等通信骨干星座，以及“吉利未來(lái)出行星座”“天啟”“鴻鵠 - 3”“三體計(jì)算星座”等商業(yè)細(xì)分領(lǐng)域星座，規(guī)劃的衛(wèi)星總數(shù)超過(guò)5萬(wàn)顆。

協(xié)鑫光電董事長(zhǎng)范斌進(jìn)行了簡(jiǎn)單的推算，以SpaceX發(fā)射的衛(wèi)星為例，一顆衛(wèi)星可能需要幾平方米的光伏板，按照30%的效率計(jì)算，一平方米可產(chǎn)生300瓦電力，一顆衛(wèi)星或許需要一兩千瓦，那么1萬(wàn)顆衛(wèi)星就需要十幾兆瓦。即使按照5萬(wàn)顆衛(wèi)星計(jì)算，與地面光伏的需求相比似乎微不足道。但范斌也提到，衛(wèi)星對(duì)光伏板的要求極高，需要極致輕量化、具備阻擋紫外線等特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此單瓦價(jià)值量相對(duì)較高。以晶硅為例，地面使用的晶硅組件每瓦僅需7毛，而太空用的晶硅每瓦則需要幾十元。

隨著太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)的推進(jìn)，太空光伏的需求有望呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。光因科技創(chuàng)始人溫言杰表示，太空算力需要大量能源，而太陽(yáng)是一個(gè)天然的核聚變裝置。通過(guò)汲取太陽(yáng)能并轉(zhuǎn)化為電力，可以供給太空算力中心。計(jì)算完成后，只需將結(jié)果傳輸回地球。部署太空算力有諸多優(yōu)勢(shì)，太空空間幾乎無(wú)限，且可以直接從太陽(yáng)獲取能源，更加高效。地面算力中心需要各種降溫方式，而太空溫度極低，對(duì)降溫的需求少，整體能耗降低。

目前，國(guó)內(nèi)外都在積極籌劃投資建設(shè)太空數(shù)據(jù)中心。國(guó)內(nèi)方面，北京太空數(shù)據(jù)中心計(jì)劃在700公里至800公里的晨昏軌道部署吉瓦級(jí)系統(tǒng)，分三階段推進(jìn)。2025年至2027年建成200KW/1000POPS算力星座，實(shí)現(xiàn)“天數(shù)天算”應(yīng)用目標(biāo)；2028年至2030年推進(jìn)二期，實(shí)現(xiàn)“地?cái)?shù)天算”商業(yè)化；2031年至2035年完成衛(wèi)星量產(chǎn)與在軌對(duì)接，建成大規(guī)模集群。國(guó)際方面，馬斯克提出了太空AI計(jì)算中心構(gòu)想，計(jì)劃依托星艦火箭部署100GW至500GW級(jí)太陽(yáng)能AI衛(wèi)星。

在太空光伏的技術(shù)路線中，目前主要是砷化鎵和晶硅產(chǎn)品，鈣鈦礦產(chǎn)品也有少量應(yīng)用。但鈣鈦礦被視為最具潛力的技術(shù)路線，是太空光伏的未來(lái)。中信建投預(yù)計(jì)，短期（2024年至2027年）將由三結(jié)砷化鎵電池主導(dǎo)高價(jià)值通信衛(wèi)星、深空探測(cè)等場(chǎng)景；中期（2026年至2030年）P型HJT電池有望逐步滲透低軌短期任務(wù)；長(zhǎng)期（2028年后）鈣鈦礦疊層電池將憑借高比功率優(yōu)勢(shì)加速突破。

范斌解釋了鈣鈦礦的優(yōu)勢(shì)，砷化鎵成本高昂且長(zhǎng)期未有效下降，未來(lái)太空光伏轉(zhuǎn)向鈣鈦礦是大概率事件。砷化鎵除了貴，幾乎沒有其他缺點(diǎn)，其光轉(zhuǎn)效率比晶硅高出20%以上，抗輻照能力也較強(qiáng)，而晶硅電池在太空中衰減較快。鈣鈦礦疊層在實(shí)驗(yàn)室的光轉(zhuǎn)效率已經(jīng)接近35%，且是薄膜材料，理論上在太空中的抗輻照性能類似于砷化鎵，同時(shí)價(jià)格較為便宜。溫言杰也表示，鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)化效率高、重量輕、可做成柔性，抗輻照能力也很強(qiáng)。

盡管太空光伏前景廣闊，鈣鈦礦技術(shù)也在逐漸成熟，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。業(yè)內(nèi)人士指出，太空光伏必須耐受300度的極端溫差、強(qiáng)輻射及原子氧腐蝕，這對(duì)電池壽命是嚴(yán)峻考驗(yàn)。要實(shí)現(xiàn)每年100GW的宏大規(guī)模，僅組件成本就可能高達(dá)千億美元量級(jí)，還不包括發(fā)射、施工與在軌維護(hù)等天價(jià)費(fèi)用。范斌和溫言杰都認(rèn)為，商業(yè)航天的發(fā)射成本將影響未來(lái)太空光伏的發(fā)展，只有衛(wèi)星發(fā)射成本足夠低，太空光伏的夢(mèng)想才有可能照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。