中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：日企稱(chēng)2035年開(kāi)建月球太陽(yáng)能電站
11月28日，英國(guó)《每日電訊報(bào)》報(bào)道，日本清水公司計(jì)劃在月球表面鋪設(shè)太陽(yáng)能電池板，以此緩解能源危機(jī)。消息中指出，日本一家建筑業(yè)巨頭建議沿月球赤道帶鋪設(shè)長(zhǎng)約合400公里的太陽(yáng)能電池板帶，并通過(guò)激光和微波將電能傳送回地球，從而將月球變成一座巨大的太陽(yáng)能發(fā)電站。
據(jù)預(yù)計(jì)，清水公司將開(kāi)發(fā)勘探月球上自然資源的機(jī)器人所必要的自動(dòng)化設(shè)備，而服務(wù)于該項(xiàng)目的混凝土和太陽(yáng)能電池板也即將投入生產(chǎn)，該公司認(rèn)為工程最快將于2035年開(kāi)工。
專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)
月球具備建設(shè)太陽(yáng)能電站條件
中國(guó)繞月探測(cè)工程“嫦娥一號(hào)”應(yīng)用科學(xué)首席科學(xué)家、探月工程高級(jí)顧問(wèn)歐陽(yáng)自遠(yuǎn)院士曾在接受媒體采訪時(shí)表示，月球上的白天接近半個(gè)月，月表是真空，沒(méi)有大氣、電離層，而且月面上沒(méi)有任何建筑物，所以陽(yáng)光沒(méi)有任何遮擋，可以無(wú)限制的鋪設(shè)各種太陽(yáng)能電磁板。
建設(shè)太陽(yáng)能電站，可以說(shuō)月球具備一定條件。計(jì)算表明，每年到達(dá)月球范圍內(nèi)的太陽(yáng)光輻射能量大約為12萬(wàn)億千瓦，相當(dāng)于目前地球上一年消耗的各種能源所產(chǎn)生的總能量的2.5萬(wàn)倍。按太陽(yáng)能能量密度為1.353千瓦/平方米計(jì)算，假設(shè)在月球上使用目前光電轉(zhuǎn)化率為20%的太陽(yáng)能發(fā)電裝置，則每平方米太陽(yáng)能電池每小時(shí)可發(fā)電2.7千瓦時(shí)，若采用1000平方米的電池，則每小時(shí)可產(chǎn)生2700千瓦時(shí)的電能。
目前處于概念性研究階段
“利用月球上的太陽(yáng)能發(fā)電，目前來(lái)說(shuō)還是一項(xiàng)概念性研究?！北本┐髮W(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院焦維新教授在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，空間太陽(yáng)能電站確實(shí)是目前太空技術(shù)的一個(gè)研究方向，但仍有許多技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有解決。
目前，地球上的太陽(yáng)能應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛，但大都規(guī)模不大，功率不高，只能解決一些局部用電問(wèn)題。焦維新表示，面對(duì)人類(lèi)巨大的電力需求，目前的太陽(yáng)能發(fā)電量只能是杯水車(chē)薪。
“陽(yáng)光穿過(guò)大氣層，能量會(huì)有衰減，所以人們?cè)O(shè)想在大氣層外架設(shè)太陽(yáng)能電池板，來(lái)更高效地收集利用太陽(yáng)能?！苯咕S新說(shuō)，國(guó)外已啟動(dòng)了多項(xiàng)相關(guān)研究。
2000年前后，美國(guó)宇航局投資2200萬(wàn)美元，啟動(dòng)了“空間太陽(yáng)能探索性研究和技術(shù)計(jì)劃”，總結(jié)分析了空間太陽(yáng)能電站的最新進(jìn)展，提出了美國(guó)空間太陽(yáng)能電站的發(fā)展路線圖。
技術(shù)難題
如何建：工程技術(shù)問(wèn)題還未解決
據(jù)日本清水公司計(jì)算，如果環(huán)繞月球赤道的太陽(yáng)能發(fā)電站建成，能夠?qū)?3000萬(wàn)億瓦電能傳送回地球，這相當(dāng)于美國(guó)2011年全年發(fā)電量的三倍。
雖然空間太陽(yáng)能利用前景誘人，卻也面臨著諸多技術(shù)問(wèn)題需要解決。“首先是如何在太空鋪設(shè)巨大的太陽(yáng)能電池陣?！苯咕S新表示，太陽(yáng)能帆板在衛(wèi)星飛船上都已應(yīng)用，但要構(gòu)建能解決地球上部分電力需求的發(fā)電站，這種太陽(yáng)能電池是什么樣的形狀，以怎樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如何鋪設(shè)，類(lèi)似這些工程技術(shù)上的問(wèn)題都還沒(méi)有完全得到解決。
此外，空間太陽(yáng)能電站的建設(shè)運(yùn)行成本也是一個(gè)問(wèn)題。據(jù)我國(guó)航天飛行力學(xué)、火箭彈道設(shè)計(jì)專(zhuān)家余夢(mèng)倫計(jì)算，要實(shí)現(xiàn)空間太陽(yáng)能發(fā)電與地面太陽(yáng)能發(fā)電的成本持平，運(yùn)用火箭的運(yùn)輸費(fèi)用至少要降至每公斤1千元人民幣，而目前是每公斤五六萬(wàn)元。
怎么傳：能量轉(zhuǎn)換地面接收都是難題
建設(shè)空間太陽(yáng)能電站的另一個(gè)技術(shù)難題就是電能傳輸。根據(jù)已進(jìn)行的研究，科學(xué)家們認(rèn)為將電能轉(zhuǎn)化為微波可以解決傳輸問(wèn)題。
“我們知道通過(guò)振蕩器可以將直流電轉(zhuǎn)換成微波。”焦維新解釋說(shuō)，但是將空間太陽(yáng)能電站獲得的如此巨大的能量轉(zhuǎn)換成微波，目前人類(lèi)的技術(shù)還無(wú)法做到。
即使能夠轉(zhuǎn)化成微波，要傳輸?shù)降厍蛏系氖裁吹胤?，如何接收？焦維新在回答科技日?qǐng)?bào)記者問(wèn)題時(shí)指出，如果這樣巨大的能量照射到人口密集的地方就相當(dāng)于一個(gè)微波武器，所以地球上的接收站要建設(shè)在沙漠等不會(huì)影響人類(lèi)生產(chǎn)生活的地區(qū)。他強(qiáng)調(diào)，而這個(gè)區(qū)域附近的航線也會(huì)受到微波影響，來(lái)往飛機(jī)必須避開(kāi)。
同時(shí)傳輸還要考慮到地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，焦維新說(shuō)，因?yàn)榈厍虻淖赞D(zhuǎn)，太空電站架設(shè)在地球同步軌道是比較理想的，這樣可以和地球保持相對(duì)靜止。
目前人類(lèi)已經(jīng)建立了國(guó)際空間站，就像建造空間站一樣，“我們把所需要的裝置一次次地發(fā)射到地球同步軌道，再組裝起來(lái)，所以在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，我們的太空太陽(yáng)能發(fā)電站設(shè)想是可以實(shí)現(xiàn)的?！苯咕S新說(shuō)。
夢(mèng)想鏈接
農(nóng)業(yè)：種菜養(yǎng)海參
關(guān)于月球開(kāi)發(fā)利用的設(shè)想，還遠(yuǎn)不止太陽(yáng)能發(fā)電一項(xiàng)。從種植蔬菜、飼養(yǎng)動(dòng)物，到建設(shè)地月電梯、月球基地，乃至深空探測(cè)月球中轉(zhuǎn)站，在科學(xué)家看來(lái)，月亮同樣充滿著無(wú)窮魅力、無(wú)限可能。
“如果我們能夠在月球上栽種植物并讓它們茁壯成長(zhǎng)，人類(lèi)也可能做到這一點(diǎn)?！?
日前，來(lái)自美國(guó)宇航局的消息顯示，2015年NASA將把包含空氣、水和種苗的密封容器送上月球，科學(xué)家將對(duì)暴露在月球引力和輻射環(huán)境下的種苗發(fā)育情況進(jìn)行監(jiān)視，以確定人類(lèi)將來(lái)能否實(shí)現(xiàn)月球生存。
對(duì)于在月球種菜，NASA并不是唯一的探索者。去年底，我國(guó)進(jìn)行了第三代生態(tài)生保系統(tǒng)試驗(yàn)，中國(guó)航天員中心副主任鄧一兵將試驗(yàn)的成功解讀為：中國(guó)航天員有望在太空吃上自己種植的新鮮蔬菜，并實(shí)現(xiàn)植物提供用氧，為未來(lái)建設(shè)月球基地和登陸火星人員實(shí)現(xiàn)生命保障自給自足走出了第一步。
生活在月球基地的人們能吃到什么？不只是蔬菜，未來(lái)的太空生態(tài)園中還會(huì)種小麥、養(yǎng)動(dòng)物，航天員可以親手收割并把小麥磨成面粉，制成各種面食。據(jù)介紹，未來(lái)要長(zhǎng)期駐守太空，人類(lèi)所依賴(lài)的糧食要實(shí)現(xiàn)自給自足，因此糧食種植是必須攻克的技術(shù)關(guān)。而太空中養(yǎng)殖的動(dòng)物，將優(yōu)選無(wú)異味兒的水生動(dòng)物，入選的魚(yú)類(lèi)等還要少骨、少刺、生長(zhǎng)快，最好全部都能食用，為航天員提供動(dòng)物蛋白質(zhì)，泥鰍、海參等都是目前的備選品種。
在月球上種植植物首先要改造月壤，焦維新指出，如果我們能夠在月壤中加入植物生長(zhǎng)所需的必要物質(zhì)，局部改造的月壤，種植上適應(yīng)生長(zhǎng)的植物，在月球上建立一個(gè)“溫室大棚”并非天方夜譚。
交通：月球電梯
用一根粗大的吊索，一端固定在位于地球赤道的平臺(tái)上，另一端緊緊抓住距地面約3.6萬(wàn)千米、與地球同步運(yùn)行的航天器上，就可使一個(gè)形似電梯的吊箱載著貨物沿吊索駛向太空……這就是一些國(guó)家研究人員正在嘗試設(shè)計(jì)的太空電梯。它似乎是科學(xué)幻想，然而在科技高速發(fā)展的今天，該夢(mèng)想很有可能變成現(xiàn)實(shí)。
去年8月，美國(guó)一家公司近日宣稱(chēng)，他們憑借現(xiàn)有的技術(shù)就可以在月球上建造一座太空電梯，可使人類(lèi)和機(jī)器人更快、更容易地抵達(dá)月球。
制造電梯所用的“繩索”可供選擇的材料是碳納米管，但焦維新指出，目前生產(chǎn)的碳納米管無(wú)法達(dá)到太空電梯所要求的長(zhǎng)度，所以太空電梯必須先過(guò)“材料關(guān)”。
