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世界能源消耗正在增加，并将继续增长。根据牛津大学的一份报告，目前全球能源消耗每年超过 1600 亿兆瓦时，其中太阳能今天仅贡献了 5.8 亿兆瓦时。 尽管增加了对可再生能源解决方案的投资，但全球 80% 以上的能源是由碳氢化合物驱动的。今天的太阳能发电量不到 0.4%。 目前的预测表明，全球人口目前为 79 亿，到 2050 年将达到 97 亿。由于人口结构和发展中国家生活水平的提高，预计到 2050 年，世界能源消耗将增长 50%。 世界上大部分能源生产对化石燃料的依赖极大地加速了气候变化以及由此对地球生命产生的影响。在增加能源生产的压力下，同时尽量减少气候变化，太空太阳能这一激进概念能否成为化石燃料的另一种替代品？ 对净零的承诺 英国政府在法律上承诺通过 2008 年气候变化法案实现净零排放，该法案设定了到 2050 年减排 100% 的具有约束力的目标。 作为这一雄心壮志的一部分，英国政府正在支持一项开创性计划，即从太空中的太阳能电池板发射能量。这可以在任何时候、全年、不受天气影响地为地球上的人口提供负担得起的清洁能源。 天基太阳能是一个有着数十年历史的超大型太阳能卫星概念，通常在地球静止轨道 (GEO) 中，它们几乎 100% 的时间都暴露在太阳下。这些卫星收集太阳能，利用固态功率转换将其转换为微波，然后发射到地面整流天线。一个典型的系统将提供 2 吉瓦的电力，足以为 100 万户家庭供电。 商业、能源和工业战略大臣夸西·克瓦滕最近表示，太空太阳能“为英国引领新市场、增强能源安全并为英国净零排放做出贡献提供了令人兴奋的机会。” 在 2021 年为英国政府进行的一项研究中，Frazer-Nash Consultancy 得出结论，天基太阳能：在技术上是可行的，并且可以支持净零路径；是负担得起的；和发展将为英国带来可观的经济利益 弗雷泽-纳什咨询公司业务经理兼太空能源倡议 (SEI) 联合主席 Martin Soltau 参加了最近举行的皇家航空学会会议“迈向太空支持的净零地球”，他说：“英国拥有巨大的机会在开发这一突破性的清洁能源技术方面发挥领导作用。SEI 拥有强大的政府支持和可投资的计划，围绕市场领先的太阳能卫星概念，由能源、空间、金融和公共部门的 50 多个组织组成的联盟。我们正在与国际合作伙伴建立商业发展计划。” 他补充说：“所有能源技术都有优点和缺点，但天基太阳能几乎没有缺点。它提供基本负荷和可调度能源的能力使其与间歇性风能和地面太阳能很好地集成在一起。它向其他国家发射能量的独特能力提供了特别的灵活性。” 在会议上，英国皇家航空学会会长霍华德·奈（Howard Nye）评论说，虽然从太空利用太阳能的概念已经存在了一段时间，但“直到现在，研究表明它既可行又有益，而且公共和私人投资者的支持。该过程的下一步将是建立基础设施和系统，以展示为英国提供太空清洁能源的能力。” Andrew Wilson 博士是斯特拉斯克莱德大学航空航天卓越中心的知识交流助理，在该领域开展了广泛的工作。 “如果太空太阳能要帮助英国实现净零发电，它必须能够做到所说的那样。斯特拉斯克莱德大学和英国 Metasat 进行了广泛的评估，以正确评估该技术的环境概况。我们的初步调查结果表明，SEI 计划将在其整个生命周期（包括发射）内产生每千瓦时 23.6 克二氧化碳当量的碳足迹，这与陆地可再生能源系统相当。我们现在希望将这些发现整合到 SEI 技术路线图中，以改进这一数字，并以一种使它们在技术上尽可能环保的方式建造太空太阳能系统。” 全球视野和英国差异化 全球对太空太阳能的兴趣与日俱增，一些国家正在进行研究计划，其中著名的领导者是中国、日本和美国。 欧洲航天局最近启动了一系列研究，并与弗雷泽-纳什咨询公司签订合同，以评估该技术对欧洲的成本和收益。每个欧洲国家都有不同的能源生产政策和限制条件，但俄罗斯进攻乌克兰，以及一些国家对俄罗斯石油和天然气的依赖，使能源安全成为除碳驱动的当务之急。天基太阳能在中期内对欧洲来说可能是一个非常有吸引力的选择，以可持续和可扩展的方式解决能源安全和净零排放问题。 马丁进一步指出，英国在其到 2050 年实现净零排放的具有法律约束力的承诺方面领先于许多国家。SEI 独特的商业和整体方法，以及与英国政府的密切伙伴关系，使英国在其他国家的努力中脱颖而出。世界。它正在解决天基电力的技术方面以及经济、能源市场、法规、社会和政治方面、环境影响和供应等方面的考虑。 天基能源的下一步 Space Solar Limited 最近成立，作为代表 SEI 合作的商业实体。其发展计划包括一系列降低风险的活动，从而在短短六年的时间内展示了从太空发射兆瓦级电力。第一个太空商业发电站，提供 2 吉瓦的持续电力——足以为 100 万户家庭供电——将在 12 年内投入使用并全面运行。此后，高度模块化的生产系统将迅速建立和部署，以便到 2050 年，我们的大部分能源发电可以从太空传送。 Satellite Applications Catapult 的首席战略官 Sam Adlen 总结说，我们正处于紧急需求与可能的技术相结合的地步。我们需要将太空太阳能纳入能源政策，并发展国际伙伴关系和方法来推动监管，并为可持续的未来开发这一令人信服的选择。 现在，人们认为基于空间的太阳能提供了令人兴奋的新潜力，可以帮助解决英国和全球的能源消耗需求，同时推动实现净零排放。政府与私营部门合作投资于进一步的技术进步以及促进监管和政策制定，将是最大限度地取得进展和建立信心以将潜力转化为成果所必需的关键。 |
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