太空光伏夢(mèng)想將照進(jìn)現(xiàn)實(shí)！馬斯克站臺(tái)、兩光伏大佬看好，鈣鈦礦能否借機(jī)突圍？

浩瀚無垠的太空中，一條條巨大的光伏板陣列靜謐地鋪展在近地軌道上。數(shù)以萬計(jì)的電池板整齊劃一，排列成嚴(yán)密的幾何方陣，像是一片漂浮在真空中的無邊“麥田”。

這樣的太空光伏場(chǎng)景，似乎將在不遠(yuǎn)的將來看到。近期，馬斯克拋出每年向太空部署100GW（吉瓦）的計(jì)劃，并瞬間引爆A股太空光伏概念。

近日，晶科能源董事長(zhǎng)李仙德在新年致辭中表示，同樣一塊板子，在太空的平均發(fā)電量比地球上安裝的要高出7至10倍，破解了間歇性和衰減的瓶頸，原則上它可以一直用，一直發(fā)電。

天合光能董事長(zhǎng)高紀(jì)凡也在新年致辭中表示，新的一年，天合將加快推進(jìn)鈣鈦礦量產(chǎn)化、商業(yè)化進(jìn)程，開啟太空光伏、星際算力新紀(jì)元。

光伏兩大佬均看好太空光伏。或許，看上去無比科幻的太空光伏，并非遙不可及。2025年最后一天，協(xié)鑫光電董事長(zhǎng)范斌、光因科技創(chuàng)始人溫言杰分別接受了《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者的專訪。兩大鈣鈦礦廠商均表示太空光伏潛力巨大，但仍受商業(yè)航天運(yùn)輸成本等因素制約。

太空光伏的潛力

新年伊始，太空光伏正成為新的市場(chǎng)熱點(diǎn)。

那么，太空光伏相比地面光伏又有哪些優(yōu)勢(shì)呢？目前，地面光伏已經(jīng)可以平價(jià)上網(wǎng)。但由于發(fā)電時(shí)間具有間歇性，因此必須配以儲(chǔ)能，方能應(yīng)對(duì)用電需求。

相比之下，太空光伏的發(fā)電則規(guī)律得多。地面電站發(fā)電主要依賴正午時(shí)分，這時(shí)太陽光最強(qiáng)。太空光伏又將如何發(fā)電呢？

協(xié)鑫光電董事長(zhǎng)范斌告訴每經(jīng)記者：“以低軌衛(wèi)星為例，每幾十分鐘就會(huì)繞地球一次，明暗交替。因此，太空光伏也需要配儲(chǔ)能，不過其儲(chǔ)能的周期性非常穩(wěn)定，不需要考慮天氣因素等。地面上（儲(chǔ)能）需要搞余量以應(yīng)對(duì)極端變化，太空光伏則不需要。”

馬斯克之所以欲建立龐大的太空光伏，正是其星鏈對(duì)能源日益增長(zhǎng)的需求。而中國(guó)的低軌衛(wèi)星群也在開始建設(shè)之中。

中信建投證券認(rèn)為，低軌衛(wèi)星與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座是當(dāng)前太空光伏最核心的應(yīng)用場(chǎng)景。中國(guó)低軌衛(wèi)星星座建設(shè)正釋放巨大市場(chǎng)潛力，目前已規(guī)劃六座巨型星座項(xiàng)目，涵蓋“國(guó)網(wǎng)”“G60千帆星座”等通信骨干星座，以及“吉利未來出行星座”（車聯(lián)網(wǎng)定位）、“天啟”（物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)）、“鴻鵠-3”（寬帶通信）、“三體計(jì)算星座”（在軌算力）等商業(yè)細(xì)分領(lǐng)域星座，規(guī)劃總衛(wèi)星數(shù)量超5萬顆。

范斌推算稱：“如Space X發(fā)射的衛(wèi)星，一顆衛(wèi)星需要幾平方米，按照30%的效率計(jì)算，一平方米300瓦，一顆衛(wèi)星或需要一兩千瓦。1萬顆便需要十幾兆瓦。”

那么，即使按照5萬顆衛(wèi)星計(jì)算，相比地面光伏需求顯得微不足道。不過，范斌也表示：“（衛(wèi)星）用光伏本身沒有太多，不過由于需要極致輕量化、阻擋紫外線等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，單瓦價(jià)值量相對(duì)較高。以晶硅為例，地面用晶硅組件1瓦僅需7毛，而太空用晶硅1瓦則需要幾十元。”

而在未來，隨著太空數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，對(duì)太空光伏的需求將呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。光因科技創(chuàng)始人溫言杰對(duì)每經(jīng)記者表示：“太空算力需要大量能源，而太陽又是非常好的核聚變裝置。汲取太陽能量之后，再轉(zhuǎn)化為電力，供給太空算力。算力中心計(jì)算完畢后，只需將結(jié)果傳輸回地球。”

關(guān)于為何要部署太空算力，溫言杰表示：“首先太空的空間幾乎是無限的；其次，我們絕大部分能源來自太陽，為何不把算力中心部署到太空，直接從太陽獲取能源，這樣更加高效；此外，地面的算力中心需要各種方式降溫，風(fēng)冷、液冷等等。但太空溫度是非常低的，因而對(duì)降溫的需求少，整體能耗是降低的。”

正因?yàn)樘諗?shù)據(jù)中心的諸多優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)外均在積極籌劃投資建設(shè)之中。

據(jù)了解，國(guó)內(nèi)層面，北京太空數(shù)據(jù)中心規(guī)劃于700公里至800公里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)際層面，馬斯克提出太空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)太陽能AI衛(wèi)星。

鈣鈦礦能否突圍？

目前，太空光伏主要是砷化鎵和晶硅產(chǎn)品。此外，鈣鈦礦產(chǎn)品也有少量應(yīng)用。而鈣鈦礦被視為最具潛力的技術(shù)路線，是太空光伏的未來。

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（異質(zhì)結(jié)）電池在現(xiàn)有量產(chǎn)技術(shù)中抗輻射、輕量化性能更優(yōu)，有望逐步滲透低軌短期任務(wù)；長(zhǎng)期（2028年后）鈣鈦礦疊層電池憑借高比功率優(yōu)勢(shì)加速突破。

那么，鈣鈦礦的優(yōu)勢(shì)在哪里呢？

范斌表示：“砷化鎵是非常昂貴的，其長(zhǎng)期以來成本一直沒有有效下降。因此，未來（太空光伏）轉(zhuǎn)向鈣鈦礦，是大概率的事情。”

他補(bǔ)充表示：“可回收火箭已將衛(wèi)星的發(fā)射成本大幅降低。在此背景下，昂貴的砷化鎵電池顯得十分突兀。每平方米砷化鎵（電池）的價(jià)格預(yù)計(jì)二十萬元至三十萬元，每瓦砷化鎵電池價(jià)格約為1000元至2000元，即為地面晶硅電池的1000多倍。”

事實(shí)上，砷化鎵除了價(jià)格因素，在光轉(zhuǎn)效率、抗輻照能力等多方面領(lǐng)先晶硅電池。

范斌表示：“砷化鎵除了貴，幾乎沒有其他缺點(diǎn)。而晶硅的缺點(diǎn)在于，光轉(zhuǎn)效率不是特別高，砷化鎵轉(zhuǎn)化效率要高出晶硅20%以上。對(duì)于衛(wèi)星這種場(chǎng)景，高效率是非常必要的。此外，砷化鎵的抗輻照能力比較強(qiáng)，晶硅電池對(duì)雜質(zhì)的容忍度很低，因此在太空中衰減將很快。砷化鎵電池在太空中衰減則顯著優(yōu)于晶硅。”

而鈣鈦礦兼具砷化鎵在光轉(zhuǎn)效率和抗輻照能力的優(yōu)勢(shì)。范斌表示：“目前，鈣鈦礦疊層在實(shí)驗(yàn)室光轉(zhuǎn)效率已經(jīng)接近35%，同時(shí)鈣鈦礦也是一種薄膜材料，理論上在太空中抗輻照性能將類似于砷化鎵。此外，鈣鈦礦還比較便宜。”

溫言杰也表示：“鈣鈦礦一方面光電轉(zhuǎn)化效率可以做到很高；另一方面，鈣鈦礦電池比較輕，且可以做成柔性的。此外，鈣鈦礦在抗輻照能力上也非常強(qiáng)。”

太空光伏需求廣闊，且也有鈣鈦礦這樣的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品正在逐漸成熟。不過，也有業(yè)內(nèi)人士告訴每經(jīng)記者：“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)其每年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)，這尚未包含天價(jià)的發(fā)射、施工與在軌維護(hù)費(fèi)用。太空光伏值得想象，作為地面能源的終極互補(bǔ)方案，它的商業(yè)化隨商業(yè)航天與新電池技術(shù)發(fā)展有可能成為現(xiàn)實(shí)。”

事實(shí)上，范斌和溫言杰都認(rèn)為，商業(yè)航天的發(fā)射成本，將影響未來太空光伏的發(fā)展。只有足夠低的衛(wèi)星發(fā)射成本，才有機(jī)會(huì)令太空光伏的夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。