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首圖來(lái)源:Techno-Science
摘要:
從科幻走向現(xiàn)實(shí),太空光伏正迎來(lái)商業(yè)航天與AI算力的雙重引爆。馬斯克公開站臺(tái),中國(guó)光伏企業(yè)紛紛押注,一場(chǎng)關(guān)于太空能源的萬(wàn)億級(jí)競(jìng)賽已拉開帷幕。
撰文 | Bell
編輯 | 小瀾
→這是《環(huán)球零碳》的第1833篇原創(chuàng)
星辰大海,正在成為能源產(chǎn)業(yè)探索的新邊疆。
論2026年能源市場(chǎng)首個(gè)熱點(diǎn)話題,繞不開太空光伏。
近期,馬斯克高調(diào)力挺太空太陽(yáng)能,稱太陽(yáng)是“天空中一座巨大且免費(fèi)的核聚變反應(yīng)堆”,并公開唱衰核聚變發(fā)電,直言在地球上建造小型核聚變反應(yīng)堆“愚蠢至極”。
在其最新的太空AI構(gòu)想中,馬斯克提出未來(lái)每年向太空部署100GW的太陽(yáng)能AI衛(wèi)星能源網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)略規(guī)劃。
與此同時(shí),中國(guó)光伏企業(yè)也密集發(fā)聲,相繼表示鎖定太空光伏賽道。
12月26日,晶科能源董事長(zhǎng)李仙德發(fā)表2026年新年致辭,提出晶科能源應(yīng)探索太空光伏的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
12月30日,天合光能董事長(zhǎng)高紀(jì)凡在2026年新年致辭中宣布,2026年天合光能將加快推進(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。
這一市場(chǎng)熱度同樣反映在資本市場(chǎng)上,1月8日,光伏含量83.64%的光伏ETF華夏上漲1.05%,持倉(cāng)股鈞達(dá)股份漲超6%,邁為股份漲超5%,晶科能源漲超4%。
事實(shí)上,太空光伏,這個(gè)曾被視為科幻的概念,正以超乎想象的速度從藍(lán)圖走向現(xiàn)實(shí)。
太空光伏是指在航天器或衛(wèi)星上搭載光伏組件,以實(shí)現(xiàn)航天器或衛(wèi)星的供電。
未來(lái),隨著技術(shù)成熟,還有望通過(guò)衛(wèi)星在太空聚集太陽(yáng)能,再以微波或激光形式傳輸至地面轉(zhuǎn)化為電能供人類使用。
相較于地面,宇宙空間下太陽(yáng)能具備無(wú)衰減、超穩(wěn)定、不間斷的優(yōu)勢(shì),光伏供電系統(tǒng)可突破地面光伏間歇性瓶頸,發(fā)電小時(shí)數(shù)提升4-7倍、能量密度提升7-10倍。
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來(lái)源:科普中國(guó)
作為突破航天發(fā)展能源瓶頸的核心賽道,太空光伏正從全球蓬勃發(fā)展的商業(yè)航天活動(dòng)中受益。
長(zhǎng)江證券研報(bào)預(yù)計(jì),到2030年,全球低軌衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的太空光伏市場(chǎng)規(guī)模約295億元人民幣,為當(dāng)前規(guī)模的10倍。
中信建投則預(yù)測(cè),2030年僅中國(guó)低軌衛(wèi)星光伏市場(chǎng)規(guī)模就有望超過(guò)30億美元(約合210億人民幣)。
該機(jī)構(gòu)還指出,若太空數(shù)據(jù)中心進(jìn)入每年100GW的部署階段,全球相關(guān)光伏供電市場(chǎng)規(guī)模將攀升至5000億美元以上。
在低軌衛(wèi)星、太空算力的場(chǎng)景需求驅(qū)動(dòng)下,2026年,太空光伏正在迎來(lái)奇點(diǎn)時(shí)刻。
01
太空光伏成市場(chǎng)新風(fēng)口
由于太空環(huán)境中無(wú)法接入任何地面電網(wǎng),光伏供電已成為支持航天器長(zhǎng)期運(yùn)行的必然選擇。
在功能衛(wèi)星、算力星座的設(shè)計(jì)軌道環(huán)境中,乃至未來(lái)火星基地,太陽(yáng)能是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、輕量化供電的能源形式。
當(dāng)前,低軌道衛(wèi)星部署的爆發(fā)式增長(zhǎng)與太空數(shù)據(jù)中心的建設(shè),正推動(dòng)太空光伏市場(chǎng)持續(xù)釋放潛力。
近地軌道的優(yōu)質(zhì)位置和通信頻率是稀缺戰(zhàn)略資源,采用“先到先得”的國(guó)際規(guī)則,晚到者可能面臨無(wú)位可用的境地。
因此,各國(guó)正密集申報(bào)衛(wèi)星星座,以搶占有限的軌道與頻譜資源。
國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)申報(bào)數(shù)據(jù)顯示,截至2025年底,全球已備案超10萬(wàn)顆,其中美國(guó)約4.5w顆,SpaceX規(guī)劃4.2萬(wàn)顆領(lǐng)跑。
中國(guó)則已申報(bào)超過(guò)5萬(wàn)顆,規(guī)模較大的星座包括千帆、GW(國(guó)網(wǎng))、鴻鵠三號(hào)、吉利未來(lái)出行等。
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來(lái)源:SpaceX
然而,目前全球在軌衛(wèi)星實(shí)際上不到1.5萬(wàn)顆,今年部署約4300顆。后續(xù)部署任務(wù)繁重,意味著太空能源需求將進(jìn)入指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)階段。
有機(jī)構(gòu)指出,未來(lái)五年全球或?qū)⒂谐^(guò)7萬(wàn)顆低軌衛(wèi)星發(fā)射升空,將直接轉(zhuǎn)化為對(duì)高性能光伏電池的剛性需求。
東吳證券研報(bào)也指出,假設(shè)年發(fā)射1萬(wàn)顆衛(wèi)星可帶來(lái)近2000億太陽(yáng)翼市場(chǎng)空間。
當(dāng)前,中國(guó)在近地軌道衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座部署方面已進(jìn)入關(guān)鍵階段。
國(guó)網(wǎng)星座(即GW星座)和千帆星座兩大國(guó)家戰(zhàn)略級(jí)項(xiàng)目,將在2024-2035年間分階段部署近2.8萬(wàn)顆衛(wèi)星。
與此同時(shí),AI算力需求的激增正推動(dòng)算力基礎(chǔ)設(shè)施向太空遷移,太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)成為太空光伏新的增長(zhǎng)引擎。
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圖說(shuō):算力衛(wèi)星示意圖
來(lái)源:之江實(shí)驗(yàn)室
國(guó)內(nèi)層面,北京太空數(shù)據(jù)中心規(guī)劃于700-800公里晨昏軌道部署吉瓦級(jí)系統(tǒng),分三階段推進(jìn):
2025-2027年建成200kW/1000POPS算力星座,開展“天數(shù)天算”試點(diǎn);2028 - 2030年推進(jìn)二期,實(shí)現(xiàn)“地?cái)?shù)天算”商業(yè)化;2031-2035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100-500GW級(jí)太陽(yáng)能AI衛(wèi)星。
在未來(lái),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)。
長(zhǎng)江證券研報(bào)顯示,若實(shí)現(xiàn)每年100GW的數(shù)據(jù)中心部署規(guī)模,太空算力對(duì)應(yīng)的光伏市場(chǎng)空間可達(dá)2.38萬(wàn)億元人民幣。
中信建投的預(yù)測(cè)更為樂(lè)觀,認(rèn)為太空數(shù)據(jù)中心在進(jìn)入100GW年部署階段后,相關(guān)光伏應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到5000億至10000億美元。
02
押注鈣鈦礦
目前,市場(chǎng)上存在三種太空光伏主要技術(shù)路徑,各具優(yōu)劣。
三結(jié)砷化鎵電池目前仍是衛(wèi)星電源的主流選擇,組件轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%以上,抗輻照和耐溫差性能優(yōu)異。
然而,其制備工藝復(fù)雜,原材料稀缺且成本高昂,導(dǎo)致電池價(jià)格居高不下,難以適應(yīng)未來(lái)GW級(jí)低成本商業(yè)衛(wèi)星的大規(guī)模部署需求。
晶硅電池憑借成熟的地面產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和極低的制造成本,正逐步提升在太空領(lǐng)域的滲透率,但其效率與主流技術(shù)仍有較大差距。
此外,晶硅電池對(duì)雜質(zhì)敏感,在太空環(huán)境中的性能衰減較快,限制了其在長(zhǎng)期任務(wù)中的應(yīng)用。
因此,越來(lái)越多企業(yè)將目光投向鈣鈦礦電池。
鈣鈦礦兼具超高光電轉(zhuǎn)換效率、輕量化、柔性等優(yōu)點(diǎn),能夠很好地適應(yīng)太空極端環(huán)境與衛(wèi)星載荷的嚴(yán)苛要求,被視為未來(lái)重要發(fā)展方向。
中信建投認(rèn)為,短期來(lái)看,砷化鎵多結(jié)電池短期仍是航天電源“黃金標(biāo)準(zhǔn)”;輕質(zhì)HJT電池未來(lái) 3-5 年將滲透臨近空間等領(lǐng)域。
但隨著穩(wěn)定性問(wèn)題的快速突破,鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層電池在5-10年內(nèi)或?qū)⒊缮羁仗綔y(cè)與低成本星座的更優(yōu)解。
該機(jī)構(gòu)測(cè)算,進(jìn)入100GW年部署周期后,預(yù)計(jì)鈣鈦礦及疊層電池供電占比將達(dá)50%,對(duì)應(yīng)年市場(chǎng)規(guī)模超百億美元,占全球太空光伏總市場(chǎng)份額的35%以上。
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來(lái)源:中信建投
長(zhǎng)江證券也認(rèn)為,當(dāng)AI算力衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量越高,鈣鈦礦光伏電池滲透率也更高,因其具備高比功率、柔性等優(yōu)勢(shì),有助于降低發(fā)射成本。
目前,已有多家企業(yè)積極布局鈣鈦礦技術(shù)。
天合光能研發(fā)負(fù)責(zé)人陳奕峰表示,公司將基于自身技術(shù)積累,探索各類電池產(chǎn)品在太空中的應(yīng)用場(chǎng)景,積極開拓商業(yè)航天與太空光伏市場(chǎng)。
天合光能計(jì)劃于2026年建設(shè)鈣鈦礦中試線,目標(biāo)將組件效率在現(xiàn)有晶硅基礎(chǔ)上提升4個(gè)百分點(diǎn)。
此外,晶科能源已與AI研發(fā)平臺(tái)企業(yè)晶泰科技達(dá)成戰(zhàn)略合作,共同推進(jìn)基于人工智能的高通量鈣鈦礦疊層電池研發(fā)。
晶科能源預(yù)計(jì),鈣鈦礦疊層電池有望在未來(lái)三年左右逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn),并指出該技術(shù)“可顯著縮小衛(wèi)星太陽(yáng)翼展開面積”,是“太空光伏中長(zhǎng)期發(fā)展的最優(yōu)解之一”。
03
商業(yè)化最后障礙
不過(guò),太空光伏從概念走向商業(yè)化面臨多重挑戰(zhàn)。
無(wú)論是為衛(wèi)星供電,還是構(gòu)建未來(lái)的太空數(shù)據(jù)中心,其發(fā)展的最大枷鎖不是技術(shù)本身,而是高昂的成本,尤其是“上天”的成本。
NASA評(píng)估指出,發(fā)射環(huán)節(jié)是太空太陽(yáng)能系統(tǒng)最大的成本來(lái)源及溫室氣體排放驅(qū)動(dòng)因素。
盡管SpaceX等企業(yè)通過(guò)火箭回收技術(shù)大幅降低了單次發(fā)射費(fèi)用,但要將數(shù)以萬(wàn)噸計(jì)的光伏系統(tǒng)送入軌道,仍需要巨額投入。
只有當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射成本降至足夠低的水平,太空光伏的構(gòu)想才有可能真正落地。
客觀來(lái)看,目前太空光伏仍處于早期技術(shù)驗(yàn)證與方案探索階段,距離規(guī)模化、經(jīng)濟(jì)性運(yùn)營(yíng)還有很長(zhǎng)的路要走。
其發(fā)展不僅依賴于光伏技術(shù)本身的突破,也與航天運(yùn)輸成本、能源傳輸技術(shù)、國(guó)際空間規(guī)則等多重因素密切相關(guān)。
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圖說(shuō):馬斯克的衛(wèi)星
來(lái)源:Star Walk/Vito Technology
但不可否認(rèn)的是,太空光伏已從過(guò)去實(shí)驗(yàn)室中的科研項(xiàng)目,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛缮虡I(yè)航天與算力需求雙輪驅(qū)動(dòng)的潛在產(chǎn)業(yè)賽道。
在這場(chǎng)充滿想象力的長(zhǎng)期競(jìng)賽中,只有那些能在效率、可靠性與成本之間找到最佳平衡點(diǎn)的企業(yè),才有可能在這片廣闊的“新藍(lán)海”中真正立足。
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