在浩瀚的宇宙中，人類對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，引發(fā)了科技界和資本市場的廣泛關(guān)注。近期，馬斯克提出的每年向太空部署100GW光伏的計劃，猶如一顆投入平靜湖面的石子，在A股市場激起了層層漣漪，太空光伏概念瞬間成為焦點。

光伏行業(yè)的兩位領(lǐng)軍人物——晶科能源董事長李仙德和天合光能董事長高紀(jì)凡，都對太空光伏的前景表達了樂觀態(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特優(yōu)勢？與地面光伏相比，地面光伏雖然已經(jīng)實現(xiàn)了平價上網(wǎng)，但受限于發(fā)電時間的間歇性，必須配備儲能系統(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繞地球一圈，明暗交替。雖然太空光伏也需要儲能，但其儲能周期非常穩(wěn)定，不受天氣等因素影響，不需要像地面儲能那樣預(yù)留余量以應(yīng)對極端變化。

馬斯克計劃建立龐大的太空光伏系統(tǒng)，主要是為了滿足其星鏈項目對能源的日益增長的需求。與此同時，中國的低軌衛(wèi)星群建設(shè)也在如火如荼地進行中。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)用場景。中國已經(jīng)規(guī)劃了六個巨型星座項目，包括“國網(wǎng)”“G60千帆星座”等通信骨干星座，以及“吉利未來出行星座”“天啟”“鴻鵠 - 3”“三體計算星座”等商業(yè)細分領(lǐng)域星座，規(guī)劃的衛(wèi)星總數(shù)超過5萬顆。

協(xié)鑫光電董事長范斌進行了簡單的推算，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1萬顆衛(wèi)星就需要十幾兆瓦。即使按照5萬顆衛(wèi)星計算，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，因此單瓦價值量相對較高。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，太空光伏的需求有望呈現(xiàn)指數(shù)級增長。光因科技創(chuàng)始人溫言杰表示，太空算力需要大量能源，而太陽是一個天然的核聚變裝置。通過汲取太陽能并轉(zhuǎn)化為電力，可以供給太空算力中心。計算完成后，只需將結(jié)果傳輸回地球。部署太空算力有諸多優(yōu)勢，太空空間幾乎無限，且可以直接從太陽獲取能源，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，對降溫的需求少，整體能耗降低。

目前，國內(nèi)外都在積極籌劃投資建設(shè)太空數(shù)據(jù)中心。國內(nèi)方面，北京太空數(shù)據(jù)中心計劃在700公里至800公里的晨昏軌道部署吉瓦級系統(tǒng)，分三階段推進。2025年至2027年建成200KW/1000POPS算力星座，實現(xiàn)“天數(shù)天算”應(yīng)用目標(biāo)；2028年至2030年推進二期，實現(xiàn)“地數(shù)天算”商業(yè)化；2031年至2035年完成衛(wèi)星量產(chǎn)與在軌對接，建成大規(guī)模集群。國際方面，馬斯克提出了太空AI計算中心構(gòu)想，計劃依托星艦火箭部署100GW至500GW級太陽能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。中信建投預(yù)計，短期（2024年至2027年）將由三結(jié)砷化鎵電池主導(dǎo)高價值通信衛(wèi)星、深空探測等場景；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)；長期（2028年后）鈣鈦礦疊層電池將憑借高比功率優(yōu)勢加速突破。

范斌解釋了鈣鈦礦的優(yōu)勢，砷化鎵成本高昂且長期未有效下降，未來太空光伏轉(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，其光轉(zhuǎn)效率比晶硅高出20%以上，抗輻照能力也較強，而晶硅電池在太空中衰減較快。鈣鈦礦疊層在實驗室的光轉(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，同時價格較為便宜。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。

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、強輻射及原子氧腐蝕，這對電池壽命是嚴(yán)峻考驗。要實現(xiàn)每年100GW的宏大規(guī)模，僅組件成本就可能高達千億美元量級，還不包括發(fā)射、施工與在軌維護等天價費用。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，太空光伏的夢想才有可能照進現(xiàn)實。