宇宙光伏熱を理性的に捉える

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本報道記者 殷高峰 向炎涛

今年に入って、宇宙太陽光発電は世界のテクノロジーと資本の二重焦点になっています。各国が競って展開する壮大な宇宙エネルギーの青写真、商業宇宙産業の爆発的な成長に伴う電力の刚性需要、資本市場の熱烈な支持など、複数の力が交錯し共鳴し、このエネルギー形態を注目の的に押し上げています。

現在、宇宙太陽光発電にはどのような技術ルートがあるのでしょうか？その真の商業化の程度はどうでしょう？押し寄せる熱気に直面して、業界はどうやって冷静さを保つべきでしょうか？複数の業界関係者は、太陽光発電が本当にスケール化された「九天揽月」を実現するためには、技術の成熟と信頼性、そしてコストのアクセス可能性に基づいていると述べています。

業界は風口に立つ

宇宙太陽光発電とは、宇宙軌道や月などの地球外環境で太陽光発電技術を用いてエネルギーを取得し、無線で地上に電力を送信するか、軌道上の衛星、宇宙ステーション、宇宙データセンターなどの施設に電力を供給することを指します。

実際、宇宙分野にとって太陽光発電は新しい事物ではなく、両者の関係は長い歴史があります。1958年、アメリカの「バイキング1号」衛星が初めて太陽光発電電池を搭載して宇宙に入り、太陽光発電技術の宇宙応用の歴史が始まりました；1980年代、中国の「東方紅4号」衛星も剛性太陽光電池アレイを用いて電力を供給し、中国の宇宙における太陽光発電の初期基盤を築きました。

そして、この度の熱潮を本当に引き起こしたのは、近年の商業宇宙の爆発的な成長です。これは宇宙太陽光発電に最も直接的な需要の推進力を提供しました。低軌道衛星コンステレーションの構築が明らかに加速し、通信、リモートセンシング、ナビゲーションなどの応用需要が持続的に放出されています。同時に、商業ロケットの打ち上げコストが大幅に低下し、軌道投入能力が顕著に向上しました。これにより、より長い軌道寿命やより複雑なペイロードミッションが常態化し、安定的、高効率、持続的なエネルギー供給システムへの前例のない需要が生まれ、宇宙太陽光発電はこのようにして産業の風口に立ちました。

より長期的な視点から見ると、商業宇宙と宇宙計算力の組み合わせは、太陽光発電産業に前例のない広大な市場を開いています。ある宇宙企業の技術者は、未来の衛星はもはや「写真を撮る、データを送信する」だけではなく、「宇宙のデータセンター」のようなものであり、軌道上のAIモデルの訓練、低遅延エッジコンピューティング、高エネルギー消費の星載ペイロード、大規模なコンステレーション協調計算などのタスクを担うと述べています。これらはいずれもエネルギー供給に対して破壊的な要求を突きつけています。

2025年には、複数の重要な進展が宇宙太陽光発電の発展の転換点となります：中国の「逐日工程」は、3.6万キロ外の軌道から地上に無線で電力を送信し、灯具を点灯させることを実現し、同時に軌道上の太陽光発電効率は地上の8.6倍に達します；複数の回収可能なロケットが重要な技術検証を完了しました。

「宇宙太陽光発電が注目を集めるのは偶然ではなく、その核心は『技術の突破+資本の投機+政策の期待』の三者の重なりの結果です。」と上海有色網の太陽光発電シニアアナリストの鄭天鴻は言います。

商業化の道は険しい

業界関係者によると、宇宙の極端な温度環境、強い放射線環境、高真空環境などは、エネルギー供給に非常に厳しい要求を突きつけており、宇宙ミッションの特殊性はエネルギー供給が長期的に安定性と信頼性を持つことを要求します。宇宙太陽光発電が成功裏に商業化するためには、依然として巨大な課題に直面しています。

概念の盛り上がりの背後で、業界のコンセンサスはますます明確になっています：現在、世界の宇宙太陽光発電技術は全体として探索・検証の初期段階にあり、主流技術ルートを確立する段階には遠く及びません。

現在、宇宙太陽光発電の主な技術ルートには三結砷化ガリウム、P型ヘテロ接合、ペロブスカイト積層電池などがあります。公開資料によると、2000年には三結砷化ガリウム電池が衛星打ち上げに使用されており、発電効率は30%に達しますが、コストは1000元/Wに達し、軍用や高級衛星にしか使用できません。

「技術の突破が商業化の可能性のハードルを下げる、これが最も核心的な理由です。」と鄭天鴻は分析しています。過去、宇宙太陽光発電は高価な砷化ガリウム電池に依存しており、単瓦あたりのコストが非常に高かったのですが、P型ヘテロ接合電池技術の応用により宇宙太陽光発電の理論コストが著しく低下し、衛星展開のコストも大幅に削減され、宇宙太陽光発電は「SF概念」から「現実の実現」へと一歩前進しました。

营口金辰机械股份有限公司のCEO祁海珅は、商業宇宙衛星は通常サイズが小さく、太陽光発電の寿命と品質に対する要求が軍用や特殊用途の衛星とは完全には一致しないため、コストがより制御可能な技術ルートに現実的な応用のスペースを提供しています。

多くの業界関係者は、P型ヘテロ接合電池が現在の量産技術の中で、効率、軽量化、抗放射線性能の間で相対的なバランスを達成しており、商業化の過渡期の重要な選択肢となる可能性があると考えています。

前景は良好ですが、課題は依然として存在します。ある太陽光発電企業の研究開発者は、あらゆる新技術は長期間の厳しい宇宙環境での検証を経る必要があり、低コストの量産プロセスはまだ成熟していないと認めています。現在、長期間の軌道検証を経て信頼性の高い砷化ガリウム電池は依然として多くのミッションの主流の選択肢です。現在、宇宙太陽光発電の生産は多くの場合、小規模でカスタマイズ化されています。本格的な商業化を実現するためには、安定したバルク生産能力、標準化されたサプライチェーン、そして全過程の品質管理システムを確立する必要があります。

上海交通大学の太陽エネルギー研究所の所長沈文忠も慎重な態度を持っています。彼は、現在の宇宙太陽光発電の概念は資金のホットスポットの循環に過ぎず、高効率のシリコンベースの宇宙太陽光発電は依然として最前線の技術であり、今後3年から5年間は概念の孵化期にある可能性があり、新たな成長極を育成するには8年から10年が必要かもしれないと考えています。

「いかなる技術ルートであれ、実際に落ち着くには一つの前提が欠かせません——成熟した、再現可能な高効率製造能力と長期的な信頼性検証システムです。」と中国太陽光発電業界協会の執行秘書長劉訳陽は言います。

上場企業の先見的な配置

宇宙太陽光発電という無限の潜在性を持つ新しいブルーオーシャンに直面して、産業チェーン上場企業はすでに先見的な配置と技術的攻撃を開始しています。

隆基綠能科技股份有限公司は早くも2022年に関連する宇宙研究機関と協力して未来のエネルギー宇宙実験室を設立し、先進的な太陽光発電技術の宇宙検証と応用の発展を促進することを目指しています。

蘇州中来光伏新材股份有限公司は、投資家とのインタラクションプラットフォームで、同社がバックパネル製品の宇宙太陽光発電モジュールのパッケージング開発と実験を行っていると述べています。現在、持続的に開発中のペロブスカイトとシリコン積層製品は、今後宇宙などの多様なシーンでの応用が期待されています。

最近、海南钧达新能源科技股份有限公司（以下「钧达股份」）は上海星翼芯能科技有限公司に外部投資を行い、グローバルな低軌道衛星ネットワークおよび宇宙計算力産業の発展機会を掴むことを目指しています。しかし、钧达股份の関係者は、宇宙太陽光発電分野の製品はカスタマイズ化の程度が高く、検証周期が長いため、関連業務は現在技術開発と初期検証段階にあり、協力製品も軌道上での検証を完了する必要があると警告しています。

祁海珅は、宇宙太陽光発電の熱に対して理性的に視る必要があると述べています。市場規模は非常に大きいですが、キャパシティの解放は徐々に進んでいます。地上の太陽光発電所と比較して、宇宙太陽光発電は新しい封止材料、抗放射線材料などに対する高い需要があり、関連するプロセスや設備にもより高い要求があるため、これらはすべて低コストの運用に基づいて構築される必要があります。宇宙太陽光発電の今後の発展のトレンドは、衛星の電力需要を満たす前提の下で、製品の性能の安定性を向上させ、さらにコストを削減することです。

星辰大海を目指すエネルギーの旅は、技術を基にして、理性を舵にする必要があります。「現在、短期間の投機が実際の実現を上回っており、長期的には宇宙太陽光発電には戦略的価値があり、完全に『空中楼閣』ではありません。」と鄭天鴻は述べています。一方で、宇宙太陽光発電は地上の太陽光発電の間欠性や地域性の問題を解決でき、24時間の途切れない発電が可能であり、世界のエネルギー転換にとって重要な戦略的意義を持っています；他方で、現在の宇宙太陽光発電は依然として多くのボトルネックに直面しています。たとえば、マイクロ波伝送の効率が低く、スケール展開が難しく、資金投入が巨大であり、技術の突破にはまだ時間がかかります。そのため、宇宙太陽光発電の熱に対して理性的に視る必要があり、長期的な潜在能力に注目しつつ、短期的な投機のリスクにも警戒する必要があります。

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編集者：高佳