Рационально воспринимать солнечную энергию в космосе и тепловую энергию

Для торговли акциями смотрите аналитические отчеты аналитиков Jin Qilin, авторитетно, профессионально, оперативно, комплексно, помогая вам выявить потенциальные тематические возможности!

Корреспондент газеты Ян Гаофэн и Сянь Яньтао

С начала этого года космическая фотогальваника стала двойным фокусом глобальных технологий и капитала. От грандиозных космических энергетических планов, которые разрабатывают различные страны, до жесткой потребности в электроэнергии, возникшей в результате взрывного роста коммерческой космической отрасли, и до бурного интереса со стороны капитальных рынков — множество сил переплетаются и резонируют, выводя эту форму энергии на передний план.

Какие технические маршруты существуют в настоящее время для космической фотогальваники? Каков реальный уровень ее коммерциализации? В условиях нарастающего интереса, как отрасли сохранить трезвость? Множество опрошенных специалистов выразили мнение, что для достижения масштабной реализации “девяти небес” фотогальванике необходимо опираться на зрелость и надежность технологий, а также на доступность цен.

Отрасль на пике

Космическая фотогальваника — это использование солнечной фотогальванической технологии для получения энергии в космической орбите, на Луне и в других внешних условиях, передача электроэнергии на Землю по беспроводным каналам или обеспечение электроэнергией спутников на орбите, космических станций, космических дата-центров и других объектов.

На самом деле, для аэрокосмической отрасли фотогальваника — не новинка, их связь существует давно. Еще в 1958 году американский спутник “Пионер-1” впервые оснастили фотогальваническими батареями, что открыло историю применения фотогальванической технологии в космосе; в 1980-х годах китайский спутник “Дунфан Хун-4” также использовал жесткие солнечные батареи для питания, что заложило раннюю основу для китайской космической фотогальваники.

Однако настоящим катализатором текущей волны интереса стал взрывной рост коммерческой космонавтики, который обеспечил наиболее непосредственный драйв спроса на космическую фотогальваническую энергию. Строительство низкоорбитальных спутниковых созвездий значительно ускорилось, потребности в связи, дистанционном зондировании и навигации продолжают нарастать. В то же время, затраты на запуск коммерческих ракет значительно снизились, возможности по выводу на орбиту значительно возросли, что сделало более длительную работу на орбите и более сложные задачи с нагрузкой нормой, создав беспрецедентный спрос на стабильные, эффективные и долговечные энергетические системы, что выдвинуло космическую фотогальваническую энергетику на пик индустрии.

С более долгосрочной точки зрения, коммерческая космонавтика в сочетании с космичными вычислениями открывает совершенно новый широкий рынок для фотогальванической индустрии. Технический специалист одной из космических компаний отметил, что в будущем спутники больше не будут просто “фотографировать и передавать данные”, а будут напоминать “центры обработки данных в космосе”, выполняя задачи, включая обучение моделей ИИ на орбите, вычисления на краю с низкой задержкой, высоконагруженные бортовые нагрузки, а также координацию крупных созвездий, что выдвигает разрушительные требования к энергоснабжению.

К 2025 году несколько ключевых достижений станут поворотным моментом в развитии космической фотогальваники: китайский проект “Поиск Солнца” осуществит беспроводную передачу электроэнергии с орбиты на Землю на расстоянии 36 000 км и включит освещение, а эффективность солнечной фотогальванической генерации на синхронной орбите достигнет 8,6-кратного уровня, по сравнению с земным; несколько многоразовых ракет завершат ключевые технологические проверки.

“Космическая фотогальваника стала горячей темой не случайно, в центре этого лежит результат сочетания ‘технологических прорывов + капиталовложений + ожиданий от политики’,” — сказал старший аналитик фотогальваники Shanghai Nonferrous Network Чжэн Тяньхонг.

Коммерциализация на пути с препятствиями

Согласно представлениям специалистов, экстремальные температурные условия в космосе, сильная радиация и высокая вакуумная среда предъявляют крайне строгие требования к энергоснабжению, а особенность космических заданий также требует от энергоснабжения долгосрочной стабильности и надежности. Космической фотогальванике еще предстоит преодолеть огромные вызовы для успешной коммерциализации.

Под влиянием популярности концепции, отраслевое согласие становится все более ясным: в настоящее время глобальная технология космической фотогальваники все еще находится на начальном этапе исследования и верификации, и до определения основного технологического маршрута еще далеко.

Известно, что в настоящее время основные технологические маршруты космической фотогальваники включают трехслойные арсенидные галиевые батареи, P-тип гетероструктуры, перовскитные многослойные батареи и др. По данным открытых источников, еще в 2000 году трехслойные арсенидные галиевые батареи уже использовались для запуска спутников, хотя их эффективность генерации может достигать 30%, но стоимость составляет 1000 юаней за ватт, что позволяет использовать их только военными и для высококлассных спутников.

“Технологические прорывы снизили барьеры для коммерциализации, и это основная причина,” — анализирует Чжэн Тяньхонг. Ранее космическая фотогальваника зависела от дорогих арсенидных галиевых батарей, стоимость которых за ватт была крайне высока, тогда как применение технологий батарей P-тип гетероструктуры значительно снизило теоретическую стоимость космической фотогальваники, существенно сократив затраты на развертывание спутников, что сделало шаг к переходу космической фотогальваники из “научной фантастики” в “реальность”.

Генеральный директор Jinchen Machinery Co., Ltd. Ци Хайшэнь отметил, что коммерческие космические спутники обычно имеют меньший размер, и требования к сроку службы и качеству фотогальваники не полностью совпадают с военными или специализированными спутниками, что предоставляет пространство для применения более контролируемых по стоимости технологических маршрутов.

Множество специалистов считают, что батареи P-тип гетероструктуры достигли относительного баланса между эффективностью, легкостью и радиационной стойкостью в существующих технологиях массового производства и могут стать важным выбором на переходном этапе коммерциализации.

Хотя перспективы хорошие, вызовы все еще существуют. Один из исследователей в фотогальванической компании признал, что любая новая технология должна пройти долгую и строгую верификацию в условиях космоса, и технологии низкозатратного массового производства еще требуют доработки. В настоящее время арсенидные галиевые батареи с высокой надежностью, прошедшие длительную орбитальную верификацию, все еще являются основным выбором для многих заданий. В настоящее время производство космической фотогальваники в основном осуществляется малыми партиями и на заказ; для достижения реальной коммерциализации необходимо создать стабильные мощности массового производства, стандартизированную цепочку поставок и систему контроля качества на всех этапах.

Шэнь Вэньчжун, директор Института солнечной энергии Шанхайского транспортного университета, также придерживается осторожной позиции. Он считает, что текущая концепция космической фотогальваники больше представляет собой спекулятивный интерес, тогда как эффективная кремниевая космическая фотогальваника все еще относится к передовым технологиям, и в течение ближайших 3-5 лет она может находиться на стадии инкубации концепции, а для ее превращения в новый источник роста может потребоваться 8-10 лет.

“Какой бы ни была технологическая линия, реальный переход к реализации невозможен без одного условия — зрелости, воспроизводимости и эффективных производственных мощностей и долгосрочной системы верификации надежности,” — сказал исполнительный секретарь Китайской ассоциации фотогальванической отрасли Лю Иян.

Долгосрочное планирование публичных компаний

С учетом космической фотогальваники как потенциально безграничного нового моря, компании, входящие в цепочку поставок, уже начали предвосхищающее планирование и технологические усилия.

LONGi Green Energy Technology Co., Ltd. еще в 2022 году совместно с соответствующими космическими исследовательскими учреждениями основала лабораторию будущей энергии в космосе, стремясь продвигать верификацию и развитие применения передовых фотогальванических технологий.

Suzhou Zhonglai Photovoltaic New Material Co., Ltd. на платформе взаимодействия с инвесторами сообщила, что у компании есть продукты задней панели, которые проходят адаптацию к упаковке и экспериментам для космических фотогальванических модулей. В настоящее время продолжаются разработки перовскитных и кремниевых многослойных продуктов, которые в будущем могут быть применены в разнообразных сценариях, включая космос.

На днях компания Hainan Junda New Energy Technology Co., Ltd. (далее “Junda股份”) объявила о вложении в Shanghai Xingyi Xinneng Technology Co., Ltd., чтобы воспользоваться возможностями развития глобальных низкоорбитальных спутниковых сетей и космической вычислительной индустрии. Однако ответственный сотрудник Junda股份 также отметил, что в области космической фотогальваники уровень кастомизации продуктов высок, а цикл верификации длителен; соответствующий бизнес все еще находится на стадии разработки технологий и предварительной верификации, а совместные продукты также должны пройти верификацию на орбите.

Ци Хайшэнь отметил, что нужно разумно оценивать интерес к космической фотогальванике: хотя рынок огромен, высвобождение мощностей происходит постепенно. По сравнению с наземными фотогальваническими электростанциями, космическая фотогальваника предъявляет более высокие требования к новым упаковочным материалам, радиационно-стойким материалам и т. д., а также к соответствующим технологиям и оборудованию, что требует оснований для низкозатратной эксплуатации. Будущее развитие космической фотогальваники будет заключаться в повышении стабильности производительности продуктов при удовлетворении потребностей в электроэнергии спутников и дальнейшем снижении затрат.

На пути к звездам и морям энергетического будущего необходимо опираться на технологии и разумный подход. “В настоящее время краткосрочная спекуляция превышает фактическую реализацию; в долгосрочной перспективе космическая фотогальваника имеет стратегическую ценность и не является полностью ‘воздушным замком’,” — отметил Чжэн Тяньхонг. С одной стороны, космическая фотогальваника может решить проблемы интермитентности и географической специфики наземных фотогальванических систем, обеспечивая непрерывную генерацию электроэнергии 24 часа в сутки, что имеет важное стратегическое значение для глобальной энергетической трансформации; с другой стороны, в настоящее время космическая фотогальваника все еще сталкивается с многими проблемами, такими как низкая эффективность передачи микроволн, сложности масштабирования, огромные капитальные вложения, а также необходимость технологических прорывов, которые требуют времени. Поэтому необходимо разумно оценивать интерес к космической фотогальванике, обращая внимание как на ее долгосрочный потенциал, так и на риски краткосрочной спекуляции.

Заявление Sina: Это сообщение является переработкой материалов от партнерских медиа Sina, публикация этой статьи на сайте Sina направлена на передачу большего объема информации и не означает одобрения ее мнений или подтверждения ее описания. Содержимое статьи предназначено только для справки и не является инвестиционным советом. Инвесторы действуют на свой собственный риск.

Масштабные новости, точные интерпретации — все это в приложении Sina Finance

Редактор: Гао Цзя