盡管國際油價近來“跌跌不休”，但出于長遠能源安全的考慮以及為減少溫室氣體的排放，人類并沒有減弱對化石能源以外新能源的開發(fā)力度。既然風力、核能和太陽能之類的新能源與煤炭、石油和天然氣那樣的傳統(tǒng)能源有較大不同，那么使用新能源的發(fā)電站也必然是全新面貌的，它不再是用鋼筋水泥建成的冷冰冰的廠房，它沒有高聳入云的大煙囪往天上排出陣陣濃煙，因為未來的發(fā)電站，它自己就要上天了。

飛艇型風車

最近，美國阿拉斯加上空升起了一個貌似巨大的甜甜圈一樣的飛艇，別看它外表笨重，人家可不是用來觀光旅游的，而是未來空中發(fā)電站的雛形。這是美國麻省理工學院的風險投資公司阿爾泰羅能源正在進行的空中發(fā)電實驗。眾所周知，風力發(fā)電需要的就是大風，然而在平地上很難找到那么多風力強勁的地方，于是人們把目光投向了天空，高空中的風力比平地上大多了，將飛艇型的風車送到300米的空中，風車就可以穩(wěn)定發(fā)電了，發(fā)出的電則通過電纜輸送到地面上。所以也可以說空中發(fā)電站的構(gòu)想受到了中國風箏的啟發(fā)。與地面上的普通風車相比，飛艇型風車的發(fā)電能力提高了一倍，成本則減少了一半。所以，現(xiàn)在歐美各國都投入巨資爭相開發(fā)高空發(fā)電技術(shù)，競爭極為激烈。阿爾泰羅能源在阿拉斯加進行的實驗就等到了美國農(nóng)業(yè)部等機構(gòu)的支持，投資額為130萬美元。

日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省正在支持一個名為“外太空太陽能發(fā)電”的項目。外太空太陽能發(fā)電是在距離地面3.6萬公里的同步軌道上運行的人工衛(wèi)星上安裝巨大的太陽能面板。然后將產(chǎn)生的電力轉(zhuǎn)化為微波傳回地面，再在地面將微波重新轉(zhuǎn)化為電力。這種發(fā)電方式有不受天氣和晝夜的限制，可以全天候不間斷發(fā)電。此外，由于發(fā)電站的主要設(shè)備都在外太空，所以地面上的設(shè)施可以非常小型，這也符合日本土地狹小的國情。

外太空太陽能發(fā)電的構(gòu)想雖然大膽，但目前還存在一些技術(shù)障礙，現(xiàn)有技術(shù)下電力和微波之間的轉(zhuǎn)換效率以及將電波從外太空傳回地面的傳送效率都不高，而相關(guān)的設(shè)備成本卻非常高，一組100萬千瓦級的設(shè)備耗資在1萬億日元以上。為此，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省從2014年9月開始向公開招募的企業(yè)和研究機構(gòu)提供為期3年，每年達2.5億日元左右的援助。目的就是要將傳送電波的接收器的重量降到現(xiàn)有設(shè)備的1%，同時將其厚度降到現(xiàn)有設(shè)備的10%。同時要把將電力轉(zhuǎn)化為電波的半導體的效率從目前的70%提高到80%。

從遙遠的太空向地面輸送電力，能否精準送達地面上的天線是關(guān)鍵。2014年12月，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省和三菱電機等企業(yè)在京都大學啟動了面向太空太陽能發(fā)電的首次地面無線輸電實驗。太空系統(tǒng)開發(fā)利用推進機構(gòu)IHI AEROSPACE也參與了該實驗。科學家們將制作模擬從太空向地面輸送電力的小型裝置，將電力轉(zhuǎn)換成微波，然后用輸送裝置傳輸?shù)郊s50米外的電力接收天線上。實驗的目的就是要驗證能否精確控制電波的方向以及高效地將電波轉(zhuǎn)換成電力等技術(shù)。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省計劃在2030年代后半期進行太空輸電實驗，在2040年代之后推向?qū)嵱没閷崿F(xiàn)上述目標，日本將在今年制定具體的進度表。可見，未來的發(fā)電站要飛上天甚至飛到外太空都不是夢想。