嶄新的全球競賽正如火如荼展開!日本國營、民營企業攜手開發從太空蒐集的太陽能傳輸至地球的技術,預計在日本2025財年投入測試。美國、中國和歐盟也正展開相關的技術發展。
太空太陽能(Space-based solar power)在1968年由美國物理學家提出,此概念是將太陽能發射到距離地球3萬6千公里的外太空產生電力。
太陽能轉化成微波(如同微波爐使用的電磁輻射)之後傳輸到地面接收站,再把微波轉換成電能。微波可以穿過雲層,所以在晝夜和不同的天氣條件下,太空傳輸的電力都能穩定供應。
這項研究向來由日本京都大學前校長松本紘(Hiroshi Matsumoto)領導的團隊主導。1980年代,他們成功用微波傳輸電力的團隊,創全球先例。
京都大學教授筱原直樹(Naoki Shinohara)接棒研究後,致力優化無線充電的核心技術。該團隊在2009年用飛船在30公尺的高空傳輸電力至地面的手機。
經濟產業省在2009年啟動產官學計畫,由筱原直樹擔任科技委員會會長。這項計畫成功在2015年和2018年,分別成功展開水平和垂直傳輸的微波能量實驗,距離皆超過50公尺,未來會嘗試1到5公里的垂直傳輸實驗。
筱原直樹把目光放得更長遠:「如果能比全世界其他國家早先一步展現我們的技術,就能成為與他國進行太空發展的談判籌碼。」
筱原直樹的團隊預計在日本2025財年,實驗電力是否能從外太空傳到地面,將使用小型衛星從距離地球數百公里外傳輸電力至地面接收站。
日本的競爭對手也正邁向商業化。美國空軍研究實驗室 (Air Force Research Laboratory)和加州理工學院 (California Institute of Technology)各自進行大型計畫;中國重慶大學也正在開發太空太陽能技術;歐洲太空總署也有自己的發展計畫。
近年來隨著政府企業已淨零碳排為目標,太空太陽能重新受到關注;然而,成本是一大阻礙。要使用太空太陽能發電1GW(相當於一座核反應爐)所需的太陽能電池板面積,相當於2km x 2km的正方形大小。即使技術進步,安裝如此大的容量恐怕耗費約超過1兆日元(約新台幣2.17億)