2026年初,马斯克在达沃斯论坛的一段发言让太空光伏概念爆火,他表示SpaceX与特斯拉将共建100GW/年太阳能产能,以解决AI发展电力瓶颈的问题。近日更是传出马斯克考察中国光伏企业供应链的消息,在2月4日再次为太空光伏概念股贡献了一波涨停潮。很多人认为这意味着太空光伏将迎来前所未有的发展机遇,光伏与航天这个热门产业的跨界融合,也吸引了无数的投资目光。然而,热潮之下更需冷静审视。中科育成投资认为,太空光伏的前景与挑战同样巨大,本文尝试从一个相对客观的视角,梳理太空光伏产业的真实面貌。
认知重构:太空光伏不是地面光伏上天,是系统性产业跃迁
太空光伏并不是简单的把地面光伏送上天,二者有巨大的差别。从发电效率来看,地面光伏受昼夜交替、云层遮挡、大气衰减等因素限制,在理想条件下,地面光伏年发电小时数也就大概1200至1800小时,而且十分受制于地理环境和气候条件。而部署在地球静止轨道(GEO)的太空光伏阵列,全年99%的时间都能接收无遮挡、无衰减的光照,光强是地面的5至10倍,年利用小时数理论上能突破8000小时,相当于一座24小时不间断运转的超级发电站。
这种优势,让太空光伏能精准匹配高耗能场景的需求——比如太空算力中心、大型数据中心,既能提供稳定供电,也能破解地面电网的负荷压力,这是地面光伏远远达不到的。
不止效率和应用场景不同,太空光伏与地面光伏的发展驱动也不同。太空光伏现如今受到关注并不是因为光伏技术迎来了巨大突破,而是需求端与成本端的双重作用。
随着AI和商业航天的发展,太空光伏的需求池高涨。
生成式AI的算力需求正呈指数级增长,地面数据中心面临能耗、散热、土地三重制约,这推动了算力布局向太空迁移。而太空算力中心要实现零碳运行,太空光伏正是最优供电解决方案,这也成为下游需求的核心增长极。马斯克提出的100GW太阳能产能规划,本质上就是为太空AI卫星和太空算力中心配套,这才直接拉动了光伏设备与组件的规模化需求。
另一方面,低轨卫星星座密集部署,预计2030年全球在轨卫星超10万颗,月球与火星基地建设等深空探测进程加快,再加上地面高耗能产业的零碳转型需求,这些共同构成了太空光伏的多元需求矩阵。太空光伏的无线传能特性可实现洲际能源调度,甚至支撑月球/火星基地、太空工厂等深空探索场景,这非常契合未来太空经济的发展需求。
太空光伏还享受着商业航天发展带来的降本红利。
此前,太空光伏规模化的最大障碍的是发射成本。传统火箭发射成本高达2000美元/公斤,一座GW级太空光伏电站需发射上万吨设备,仅发射费用就超千亿美元,注定只能局限于高端卫星的小众场景。
而SpaceX星舰的完全可复用技术,将发射成本降至10美元/公斤以下,降幅超100倍,将从根本上改变太空光伏的成本结构,让太空光伏的规模化部署成为可能。
可以说,太空光伏补全了全球零碳能源体系的短板,这也是它从概念走向商业化的核心前提。有机构测算,2025至2030年太空光伏市场规模将达千亿元量级,2030年后若太空算力规模化落地,市场规模有望突破万亿。但中科育成投资认为在产业所处阶段、距离商业化实际进程等核心问题尚未明确之前,任何具体数字都值得审慎对待。发射成本下降是真实的积极信号,但太空光伏的成本远不止发射这一项。建造环节、在轨维护、退役处置等全生命周期各环节的成本如何优化,目前尚无成熟方案。单纯依赖发射成本下降,不足以支撑整个产业的经济可行性。
而且,需要审慎对待的不止成本问题,我们接着往下看。
产业链拆解:三大核心环节考察:成熟度差异显著
太空光伏的构想很宏大,现在的市场热情也很高,但实际上它的产业化之路还很漫长。要知道太空光伏产业链分为空间段、传输段和地面段三大核心环节,各环节协同才能支撑产业落地,但这三者的技术成熟度目前处于完全不同的水平:
一、空间段:发电技术有基础,但系统工程要从零开始
电池技术路线图已相对清晰。 太空光伏对电池的核心要求是“轻、薄、高效、抗辐射”。传统技术路线依赖砷化镓电池,虽效率能达到30%以上,但成本高达20至30万元/平方米,仅适用于高端卫星的自给供电,根本无法满足规模化部署需求。
当前,技术路线正加速向硅基及叠层电池迭代,已经形成了清晰的梯度布局:
中短期来看,HJT异质结电池是绝对主力。其效率可达25%以上,成本却仅为砷化镓电池的十分之一,还能实现薄片化(厚度不足100μm)与柔性化,抗辐射能力接近砷化镓,非常适配一箭多星的批量部署模式——这也是SpaceX选定的核心技术路线。
长期来看,钙钛矿叠层电池是终极替代方案。目前实验室效率已突破40%,成本有望进一步下降,被光伏行业称为“终极技术”。但其在太空环境下的长期稳定性尚未得到充分验证。
但这一环节真正的瓶颈,在于如何建造、发射并在轨可靠运行一座平方公里级的柔性发电站。这涉及材料、结构、展开、控制、维护等多项关键技术,目前这些技术大多仍停留在概念验证阶段,距离真正的工程应用还有相当距离。
二、传输段(最大技术瓶颈):原理上可行,但工程遥不可及
传输段的职能是将太空产生的电能无线传输至地面或太空终端,这是整个产业链中技术成熟度最低、挑战最大的环节,也可以说是决定该产业能否实现商业化的核心技术瓶颈。
当前存在两条主要技术路线。 微波传能的优势在于传输距离远、抗干扰能力强,适合大规模电站的洲际能源调度,但其需要太空部署公里级天线、地面建设数平方公里接收阵,且高功率微波束的国际安全监管在国际层面尚属空白。激光传能的特点是能量密度高、方向性好,但无法穿透云层,地面需配套复杂的补偿系统,且对光束安全控制的要求极高。
遗憾的是,两条技术路线目前均处于原理验证的早期阶段,端到端系统效率距离商业化所需的门槛差距显著。简而言之,理论可行与实际应用之间隔着好几个数量级的技术攻关。
三、地面段:并非简单接收,而是超级工程
地面段负责电能的接收、转换与并网利用,但这一环节面临的工程挑战同样前所未有。
接收端需要建设前所未有的超大型专用基础设施,包括巨型天线阵或光学接收站。选址确定、成本控制、环境影响评估等问题都需要审慎权衡。并网环节则面临吉瓦级间歇性点对点供电对现有电网稳定性和安全性的全新挑战。这两个环节的技术突破与工程建设若无法有效推进,前端的技术研发成果便难以真正落地。
风险评估:多维度挑战不容忽视
每论及新兴技术,风险分析都是不可或缺的环节。太空光伏产业面临的挑战涵盖治理安全、物理工程、技术替代和商业化等多个维度。
治理与安全风险或是最棘手的问题。 高功率能量束从太空跨越国界传输,涉及主权认定、空域安全、国际责任归属等复杂法律问题。当前国际监管框架对这类技术尚无明确规定,治理规则的建立需要漫长而复杂的国际协调过程。
物理与工程层面的硬骨头同样突出。 无线传能效率存在理论极限,并非单纯依靠技术进步就能无限提升。超大系统在轨组装与精密控制等工程问题,目前尚无法打包票一定能够解决。此外,系统规模放大后可能引发的未知物理效应(如等离子体干扰等),在实验室环境中难以完全模拟,真实环境中会出现什么情况尚难预判。
技术替代风险虽较远但需关注。 地面光伏技术持续迭代升级,储能成本快速下降,核聚变技术虽已研究多年但若取得突破,都可能从根本上改变能源竞争格局,削弱太空光伏的比较优势。这一风险虽非迫在眉睫,但纳入长期战略考量十分必要。
商业化可行性仍待验证。全生命周期成本(涵盖发射、建造、在轨维护、退役处置等环节)与地面能源相比是否具备竞争力,是决定太空光伏能否从概念走向现实的关键问题。
结语:太空光伏何时迎来iPhone时刻?
太空光伏的崛起,本质上是人类突破地球资源约束、迈向太空经济的必然选择,它不仅重构了光伏产业的增长边界,更推动了航天产业从国家主导向商业化赋能转型。所以若是有人问,太空光伏这一技术方向是否具有未来?答案是肯定的。但这一未来何时到来、以何种方式到来、最终呈现怎样的产业形态,目前下任何断言都为时过早。
中科育成投资董事长陈静鹤表示,当前太空光伏产业正处于早期关键阶段,技术路径在探索中逐渐清晰,潜在应用场景日益明确。中科育成投资将持续关注该领域的实质性进展,在长周期、高不确定性的前沿赛道中,致力于识别真正的基础技术突破与工程能力构建。
太空光伏何时能迎来属于自己的“iPhone时刻”,取决于一系列科学技术与重大工程能力的根本性突破,这需要产业各方的长期共同努力。时间没有定论,但答案已在路上。
还没有人评论过,赶快抢沙发吧!