太空可再生能源怎么获得

这听起来像是科幻小说：漂浮在太空中的巨型太阳能发电站向地球发射了大量的能量。在很长一段时间里，这个概念：最早是由俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky)在20世纪20年代提出的，主要是对作家有所启发。

然而，一个世纪后，科学家们在将这一概念变成现实方面取得了巨大的进步。欧洲航天局已经意识到了这些努力的潜力，现在正寻求为这些项目提供资金，并预测我们将从太空获得的第一个工业资源是“光束能量”。

气候变化是我们这个时代最大的挑战，因此事关重大。从全球气温上升到天气模式的转变，气候变化的影响已经在全球范围内感受到了。克服这一挑战需要从根本上改变我们生产和消费能源的方式。

近年来，可再生能源技术发展迅猛，效率提高，成本降低。但是，吸收它们的一个主要障碍是它们不能提供持续的能源供应。风电场和太阳能发电场只有在刮风或阳光明媚的时候才能产生能量，但我们每天都需要全天候的电力。归根结底，在我们转向可再生能源之前，我们需要一种大规模储存能源的方法。

绕过这一问题的一种可能方法是在太空中产生太阳能。这样做有很多好处。天基太阳能发电站可以一天24小时绕轨道面对太阳。地球的大气层也会吸收和反射一些太阳光，因此大气层上方的太阳能电池会接收更多的阳光，产生更多的能量。

但需要克服的关键挑战之一是如何组装、发射和部署如此大型的建筑。一个太阳能发电站的面积可能要达到10平方公里--相当于1400个足球场。使用轻质材料也将是至关重要的，因为最大的费用将是用火箭将空间站发射到太空的成本。

一种建议的解决方案是开发一批数千颗较小的卫星，这些卫星将聚集在一起，并配置成一个单一的大型太阳能发电机。2017年，加州理工学院(California Institute Of Technology)的研究人员概述了一个模块化发电站的设计，该发电站由数千块超轻型太阳能电池瓦组成。他们还展示了一块每平方米仅重280克的瓷砖原型，与卡片的重量相似。

最近，3D打印等制造业的发展也在考虑这一应用。在利物浦大学，我们正在 探索 将超轻型太阳能电池打印到太阳帆上的新制造技术。太阳帆是一种可折叠、重量轻、反射率高的薄膜，能够利用太阳辐射压力的效应，在没有燃料的情况下推动航天器前进。我们正在 探索 如何在太阳帆结构上嵌入太阳能电池，以创建大型的、无燃料的太阳能发电站。

这些方法将使我们能够在太空中建造发电站。事实上，有朝一日，在太空中制造和部署国际空间站或未来绕月运行的月球门户站的装置是可能的。事实上，这样的装置可以帮助在月球上提供电力。

可能性还不止于此。虽然我们目前依赖来自地球的材料来建造发电站，但科学家们也在考虑利用来自太空的资源来制造，比如在月球上发现的材料。

另一个重大挑战将是将电力传输回地球。该计划是将太阳能电池中的电能转化为能量波，并利用电磁场将其向下传输到地球表面的天线上。然后，天线会将电波转换回电能。由日本宇宙航空研究开发机构领导的研究人员已经开发了设计，并演示了一种应该能够做到这一点的轨道器系统。

在这一领域还有很多工作要做，但目标是在未来几十年内，太空中的太阳能发电站将成为现实。中国的研究人员设计了一个名为欧米茄(Omega)的系统，他们的目标是在2050年之前投入使用。该系统应该能够在峰值性能下向地球电网提供2千兆瓦的电力，这是一个巨大的数字。要利用地球上的太阳能电池板生产如此多的电力，你需要600多万块太阳能电池板。

较小的太阳能卫星，如那些为月球车提供动力的卫星，可能会更快投入使用。

在全球范围内，科学界正在投入时间和精力发展太空中的太阳能发电站。我们希望它们有朝一日能成为我们抗击气候变化的重要工具。

这听起来像科幻小说：漂浮在太空中的巨型太阳能发电站向地球发射大量的能量。在很长一段时间里，这个概念主要是对作家的启发。这个概念最初由俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基（Konstantin Tsiolkovsky）在20世纪20年代首次提出。

然而，一个世纪后，科学家们在将这一概念变为现实方面取得了巨大进展。欧洲航天局已经意识到这些努力的潜力，现在正寻求为这些项目提供资金，并预测我们将从太空获得的第一个工业资源是“束流能量”。

气候变化是我们这个时代最大的挑战，所以有很多风险。从全球气温上升到天气环境的变化，全球各地已经感受到气候变化的影响。要克服这一挑战，就需要彻底改变我们的能源生产和消费方式。

近年来，可再生能源技术发展迅速，效率提高，成本降低。但阻碍它们吸收的一个主要障碍是它们不能提供持续的能量供应。风能和太阳能发电厂只有在风吹或阳光明媚的时候才能产生能量，但我们每天都需要24小时不间断的供电。最终，我们需要一种大规模储存能源的方法，然后才能转向可再生能源。

空间的好处

一种可能的解决办法是在太空中产生太阳能。这有很多好处。一个太空太阳能发电站可以一天24小时地绕轨道直面太阳。地球大气层也会吸收和反射一些太阳光，因此大气层上方的太阳能电池将接收更多的阳光，产生更多的能量。

但要克服的关键挑战之一是如何组装、发射和部署这种大型结构物。一个太阳能发电站的面积可能要达到10平方公里，相当于1400个足球场。使用轻质材料也很关键，因为最大的开支将是用火箭将空间站发射到太空的费用。

一个被提议的解决方案是开发一个由数千颗小型卫星组成的集群，这些卫星将聚集在一起并配置成一个单一的大型太阳能发电机。2017年，加州理工学院（California Institute of Technology）的研究人员概述了一个模块化发电站的设计，该电站由数千块超轻型太阳能电池板组成。他们还展示了一块每平方米重量仅为280克的瓷砖原型，与卡片的重量相似。

这些方法将使科学家能够在太空建造发电站。有朝一日，从国际空间站或未来绕月轨道的月球门户站是可以建造这样的发电站的。这样的装置可以为月球上的装置提供电力。

这项技术的可能性还不止于此。虽然我们目前依赖于来自地球的材料来建造发电站，但科学家们也在考虑利用太空资源进行制造，比如在月球上发现的材料。

如何将太空发电站的电能传输到地球

另一个主要的挑战是如何将能量传输回地球。这项计划是将太阳能电池的电能转换成能量波，并利用电磁场将其传输到地球表面的天线上。然后天线将把电波转换回电能。由日本宇宙航空研究机构领导的研究人员已经开发出了设计方案，并演示了一个能够做到这一点的轨道飞行器系统。

在这一领域仍有许多工作要做，但目标是在未来几十年内，太空太阳能发电站将成为现实。中国的研究人员设计了一种叫做Omega的系统，他们的目标是在2050年前投入使用。这个系统应该能够以峰值性能向地球电网提供2GW的电力，这是一个巨大的数字。要想用地球上的太阳能电池板产生这么大的能量，你需要600多万块。

小型太阳能卫星，比如那些为月球车提供动力的卫星，可能会更快投入使用。

在全球范围内，科学界正致力于太空太阳能发电站的开发。希望有朝一日它们能成为我们应对气候变化的重要工具。

我们需要着眼于我们星球以外的新解决方案来解决气候危机问题。为了扭转全球变暖，首先需要解决的能源生产问题。

web3，太空技术和气候解决方案是未来将会有飞速发展的三个领域。我相信它们有共同点，而这些共同点尚未被 探索 ，且它们可以结合起来，形成互利和可持续的解决方案，以解决我们星球目前最大的问题—燃烧化石燃料生产能源。

当可以持续获得清洁、廉价、代币化和完全可追踪的能源时，为什么还会需要像化石燃料那样肮脏、具有挑战性和高成本的东西？

能源代币化

爱沙尼亚的WePower等国家区块链项目，以及Power Ledger和Energy Web等组织，一直在研究和开发能源代币化系统。他们的目标是将上个世纪建立的陈旧的能源系统带入一个新时代。我希望看到这样一个世界：我们购买的所有能源都可以完全追踪到它的来源，每一步生产和后续传输的温室气体排放数据都嵌入到链上，定价透明、公平、一致。

你对你目前能源供应的状况了解多少？在哪个场景使用更多？家里，工作中，还是在公共交通工具上？如果你在世界的某个地方，你是否可以注册一个清洁能源的关税账户来供应你的家庭？你是否能够获得这些能源由清洁能源生产的证明？还是你必须相信公司的说法？

想象一下，在未来，所有提供给你的能源都以代币的形式出售，而且因为操作流程是在区块链上，所以也不会产生信任问题。

如果与该能源相关的排放数据超过一定的阈值，智能合约将决定不与该能源供应商进行交易，而是从做得更好的供应商那里购买。自动收集这些数据并将其用于产业链将为有道德的供应商和消费者提供巨大的便利，将不会有可疑来源的能源出现。

可再生能源面临的挑战

我们今天的问题是，即使我们现在可以将我们所有的能源系统代币化，我们目前的可再生资源也不能随时和持续地提供能源。随着全球人口的不断增加，这个问题只会越来越严重。

基准负荷电力是指在能源消耗高峰期之外，维持所有事物持续运行所需的最低数量的电力。目前，我们的全球基础负荷电力是由不断燃烧的化石燃料产生的。目前的可再生能源技术受天气的影响，只有在条件合适时产生能量。即使扩大规模，如果没有大规模的存储条件，它们也不能取代我们的基础负荷电力需求，且目前的电池技术也不支持。我们需要一个新的解决方案，一个不需要重大科学突破就能实现的解决方案，它能大大增加效率，并能被快速广泛地接受。

一个可能的竞争者

天基太阳能发电，或SBSP，指太空中的太阳能农场，它不受大气层或夜幕的阻碍，能够将清洁的能源持续传送到地球的任何地方，这听起来很疯狂。这项技术是利用我们最丰富的能源：太阳能。理论上，这将比我们今天拥有的任何地面可再生能源更有效地工作。

进入Web3：新视角

去中心化的自治组织是一个数字优先的社区，它以区块链为基础，组建一个社区，以完成一个使命。它为我们提供了在没有中心化机构的情况下进行组织的方法，通过在链上保持不可更改的操作记录，使竞争环境更加公平，以更有效地结合人才和资源，并限制腐败的机会。它为我们开辟了一条道路，为系统中的所有参与者提供层层激励，代币（包括NFT）为社区提供了运行其自身经济的基础模块。

区块链和空间技术的结合，能够激励人类从我们自己制造的危机中拯救自己。

鉴于人类行为往往具有自我毁灭和自我挫败的性质，鼓励人们努力拯救自己，使我们有更大的机会实现预期的结果。我们不能简单地呼吁个人的大局意识，这是一个很难想象的事情，甚至很难让人们达成共识。我们需要激励机制来超越我们自己和我们对世界的过往的直接经验，使我们对大局的贡献受益，这种思考方式对我们来说并不总是自然或容易的。气候危机是我们集体的问题，需要集体来解决。

由区块链促成的能源代币化，给我们提供了新的途径来 探索 激励人们为我们的物种和生态系统的长期生存的可能性。有了DAO，我们就有办法利用区块链的不可改变、去中心化和无信任的性质来筹集人力和财政资本，以建立和运营一个全球性的、去中心化的天基太阳能系统网络。成熟时，这些系统将能够向任何需要的地方随时提供清洁的、基础负荷的电力。作为DAO拥有和控制的系统，该系统可以发展到确保电力分散分布，自主平衡负载，付款、成本、收入和税收都是通过将这些功能写入智能合约决定的，对消费者完全透明。

我们需要达到这样一个成果：使用清洁能源不再是一个绿色和自觉的选择，而是一个不费力的，自然的选择。

我们有机会创造一个系统，使人们有动力采用新方式来利用我们最“古老”的能源，从而为解决全球变暖问题做出贡献。没有关于如何到达那里的参考答案，我们正处于 探索 前沿。可以告诉你的是，清洁的、全球性的、无主的、分散的、低成本的、基础负荷的电力是可能的，是我们可以做到的。

这一切都不容易，但我们已经不在拘泥于简单的，浅显的解决方案。如果昂贵的猿人图片和亿万富翁乘坐阳具火箭进入太空的感觉对你来说就像尼禄在罗马燃烧时拉小提琴，我理解这一点。人类的本性在各个时代并没有什么变化，但我们的工具却在变化。我们今天拥有的新工具使我们能够逐步将我们失衡的生物圈带回正确的方向，即在未来很长一段时间内促进和培育生命的方向。

但是，一个世纪后，科学家为实现这个概念已经取得了巨大的进步。欧洲航天局已经意识到这些工作的潜力，同时也在为这些项目寻求资金，并预测我们从太空获得的第一种工业资源将是“光束能量”。

气候变化是我们这个时代面临的最大挑战，因此风险也非常之大。从全球温度上升到气候模式改变，气候变化已经影响到全世界的每一个人。克服这一挑战需要我们彻底改变生产和消耗能源的方式。

最近几年，可再生能源技术发展迅速，效率更高、成本也更低。但是采用可再生能源的一个主要障碍在于，它们无法持续提供能量。风力发电场和太阳能发电场只有在风使劲吹或太阳当空照的时候才能产生能量，但我们每一天每一小时都需用电。因此，我们在普及可再生能源之前，首先得找到一种大规模存储能量的办法。

解决这个难题的一个可行办法或许是在太空中产生太阳能。这种方式有很多优点。一个太空太阳能发电站可以一天24小时面朝太阳运行。地球的大气层也会吸收并反射部分太阳光。所以，大气层上方的太阳能电池可以接收更多太阳光并产生更多能量。

但是问题又来了：我们该如何组装、发射和部署如此庞大的结构呢？单个太阳能发电站的面积可能至少要达到10平方公里，相当于1400个足球场那么大。其次，使用轻型材料也至关重要，因为届时最大的成本将是用火箭将发电站送入太空。

一个建议的解决方案是开发成千上万个小的卫星。这些卫星聚集在一起，通过配置可以组装成一个大型的太阳能发电机。2017年，加州理工学院的研究人员曾提出过模块化发电站的设计。该发电站由数千个超轻太阳能电池块组成。研究人员还展示了一块每平方米仅280克的原型电池块。

最近，制造业的发展成果——如3D打印等，也有望用于太空太阳能发电站的开发。在利物浦大学，研究人员正在 探索 新的制造工艺，以将超轻太阳能电池打印到太阳能帆上。这个太阳能帆是一种可折叠、轻便又具有高反射率的薄膜，可以利用太阳的辐射压力作用，推动航天器前进，而不再需要燃料。研究人员也在 探索 如何将太阳能电池嵌入太阳能帆结构上，以制造大型、无需燃料的太阳能发电站。

这些方法可以帮助我们在太空中建造发电站。事实上，未来有一天，我们或许可以在国际空间站或未来的绕月球轨道运行的门户站制造和部署发电站装置。

可能还不至于此。尽管我们目前依赖地球上的材料来制造发电站，但科学家也在考虑利用太空中的资源（如月球上发现的材料）直接开展加工制造工作。

上述问题解决后，剩下一个主要挑战是如何将能源传输回地球。当前的计划是将太阳能电池中的电能转换为能量波，然后用电磁场将能量波传输给地球表面的天线。天线进而将能量波变回电能。日本航空航天局的研究人员已经开发了几种设计，并演示了一个可以实现这些功能的轨道系统。

即便如此，在这个领域我们还有许多工作要做。但我们的目标是，太空中的太阳能发电站将在未来数十年成为可能。中国的研究人员已经设计了一个名为欧米伽（Omega）的系统，预期可以到2050年投入使用。该系统在最佳性能状态下，可以向地球电网提供2GW的电力。如果是在地球上用太阳能电池板产生这么多电能的话，那将需要600多万块太阳能电池板。

但是，诸如为月球登陆器供电而设计的更小的太阳能卫星，可以更早地投入使用。如今，全球科学界都在投入大量时间和精力，来开发太空太阳能发电站。我们希望，终有一天，它们可以成为我们应对气候变化的重要工具。（匀琳）