【空间太阳能电站:科幻能否成现实?】盼来盼去,中国工程院院士、重庆大学教授杨士中团队期待已久的璧山空间太阳能电站实验基地(以下简称璧山基地)终于开工建设了。团队骨干专家、重庆大学微电子与通信工程学院教授仲元昌告诉《中国科学报》,该基地预计年底完工,明年正式开始相关试验。前期,他们已在300米高度开展能量传输试验。

据报道,国际上只有中国、美国、日本等少数几个国家真正开展空间太阳能电站地面验证。而在我国,除了杨士中团队外,中国工程院院士、西安电子科技大学教授段宝岩团队也在紧锣密鼓地开展相关试验。

在太空中建设太阳能电站,听起来很科幻,现实同样不容易。

中国科学院院士王希季曾在香山科学会议上将空间太阳能电站系统需要的关键技术总结为“聚、传、建”。而要攻克每一项关键技术,难度极大,以至于有专家学者直呼,建设空间太阳能电站只是一个概念。

【第一阶段的第一步】

其实,留给我国专家团队的时间不多了。

早在2010年8月,在中国空间技术研究院举办的空间太阳能电站技术研讨会上,12位院士和百余位相关领域专家提出了我国空间太阳能电站发展路线图。

根据路线图,2030年开始我国将建设兆瓦级小型空间太阳能试验电站,到2050年具备建设吉瓦级商业空间太阳能电站的能力。其中第一阶段又具体分三步,首先开展关键技术的地面及浮空器试验验证,其次开展高空超高压发电输电验证,最终开展空间无线传能试验。

而杨士中和段宝岩团队目前的工作正处在第一阶段的第一步。

仲元昌向《中国科学报》介绍,前者依托高空气球,先建设浮空平台,然后再开展微波传输原理、关键技术探索等试验。

杨士中团队考虑到目前的技术水平及条件受限,直接在3.6万公里的同步轨道做试验还不现实,就先在平流层建立起一个简单的太阳能电站。根据其计划,第一步先将气球放到300米低空开展试验;下一步再让气球升到2千米高空;最后,才会将气球平台升入平流层中,建立平流层太阳能电站,实现平流层的太阳能收集、储能,并以微波和激光的方式向无人机充电及地面的应急供电。

而后者是一种基于球面线聚焦原理的聚光方案。在西安电子科技大学校园内,一座巨大的三角形塔拔地而起。在塔中心,距离地面55米高处有四个半球面的聚光装置,每个直径约6.7米。当太阳光射入球形反射面上后,会汇集到一个固定的聚光区,再通过太阳能电池产生直流电,随后转成微波,通过发射天线传输到地面。

“虽然路线不同,但目的都是测试微波传输原理及相关关键技术。”仲元昌说。

值得一提的是,两个团队的项目同时在2018年12月启动。其中,西安电子科技大学的空间太阳能电站系统项目被命名为“逐日工程”。据媒体报道,璧山基地项目被称为全国首个空间太阳能电站实验基地;“逐日工程”被称为全球首个太阳能电站地面验证中心。

【只是概念吗】

其实,研究建设空间太阳能电站的国家不仅只有中国,这一概念最早由美国科学家在1968年提出。所谓空间太阳能电站,就是在空间将太阳能转化为电能,再通过无线能量传输方式传到地面的电力系统。

之所以提出建设空间太阳能电站,仲元昌分析,正是因为人类对新型清洁能源需求变得越来越迫切。但在新型清洁能源中,核能因其具有高风险性从而争议不断,风能、水能的稳定性又会受到季节和地理位置的影响。太阳能由于具有总量巨大,且具有取之不尽的优势,可成为未来能源供给的支柱。

“相比于地面太阳能电站,空间太阳能电站不受大气衰减、季节昼夜变化及地理位置的影响。”杨士中进一步解释,在西北地区,一平方米太阳能电池可产生0.4千瓦电,而在日照较少的重庆,仅产生0.1千瓦电。但在距离地球表面约3.6万公里的地球同步轨道上,发电功率可达10~14千瓦。

早在20世纪70年代和90年代,国际上分别发生几次能源危机,美国继而开始资助空间太阳能电站研究项目,并相继提出多个方案。日本从20世纪80年代开始研究,计划在2030年完成1吉瓦商业运行系统的技术线路图。

段宝岩设想,空间太阳能电站未来可以成为轨道中的“太空充电桩”。他指出,目前中小卫星需要携带太阳帆板进行充电,但其效率低,因为当卫星旋转到地球阴影区便无法充电。如果有了“太空充电桩”,卫星则不再需要太阳帆板,只需要新增一条接收天线,充电时飞过去,充完电再飞回来。“就像加油站一样。”段宝岩形容道。

在仲元昌看来,研究建设空间太阳能电站更重要的意义是可带动整个航天领域空间技术的全面进步,如在轨大型结构制造能力、人类利用空间能力以及具有非常多应用场景的微波/激光传输能力。

【争议中前行】

实际上,空间太阳能电站概念自提出以来就饱受争议,具体表现在技术、成本、安全上。

早在2011年,国际宇航科学院发布首份空间太阳能电站可行性和前景分析的国际评估报告。报告乐观地估计,空间太阳能电站不仅在技术上可行,且在未来30年内也在经济上可行。

但就目前来看,技术上是否可行,科学界还存在质疑。

例如,空间太阳能电站的远距离无线能量传输载体有微波和激光两种,相较而言,微波的能量传输效率更高、云层穿透损耗低、安全性较好,而且技术相对成熟。因此,现行的方案多以微波传输为主。

“在可预见的十年内,无线远距离能量传输这一核心关键技术难以取得重大突破。”中科院广州能源研究所研究员舒杰告诉《中国科学报》。

空间太阳能电站是一个非常庞大的系统工程,其重量、尺度方面远超现有航天设施,因此人们将其称为航天和能源领域的“曼哈顿工程”。例如,即使一个小型的兆瓦级空间太阳能电站的重量,就比现在的国际空间站要大,再考虑到发射所需要的大型运输火箭、在轨组装难度等,“不是一个量级”。仲元昌说。

中国空间技术研究院研究员王立等人分析提出了空间太阳能电站发展需要的9项关键技术,包括空间超大型可展开结构及控制技术、空间高效太阳能转化及超大发电阵技术、空间超大功率电力传输与管理技术、无线能量传输技术、轨道间转移技术及大功率电推进技术、空间复杂系统在轨组装及维护技术、大型运载器及高密度发射技术、电站系统运行控制及地面接收管理技术和电站发展的基础材料和器件研究。

鉴于空间太阳能电站商业运行的前期投入和建设难度巨大,以及国际舆论对空间大功率系统较为敏感,专家建议,开展国际合作是发展空间太阳能电站的重要途径。https://t.cn/A6IXZd8q

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《百问青天》之六十六

——何时妥善解决人与宠物混乘电梯的问题?

长期以来因为有人带着狗乘电梯经常会引起邻里之间没完没了的纠纷!不久前广州和山东某些小区因为领狗乘电梯引起“双方抗议!由于众多业主不满人狗混乘电梯,以及经常发生猫、狗在电梯里排泄…大家纷纷向物业投诉,物业不得不贴出禁止遛狗者乘电梯的公告!养狗的业主看了坚决抗议!现在住高楼大厦如果不让乘电梯,一天到晚如何上下楼啊!物业无奈不得不将上午贴的公告下午就撕了下来…值此请问青天面对老百姓每天人与狗混乘电梯的不良隐患摆在那里,时而引发人们的争吵,政府不能永远放任不管吧?
现在大家都知道狗可以乘飞机,但是要将狗关进笼子里放入货舱托运;狗乘火车也是要装笼进货仓;公交车全世界任何国家可能都不允许狗狗上,公交车又不可能专门为狗弄个隔离仓!至今无人想出人与狗同乘电梯该如何是好?
俗话说:“世上无难事只怕有心人”,自从有电梯那天起就因为人与狗同乘引发了无数的纠结!对此笔者几十年看在眼里急在心上,一直想写一篇这方面的文章,还时不时地四处查找某些先进国家是否有什么好办法或者有关“人狗同乘电梯”的法律条文,但是查来查去一片空白!一直不知道如何下笔!当昨天我乘电梯的时候又遇见推婴儿车的母女俩,这使我猛然醒悟,而今有些人为了养宠物无论花多少钱都舍得,为什么不能专门由商家打造一款适用装宠物的小推车,大小尺寸可以参照“婴儿车”定制,最长的不宜超过1米,最宽不超过50公分(同时全国要统一政令:任何小区不准养一米以上的大型犬)。宠物车的底部与箱体下部不能有渗漏点,防止狗狗抬腿排尿时流到电梯内。同时宠物车要安装上盖,用卡锁卡住,在电梯内禁止宠物车开盖乘电梯。宠物车的车体上端和车盖可以设适当的通气孔。当推宠物车上电梯人多的时候要随时回避一下人流,因为你是推车进电梯的“休闲人物”,多少发扬一点礼让的精神,这样会使我们的邻里生活越来越和睦!
一旦我国的宠物车得到推广应用之后,生活条件好的可以逐渐定制琳琅满目的豪华宠物车…从此人与猫、狗等各类宠物都可以与陌生人无忧无惧的同乘电梯了;主人也可以推着宠物车在小区与公园里随意游走,避免宠物到处拉屎撒尿,这样一来可以静化我们的环境卫生,改善我们的生活状态!甚至有一天,尺寸小点的宠物车可以与主人同时乘坐公交车(但是要花钱另行为宠物车购票哦)!由此商家还可以开辟建设一批专门生产宠物车的工厂与商店,这又多了一个生财之道,何乐而不为呢!

若以上方法能够得到中央人民政府认可,最好先在首都北京、海口和哈尔滨等城市率先试行三个月,如果试行良好,马上向全国各地推广,从此以后猫、狗等宠物必须入车乘电梯,否则物业有权没收宠物,交公安机关处理。后果自负!
这正是:

人狗同梯数十年,没少惹事添麻烦。
彼此之间受伤害,一不小心进医院…
既然人类养宠物,打造小车并不难。
恳请青天动上令:和谐世界万万年!

诗乐园 2021年6月30日写于哈尔滨

期螺震荡走弱,现货部分下滑
【宏观热点】

  1、商务部:商务部国际司有关负责人7日表示,从本次会议的成果看,对区域人民和企业最直接的影响有三个方面:一是积极的贸易政策将使区域广大民众能够获得价格合理、安全的疫苗,二是亚太自贸区进程的推进将为区域企业带来更多商机,RCEP等区域大型自贸协定的生效实施,会为企业营造更加公平有序、充满活力的商业环境,企业的贸易成本也将大幅下降,迎来更多的发展机遇。三是区域内中小微企业、初创企业、妇女等群体将会得到更多关注。

  2、海关总署:海关总署:对东盟、欧盟和美国等主要贸易伙伴进出口均增长。前5个月,东盟为我第一大贸易伙伴,我与东盟贸易总值2.19万亿元,增长29.2%,占我外贸总值的14.8%。欧盟为我第二大贸易伙伴,与欧盟贸易总值为2.06万亿元,增长28.7%,占14%。美国为我第三大贸易伙伴,中美贸易总值为1.82万亿元,增长41.3%,占12.3%。

  3、海关总署:前5个月,我国一般贸易进出口9.12万亿元,同比(下同)增长32%,占我外贸总值的61.8%,比去年同期提升1.8个百分点。其中,出口4.9万亿元,增长34.5%;进口4.22万亿元,增长29.2%。同期,加工贸易进出口3.23万亿元,增长16.7%,占21.9%,下滑2.2个百分点。其中,出口2.02万亿元,增长16.4%;进口1.21万亿元,增长17.1%。此外,我国以保税物流方式进出口1.79万亿元,增长29.9%。其中,出口6252.6亿元,增长37.6%;进口1.16万亿元,增长26.1%。

  【产业信息】

  1、美股周一收盘涨跌不一
  上周美国公布强劲的非农就业报告后,投资者继续评估通胀状况与美联储的政策前景。本周后期美国将公布CPI通胀指数。道指跌126.15点,或0.36%,报34630.24点;纳指涨67.23点,或0.49%,报13881.72点;标普500指数跌3.37点,或0.08%,报4226.52点。

  2、原油期货价格周一收跌
  原油期货价格周一收跌,其中美国WTI原油期货在上周创2018年10月最高水平之后回落。市场正在权衡需求前景以及伊朗达成核协议的可能性与时间问题。纽约商品交易所7月交割的西德州中质原油(WTI)期货价格下跌39美分,跌幅0.6%,收于每桶69.23美元。伦敦洲际交易所8月交割的布伦特原油期货价格下跌40美分,跌幅0.6%,收于每桶71.49美元。

  3、黄金期货价格周一收高
  美元走软令金价承压。至此黄金期货价格已连续第三个交易日收在1900美元关口之下。纽约商品交易所8月交割的黄金期货价格上涨6.80美元,涨幅0.4%,收于每盎司1898.80美元。常规交易后,黄金期货在电子交易盘中小幅攀升,一度突破1900美元。7月交割的白银期货价格上涨12美分,涨幅0.4%,收于每盎司28.02美元。

  【盘面汇总】
  8日,道琼斯指数收跌0.36%,报34630.24点;
  标普500指数收跌0.08%,报4226.52点;
  纳斯达克指数收涨0.49%,报13881.72点;
  COMEX 8月黄金期货收涨0.36%,报1898.8美元/盎司;
  WTI原油期货收跌0.56%,报69.23美元/桶。

  【期市分析】
  期螺10夜盘收4979,跌114,上一交易日主力空头增仓力度偏强、永安持仓大幅减多增空,夜盘黑色系普遍减仓,期螺多头减仓力度偏强。现货方面,昨日普遍跌价,钢厂存挺价心理,但需求不济,成交清淡。预计今日期螺震荡为主,支撑4900,压力5000、5050。

  【钢市动态】
  ●铁矿石:8日铁矿石现货报盘预计跌20-30元。昨晚普指跌5.5报202.85美元。月均值为208.19美元。期货大跌,现货小跌。钢坯累跌80建材成交清淡。钢企对原料持观望态度,港口成交极少,PB粉成交在1400-1420元。宏观走弱预期加强,叠加6-8月钢材淡季,矿贸商低价出货为主,上有政策遏制投机炒作,下有原料成本支撑。预计矿价短期随成品材宽度震荡运行。今日铁矿石港口现货报盘预计跌20-30元。

  ●焦炭:7日临汾一级冶金焦出厂含税价2720元/吨;潍坊二级冶金焦出厂含税价2720元/吨;唐山准一级冶金焦含税到厂2780元/吨。国内焦炭市场暂稳运行。供应方面,山西汾阳区域出台环保限产文件;山东省出台“以煤定焦”政策,独立焦化企业有限产35%的预期,部分焦企已陆续接到通知,山西个别地区焦企仍有限产现象,后期焦企开工率或将有所回落,其余地区焦企在高利润及环保政策较为宽松的利好带动下,多保持高负荷生产,焦炭供应量小幅增加,部分湿熄焦有少量累库现象,但干熄焦等优质冶金焦供应仍偏紧。需求方面,钢厂整体开工水平保持高位,对焦炭需求仍存,然近期市场中投机需求纷纷离场,焦企出货节奏加快,钢厂焦炭库存水平得以提升,预计短期内焦炭市场暂稳运行。

  ● 钢坯:7日唐山钢坯跌80报4940元/吨,目前唐山本地及周边部分钢厂普碳方坯报4940元/吨,均含税出厂。昨期货大幅下挫,现货受此影响,价格纷纷下调,厂商让利走货现象较多,市场整体交投氛围显冷清。但考虑目前钢坯日外卖量在2.2万吨,下游调坯厂日需求量在9.13万吨,市场仍处于供小于求局面,因此坯厂会有低位挺价情绪,预计短期钢坯价格稳中整理。

  ●建材:【收盘】7日收盘,北京市场河钢三级抗震大螺价5210元/吨,较前一日跌20;上海市场沙钢三级大螺4970/吨,较前一日跌60;广州市场韶钢三级大螺5200元/吨,较前一日跌80;

  ●板材:7日收盘,上海市场热卷收盘价为5490-5500元/吨,较前一日价格跌130;天津市场热卷收盘价为5510-5530元/吨,较前一日价格跌20,乐从市场热卷收盘价为5400-5410元/吨,较前一日价格跌90。


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