在能源危机日益逼近人类,水能发电极为有限、风能发电不甚稳定的今天,人类再度仰望太空:太阳的能量到达地球时仅剩1/22亿,其绝大部分令人遗憾地消耗在太空,人们最终能否利用航天技术从太阳那里获得取之不尽、用之不竭的能量?
"塑机是整个塑料产业中最能体现核心技术价值的领域,但在这个领域,我们几乎不拥有重要的核心技术。"全国著名的塑机技术专家、北京化工大学教授王兴天如是说。恰好有一组数据成了他这番话的佐证:2003年,我国塑机出口量达到1.08万套,价值48.21亿美元。同时进口塑机2.14万套,价值325.51亿美元。也就是说,进口产品以不到两倍的数量获得了6.75倍的价值。
技术的自主创新包括两方面:一是原创,也就是核心技术的创新;二是继承性创新,也就是局部的技术创新,最关键的是开发核心技术。据长期研究中国塑机产业发展的北京化工大学教授吴大明介绍,长期以来,我国的塑机产品主要走仿制的路子,绝大部分企业没有自主知识产权的技术。塑机业内有一种说法,国产塑机产品如果抽掉进口的关键部件和核心技术,剩下的就只是一堆钢材。
按说,竞争激烈的塑机产业应该是技术含量很高的领域。但是,国内很多塑机企业走的却是一条以量取胜的路子,把技术创新撇在了一边。
日本的日精公司并不是世界上技术最好的塑机企业,但他们却设有5个技术研究中心,技术工程师占员工总人数的46.1%,拥有的专利技术达1470项。再看国内,宁波海太集团是国内以技术见长、位居塑机行业前三名的企业,但他们也只拥有18项专利技术,最关键的发明专利只有3项。
SPS进行太阳能发电,进而提出建立太空发电站,其设计思路为:在一方硕大的电池板上放置几万亿个太阳能电池,通过微波将电能传输至地面接收站。1979年美国航空航天局NASA和美国能源部联合提出太阳能计划——建立“SPS太阳能卫星基准系统”,即具有60个发电能力各为5×106千瓦装置的发电卫星,长与宽为10×5公里、厚度为0.5公里的电池板,利用2.45G或5.8G赫兹的频率,通过直径为1公里的天线发射微波将电能传输至地球。然而,当时的美国里根政府热衷“星球大战计划”以及后来国际空间站建设。黄志澄说,20世纪90年代中期,NASA曾重新论证在外太空进行太阳能发电问题,并从29个方案中优化出 “太阳塔”与“太阳盘” 2个方案,其技术路线同“SPS太阳能卫星基准系统”大同小异。此后,美国还曾提出登临月球建造太阳能发电站的设想。
欧洲在非洲留尼汪岛的实验型微波输电装置已向当地村庄送电,日本的实验型太空太阳能发电站建设亦已排入其航天计划,然其仍存在一定的技术难度
黄志澄说,在外太空进行试验发电的国家有美、日、法、德、俄和乌克兰等,其中大多采用微波传送方式,只有德国采用激光传送。而今,欧洲国家在非洲留尼汪岛建造的一座10万千瓦实验型微波输电装置,已于2003年向当地村庄送电;而日本拟于2020年建造试验型太空太阳能发电站SPS2000,其2050年结束实验进入规模运行,该项目已排入日本航天计划。
然而,黄志澄说,如何高效并低成本地将外太空的光能转换成电能,这在技术上还存在一定难度。其一,目前利用硅和砷化镓半导体技术将光能转换电能的比例仅为5~20%,因而首先需要解决芯片问题;其二,派遣智能机器人进行外太空电站组装还存在技术难题;其三,外太空发电设备运输和组装成本费用昂贵;例如从地面向轨道运输的费用为每公斤物体约1万美元……
尽管联合国重视外太空发电问题,然而世界各国科技与经济发展水平不一且贫富差异很大,我国能源需求大、电力已成经济发展“瓶颈”,探索一条创新能源发展道路值得探讨
黄志澄说,近来,联合国第三次外层空间会议亦非常关注外太空发电问题,然而由于世界各国科技与经济发展水平不一且贫富差异很大,便出现这样一种状况:美国科技发达、经济实力雄厚,但其电能并不紧缺因而需求不急迫;一些发展中国家急切需求,但科技与经济欠发达并且资金短缺,由此黄志澄认为,在航天技术日益军事化和武器化的今天,外太空发电问题在近20年内难有重大突破。
黄志澄说,我国亦急切地需找新能源。他说,目前我国石油产量为年产1.7亿吨,至2020年我国对石油的需求将达4亿吨,因而寻找新能源显得十分迫切;他说,我国需走一条不同于发达国家的道路,不仅需要国际合作,而且更多地需要自主创新。黄志澄说,建设太空太阳能电站,是一条有希望的途径,我国应积极规划,鼓励创新,分步建设。