太空太陽能兆市場啟幕,鈣鈦礦技術突破引領太空能源革命

太空軌道上的太陽能板,正成為中美科技競爭的新焦點,也孕育著未來十年最大的投資機會。

埃隆·馬斯克近期再次成為太空太陽能領域的“催化劑”,他公開表示計畫未來每年向太空部署1億千瓦太陽能人工智慧衛星能源網路。這一宏大願景揭示了太空能源時代的來臨。

在太平洋的這一側,中國太陽能巨頭們也在積極佈局。晶科能源董事長李仙德和天合光能董事長高紀凡在新年致詞中,不約而同地將太空太陽能列為公司重要發展方向。

資本市場迅速反應,多家券商分析指出,太空太陽能市場規模有望達兆等級,或將成為2026年電力裝置與新能源領域的核心投資主線之一。

01 太空經濟崛起,能源供給成關鍵瓶頸

隨著商業航天技術日趨成熟,太空經濟正從探索時代邁入產業化時代。火箭發射成本因可回收技術而持續下行,低軌衛星星座大規模組網計畫已經啟動,太空經濟爆發式增長的條件已經具備。

太空太陽能產業迎來新增長空間的背後是兩大時代需求的契合:一方面,近地軌道衛星網際網路、空間站建設、深空探測等太空經濟蓬勃興起,對持續穩定的太空能源供給形成剛性需求;另一方面,人工智慧算力中心能源消耗量呈指數級增長。

航天宏圖技術負責人指出:“未來的衛星將不再只是‘拍照、傳資料’,而是類似‘太空中的資料中心’,承擔包括在軌AI模型訓練、低延時邊緣計算等任務。這些都對能源提出了前所未有的要求。”

太空與地面環境存在根本差異。在太空中,沒有大氣層遮擋的陽光強度比地面高出5-10倍,且能實現24小時不間斷髮電,無需儲能配套即可穩定輸出。這一優勢讓太空太陽能理論發電效率遠超地面系統。

02 技術路線演進:從砷化鎵到鈣鈦礦的迭代

太空太陽能的技術路線正經歷一場“性能與成本的平衡戰”。目前,砷化鎵電池在全球空間飛行器電池材料中佔比約95%,成為絕對主流技術。

砷化鎵技術具有轉換效率高(商用三結砷化鎵元件效率可達30%以上)、抗輻射能力強等優勢,但其製造工藝複雜、成本極高。太空太陽能板造價高達1000元/瓦,遠超地面太陽能電站不到1元/瓦的水平。

在商業航天降本增效的趨勢下,技術迭代已進入關鍵期。太陽能技術專家宋登元博士介紹:“當前航天器的太陽翼普遍採用三結砷化鎵太陽電池,雖然具備輕質、高效、抗輻射等優勢,但成本高昂。”

中短期來看,P型異質結電池有望挑戰砷化鎵的主導地位。P型HJT具備與砷化鎵相似的抗輻射特性,同時易於實現薄片化生產,降低重量,並且依託地面太陽能的規模化量產基礎,製造成本遠低於砷化鎵。

長期而言,鈣鈦礦疊層電池被視為太空太陽能的終極技術路線。光因科技創始人溫言傑表示:“鈣鈦礦電池兼具高效率、抗輻射性能好、溫度係數小的特點,預計未來將佔據太空太陽能70%以上的市場份額。”

鈣鈦礦材料理論光電轉換效率可達45%左右,柔性鈣鈦礦薄膜重量僅為晶矽的1%,將極大降低發射成本。

03 產業鏈佈局:上市公司搶灘新藍海

面對兆市場的誘惑,產業鏈上下游企業紛紛加快佈局速度。

鈞達股份與尚翼光電簽署《戰略合作框架協議》,宣佈以戰略股東身份對尚翼光電進行股權投資,雙方將深度整合產業與場景資源,圍繞鈣鈦礦電池技術在太空能源的應用展開合作

晶科能源與晶泰科技簽署戰略合作協議,共同成立合資公司,合作研發基於AI技術的高通量鈣鈦礦疊層太陽能電池。晶科能源相關負責人表示,他們旨在通過“AI+機器人”重塑太陽能研發範式,加速顛覆性技術的研發與產業化處理程序。

HJT電池生產商東方日昇已被視為太空太陽能賽道的潛在受益者。該公司在投資者交流活動中指出,已具備根據客戶需求批次交付P型超薄HJT產品的能力,且該系列產品已在海外實現小批次交付。

裝置環節也不甘落後。邁為股份和捷佳偉創作為地面太陽能裝置的雙龍頭,已提前佈局太空太陽能相關裝置領域。邁為股份近日披露,公司與國內新能源企業正式簽訂鈣鈦礦/矽異質結疊層電池整線供應合同。

04 商業化路徑:從衛星供電到對地傳輸

太空太陽能的商業化必然是分步推進的過程。

近期,太空太陽能將聚焦衛星、空間站等特定太空設施供電,解決航天裝備的能源需求。國金證券認為,太陽能作為當前商業化太空場景唯一能源解決方案,市場對其核心訴求正在從單一的“可靠與效率”,迭代為“高效、輕質、低成本、柔韌”的綜合系統能力。

中期來看,太空太陽能將服務於低軌衛星星座,支撐太空算力網路建設。據東吳證券測算,若未來太空算力市場空間達50GW,太空算力太陽能市場空間可突破7兆元。

遠期而言,待技術成熟後,太空太陽能將逐步實現大規模能源對地傳輸,惠及地面能源體系。

溫言傑表示:“短期核心目標是解決‘衛星供電焦慮’;長期來看,其終極價值在於‘將太空能源傳輸回地面’。”不過,這一願景的實現仍需時日。TrendForce集邦諮詢分析師王建表示,預計要等到2040年之後太空太陽能才會真正實現大規模商業對地供電

05 挑戰與機遇並存

太空太陽能面臨的挑戰也不容忽視。

首先,極端環境適應性要求高。太空環境中無大氣層保護,雖然避免了困擾太陽能元件的水氧侵蝕,但太空輻射強、溫差大,太空極端環境下的材料可靠性仍需提升。

其次,裝置成本居高不下。太陽能陣列單星發射成本高達幾十萬美元,生產與部署的經濟性不足。太空太陽能電站的在軌部署、長期維護成本依舊高昂。

再次,產業鏈配套尚未成熟。新一代太陽能電池的地面應用尚未實現規模化放量,航天級定製化產能和供應鏈配套缺失。

儘管如此,太空太陽能的戰略價值依然顯著。從能源安全看,太空太陽能蘊含巨大清潔能源潛力,若實現規模化對地供電,將徹底改變地球能源供給結構。

從科技牽引看,太空太陽能研發攻關,將倒逼超輕新材料、無線能量傳輸、航天製造等多個領域技術突破,形成以應用促創新、以創新帶產業的良性循環。

從未來發展看,太空資源開發已成為大國競爭的核心領域,提前佈局太空太陽能這種太空經濟基礎設施,就是爭奪未來空間經濟的供能權。

06 投資邏輯:把握產業鏈核心環節

太空太陽能產業鏈不同環節蘊含不同的投資機會。

電池環節是太空太陽能產業鏈的核心,不同技術路線的企業將在不同階段享受行業紅利。砷化鎵領域,乾照光電與雲南鍺業形成“上下游協同”格局,短期將持續受益。HJT領域,東方日昇作為龍頭企業已率先佈局。鈣鈦礦領域,鈞達股份通過戰略佈局佔據先發優勢。

裝置環節將直接受益於技術迭代帶來的需求增長。邁為股份在HJT裝置領域市佔率領先,具備全套HJT裝置供應能力;捷佳偉創同樣具備HJT裝置的規模化供應能力,在鈣鈦礦裝置領域持續投入研發。

航天產品對可靠性的要求極高,太空太陽能元件需經過嚴格的太空環境模擬測試和在軌驗證,整個驗證周期長達數年甚至更久。這意味著,率先完成技術研發、通過驗證並進入下游供應鏈的企業,將形成顯著的先發優勢,在行業爆發期搶佔最大市場份額。

隨著火箭發射成本持續下降和衛星功率需求不斷提升,太空太陽能市場正迎來指數級增長。據國金證券測算,到2030年,全球太空太陽能市場規模將向兆等級邁進

太空太陽能的發展路徑已然清晰:未來3-5年,隨著低軌衛星星座的密集部署,太空太陽能需求將迎來第一波爆發式增長;到2028-2030年,鈣鈦礦技術有望逐步成熟,開啟更大規模的商業化應用。

這場從地面到太空的太陽能革命,才剛剛拉開序幕。 (吐故納新溫故知新)