能源是社会生产力发展的基本要素之一。尤其进入现代社会以后，能源已经成了社会生产力发展的基础。任何现代化计划都离不开能源的开发和利用。但是，在人类已经开发利用的能源中，不可再生能源（如煤和石油）日渐减少，而且对环境产生不良影响（如污染和改变气候）；一些可再生能源（如水利发电）随着开发的持续和深入，将逐步被充分利用，而且在利用的同时也对环境发生不良影响。

    已经开发的能源中，主要取自地下（如核能、煤和石油）和地面（如水利发电和地面风力发电）。除此，尚没有对其他的能源进行工业开发。本文的目的是：指出高空能源的存在，创建高空能源产业的可能性及其远大的商业前景。

    在地球表面万米左右的高空，存在着巨大的能源。这个认识尚没有被人们普遍接受。主要原因在于，还没有发明成熟的、可利用这些能源的技术手段，所以对高空能源的利用和开发还没有提到日程上来。

但是高空能源的确是客观存在的。主要有两种存在形式：

    1．高空风能

    高空有大风。可能古代人们就认识到了这一点。人们通过蹬山就可以体会到。现代科学家已经从能源利用的角度研究这个问题了。有人多年前就已对澳大利亚和美国上空的风能作了的研究，得出这些国家高空中的风能非常丰富，且风向、风速稳定，非常适合用来发电的结论。由于高空是没有地理限制的，所以实际上他们也就得出了普遍性的结论，即高空风能是等待人类开发的能源富矿。

科学家早已对大气环流有了深入的研究，在回归线附近的太阳辐射使得气流变热上升，气流在地极处冷却下降，从而形成对流层中的气流。而地球的自转使得对流层以上的风速大为增强。对流层上的强风出现在赤道两侧各靠近纬度30(°)的区域内。这种由地球自转引起的对流层上的强风在区域内任一确定的地点都有。风能密度相当大，是地球表面风能密度的50—100倍，而且风向、风速和稳定性都比较好。这就证明了高空风能的客观存在。

    近年地面的风力发电蓬勃发展。风力发电已经形成产业规模。对比地面的局限和高空风能的巨大，高空风能发电的产业前景是无庸置疑的。

    2.高空太阳能

太阳能不是一个新话题。在现代社会太阳能的利用已经很普遍了，如太阳灶、太阳能电池等。除了人造卫星的太阳能利用外，其他的太阳能利用都是在地面实现的。地面的太阳能是在太阳光穿过厚厚的大气层才得以到达的，其间经历了很大的衰减。而且，越接近地面天气情况就越严重的影响太阳能的能量本身。有云的天气可以使地面不能接受到太阳能。

我们可以设想在平流层上的太阳能情况，那里空气密度仅为地面的1/5-1/10，完全没有云。在那里太阳能不受天气的影响，空气密度所造成的衰减也很少。显然，高空太阳能辐射总量将是地面的数倍，日照时间也是整个白天的时间。

    可以说由高空风能和高空太阳能构成的高空能源将是人类取之不尽，用之不竭的能源富矿。同时高空能源又是清洁的、可再生的。应该做出最大努力去开发和利用。

    二、我国自主知识产权的高空能源利用方法

    高空能源存在了数亿年，人类对高空能源的认识也有很多年了，但是如何开发和利用高空能源，并没有找到有效的办法。虽然有了地面风力发电技术、太阳能技术，可是没有解决把这些技术在高空使用的问题。

    本文作者发明了在高空平流层搭建作业平台的方法（专利申请号：03126976.1），从而找到了利用高空能源的有效途径。可以在高空作业平台上建立产业规模的风力发电厂和太阳能发电厂，使高空能源得到利用。造福人类。

    高空能源的开发和产业化，听起来好象是天方夜谈，至今没有科学家、企业家、投资家、政治家谈起过。但是，随着高空作业平台技术的提出和成熟，高空能源产业即将出现。应该说现在就是创立高空能源产业的最佳机会。其主要理由在于：

    1.发明了利用高空能源的关键技术

    利用高空能源的关键在于，在高空平流层搭建作业平台，使各种能源机器能够在高空工作。本文作者的发明解决了这个问题，使高空能源的开发利用得以实现。

    2.相关能源产业的发展

    高空能源的两种主要形式，风能和太阳能，在地面已经得到了广泛的开发和利用。

    其一、地面的风能发电相关产业已经向国际先进水平靠拢。1998年国家计委制定了“乘风计划”，旨在以技贸结合形式，与国外组建合资企业，消化吸收，达到自主开发、自行设计制造大型风电机组的能力。确定“中国第一拖拉机工程机械（集团）公司” 和“西安航空发动机集团公司”为大型风电机组总装厂。1998年该两公司分别同外商合资成立“洛阳美德风电设备有限公司”和 “西安维德风电设备有限公司”。

    以西安维德风电设备有限公司为例：1998年6月底维德公司已具备总装150台600KW，50台310KW风机的能力，1999年底完成国产化率约25%的风机在风场的安装，2000年底完成国产化率约70%的风机在风场的安装、考核、鉴定。合资公司在“九五”后期整机成本比国外同类产品降低15－20%。

    根据西航集团公司发展计划，“十五”期间，西航集团公司的指导思想是走风机产业化发展的道路，组建风电发展部，把风机作为一个支柱产品来发展，预计年产值40000万元，年销售收入36000万元，年实现利润2400万元，年上缴利税2900万元。

从目前国内引进的几种大功率风机的技术结构及产品制作精度上看，我国现有企业制造水平除个别附件外，如叶片、主轴承、控制器、液压密封件等，都能满足其要求。国家计委“乘风计划”选择的两个定点总装厂都有很坚实的制造能力。可以说关于风机的零部件制造，国内加工技术水平只要稍加改造，甚至不加改造都可以生产出与国外风机同一质量水平的零部件。

    其二、太阳能利用的相关产业，虽然没有风能发电的产业规模，但也日臻成熟。我国进行光伏研究与开发的单位约有38个。目前正在研究的项目包括：实用单晶硅太阳电池，高效单晶硅太阳电池，多晶硅太阳电池，非晶硅太阳电池，砷化嫁太阳电池，空间用的硅太阳电池及其系统，铜钢锡及硫化镐化合物薄膜太阳电池；硅聚光太阳电池系统等。对一些太阳电池专用材料国产化也开展了研究。

我国太阳电池的主要产品是单晶硅太阳电池及非晶硅太阳电池，多晶硅太阳电池只有少量中试产品。单晶硅太阳电池产品主要是直径为100mm的圆片电池，效率为12一13％，36片太阳电池串联的组件功率约为37W。少数工厂生产100mm× 100mm准方片太阳电池，但未进行正式生产，只有北京有色金属研究总院中试线生产准方片单晶硅太阳电池。非晶硅太阳电池的组件面积为30cm×l20cm。转换效率为4一6％。

    我国太阳电池组件的年生产能力为4．5MW，其中晶体硅太阳电池为2．5MW，非晶硅太阳电池2MW。1998年太阳电池组件销售量为2．1MW，其中晶体硅太阳电池1．8MW，非晶硅太阳电池0．3MW，进口单晶硅太阳电池或组件约200kW。1998年我国太阳电池用单晶硅片的出口为1MW。已经具备进一步发展的基础。

    3.对能源危机的担心

我国是能源输入国。开发新能源，不为外人所制，对我国来说是十分迫切的。我们看到了近年国家对水利电力设施和火力电力设施的巨大投入，以满足我国国民经济发展的需要。但是环境问题，建设成本问题，能源储备量的限制问题都陆续成为难以克服的障碍。可以说开发新能源的要求已经是迫在眉睫的摆在各级决策者的面前了，必然引起足够的重视，获得相应的资金投入。

    综上所述，我国现在已经具备了创立高空能源产业的所有条件，是创立高空能源产业的最佳机会。

    1.高空风能：我国并网型地面风力发电机组的开发应用是从1985年开始，由机械工业部投资在海南省东方县引进了1台丹麦维斯塔斯（Vestas）公司生产的55千瓦并网型风力发电机组，进行并网发电，这台机组至今还在正常运转。1986年10月，在福建省平潭风电场引进了4台比利时温德马斯特（Windmaster）公司的200千瓦机组；在新疆自治区达坂城引进了1台丹麦维康（Vincon）100千瓦机组。从此我国并网型风力发电机组逐渐发展起来，到2001年底，全国27个风力发电场共安装了812台风力发电机组，装机总容量为399.9MW。机组容量从30千瓦到1300kW，以600kW机组为主。这些风电场国家政策性补贴下，开始了商业运营。

应该注意到，以上的风力发电机组统计是在地面的使用结果。如果经过改造的同样设备投入，升到高空使用，其效率将达到地面的数十倍。那么仅就以上27家风力发电场的设备规模来看，在高空风能的作用下将达到7998MW（以地面20倍计算）。其巨大的经济效益可想而知。

    2.太阳能：从目前的应用形式上，有光伏分散式户用发电系统，集中式村庄供电系统，混合或互补发电系统，并网发电系统，商品化太阳能电源等。我国目前发育得较为成熟的市场包括通信领域、部分工业领域、边远地区农村电气化和一些商品化电源，截至2000 年底，我国太阳电池的年产量已经达到3MWp，累计用量19MWp。由于发电成本过高，在1元/KWH左右，所以我国的太阳能发电还没有形成并网发电的工业能力。

    地面的太阳能电池由于受季节、天气和昼夜变化的影响较大，缺乏稳定性。相比之下，宇宙太阳能发电对太阳能的利用效率要高得多，而且不存在环境污染及发电站占地等问题。所以，先进国家已经开始了高空太阳能利用的研究。美国宇航局于1979年发表了关于宇宙太阳能发电系统的构想，内容是向距地球3.6万公里的宇宙空间发射装有长10公里、宽5公里的巨大太阳能电池。此后的相关研究表明，宇宙太阳能发电在技术上有可行性。在此情况下，日本通产省也决定设立专家委员会，着手研究这一技术的实用化问题。但是这些研究还没有达到实用阶段。

我国完全可以利用他们的研究成果，在平流层作业平台上安装大面积太阳能电池，并传输到地面并网。预计平流层太阳能发电将能够取得可观的经济效益。

    高空能源产业在国际市场上的商业前景是完全可以预测的。主要有下面几点所决定的：

    1.我国在国际市场的综合竞争力

改革开放使我国成为世界上经济发展最快的国家。我国在国际贸易中所占的比重逐渐增加。制造业的高速发展使我国有了“世界工厂”的美誉。我国人民勤劳智慧，生产出来的产品为世界人民所喜爱。因此，高空能源产业的产品也必将极具竞争力，为世界各国所接受和使用。

    2.我国自主知识产权的确立

    本文作者的“在高空平流层搭建作业平台的方法”，已经向中华人民共和国国家知识产权局提交了专利请求书。这就确保了开发高空能源的关键技术是我国的自主知识产权。根据国际通行的专利保护期限，我国应该在20年内享有该项知识产权。因此，现在创立高空能源产业，能够保证该产业在20年内不能产生与之并驾齐驱的竞争对手。

    3.能源危机的威胁和能源储备的减少

随着全球经济一体化的发展趋势，世界各国经济发展进程加快和人们的生活水平不断提高，导致对能源的需求不断加大。而且能源储备只有减少，没有增加。现有能源已经很难满足需要。使用能源的支出不断攀升。由此造成能源输入国的生产成本上升，国际竞争能力下降。人民生活水平随之下降。围绕能源的竞争、斗争、战争已经开始，并将愈演愈烈。所以有人说，谁控制了能源，谁就能控制世界。而高空能源的利用必将为世界各国解决能源问题，提供帮助。所有国家都将欢迎我国高空能源产业的输入。

    4.能源分布的不均衡

在地球上，地面和地下的能源分布是十分不均衡的。这就形成传统的能源输出国和能源输入国。能源储备直接影响了每个国家的发展。有些国家因此就成了穷国或富国。但是高空能源却有所不同，它几乎存在于所有国家的领空。因此我国的高空能源产业可以向所有国家出口，发展为辐射全世界的大型跨国公司。

    近年来我国国民经济高速发展，迅速增强了国家综合实力。加之社会主义制度可以集中力量办大事，组织攻关的优越性。国家应该把握最佳时机，合理配置社会资源，创立高空能源产业。本人认为创立高空能源产业应该分三个发展阶段：

    第一阶段，要求能在1.5年左右拿出实用型样机；

    第二阶段，要求能在专利保护的后18年中，打好工业、科研的基础，逐步占领国际市场。达到每年万亿元的工业产值。

    第三阶段，要求形成世界第一的工业、科研、资金基础。凭借雄厚的实力再称雄世界高空能源产业30年。

    要达到以上目的，应该从以下几个方面作好工作：

    1.设立国家级管理高空能源产业的部门，统一组织计划协调该产业的发展。

    2.设立高空能源专门科研机构，做高空能源产业的坚强后盾。

    3.重组、配套有关的工业部门。形成高空能源产业内部的有机组合。

    4.为高空能源产业提供政策支持。如高空空域、电能入网等便利。

 

    我相信在党和政府的英明领导下，高空能源产业必将得到极大发展，必将成为解决能源问题的最好方法。高空能源产业的发展必将成为：我国国民经济的推动器；我国外贸出口量最大的产业；我国对外投资进入当地经济的专门产业。其社会效益和经济效益将是无与伦比的。

 

 

 

                              建议人：杨  威

                              2003年6月30日

                              TEL：13316910893    

                              EMAIL：yangw@szonline.net