冰島有望成全球首個「太空太陽能」供電國!NASA批成本10倍貴,馬斯克的星艦能解?
冰島有望成全球首個「太空太陽能」供電國!NASA批成本10倍貴,馬斯克的星艦能解?

取之不盡、用之不竭的太陽能,被視為是能源轉型的重要一環。然而,太陽能卻受到日夜週期、天氣影響而無法持續不間斷供應。因此,包括日本、歐洲均有新創團隊,思考如何從太空傳輸太陽能到地球,以克服此痛點。

事實上,早在1970年代,各國科學家就一直嘗試打造系統,把太空中的太陽能帶回地球。而日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)也在1998年跟進,並與日本太空系統公司(Japan Space Systems)和幾所大學組成團隊,在12月初進行重要測試。

研究團隊在距離地球3萬6千公里高空設置太陽能板,並把生成的電力轉換成微波,傳輸回地球。此次測試的目的,就是確認行進中的飛行體可否把微波準確傳輸到地面目標。

結果發現,當飛機高度達7000公尺時,微波可精準擊中放置在地面13處,每個大小約10平方公分的監測裝置。

最快從2025年4月開始,研究團隊就會使用小型衛星進行從太空到地球的電力傳輸測試,最快在2045年相關技術就會投入實際使用。

日本宇宙系統公司向NHK表示,下一次實驗會在太空中進行,會是重要里程碑,和過往均在地球大氣層內的測試不同。

用「太空太陽能」供電不是夢 冰島將成全球第一個接收國

而在歐洲,英國新創太空太陽能(Space Solar)和冰島能源公司雷克雅維克(Reykjavik Energy)今年10月簽署協議,使冰島在2030年可望成為全球第一個接受來自太陽能發電站電力的國家。

該計劃原理與日本團隊類似,同樣是把太陽能板放在地球外,位在約3萬6000公里高空發電站的固定位置蒐集太陽能電力,轉換成微波,傳輸到地球上的接受器,轉回電力後,再輸入至電網中。

然而,不管是日本或歐洲的計畫,都受到美國國家航空暨太空總署(NASA)批評,此舉最終生產能源成本太貴,相較於一般在地球上所生產的太陽能、風能,每瓩小時(kWh)只需0.05美元(約合新台幣1.62元),但太空中生成的太陽能,卻要0.61美元,成本是傳統太陽能發電方式的10倍以上。

同時,太陽能板並非最有效率的發電方式,一般轉換率僅在15%~20%。科技媒體《Atlas》指出,從能量蒐集到傳輸,再到家戶使用的過程中,需要經過多次能量轉換,是太空太陽能發電成本居高不下的原因。

此外,太空太陽能發電的基礎設施規模龐大,太空中的蒐集器就要佔地數平方英里,地球上的接受天線覆蓋面積,也相當美國紐約曼哈頓島面積,即便採用最輕量結構、最低成本發射技術,花費仍不容小覷。

但這絲毫沒讓英國太空太陽能公司打退堂鼓,反而把期望放在馬斯克的Space X所研發的星艦(Starship)上。原因是星艦具有一次把150公噸重物送入低地球軌道的能力,可以降低發射成本,也可解決太空基礎設施不足的困境。英國太空太陽能公司估算,透過此系統生成的太陽能電力成本,只有核能的四分之一。

這場做了超過50年的太空光電夢,究竟能否成真,最快6年後就有答案。

延伸閱讀:不受天氣影響的夢幻綠電:太空太陽能具商用潛力嗎?
MIT科學家狂想將成真:幫地球裝上「太空泡泡」防護罩,擋掉太陽輻射!

本文授權轉載自:商業周刊

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總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁
總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁

【總統科學獎】宗旨在於提升臺灣在國際學術界之地位,獎勵數理科學、生命科學、人文及社會科學、工程科學在國際學術研究上具創新性且貢獻卓著之學者,尤以對臺灣社會有重大貢獻之基礎學術研究人才為優先獎勵對象。

2025年11月11日,總統科學獎頒獎典禮於總統府正式舉行。2001年設立、每2年頒發1次的總統科學獎,今年已邁入第13屆,本屆的2位獲獎者,分別是生命科學組的院士梁賡義、工程科學組的院士葉均蔚。2位臺灣的科研泰斗,不僅全心全意投入創新,更樹立了典範,成為所有科研人員的榜樣。

總統賴清德在致詞時,引用諾貝爾和平獎得主曼德拉(Nelson Mandela)的話指出:「在事情完成之前,一切都看似不可能。這說明了2位院士的故事,他們對未知世界保持熱情、好奇,認真從基礎研究做起,並堅持努力到最後一刻,成功終將屬於他們。」

2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
圖/ 數位時代

梁院士開創廣義估計方程式 ,加速新藥問世,造福千萬病患

從數學跨足生物統計、再投身高等教育與國家衛生的梁院士,從小就喜歡數學的嚴謹,在美國華盛頓大學攻讀博士期間,因為接觸到當時炙手可熱的「存活分析」,進而對生物統計產生興趣,「投入『生物統計』是條不歸路,因為我發現,統計工具的發展,可以對人類健康有間接幫助。」後來,他前往美國約翰霍普金斯大學任教,又與同事Scott Zeger研發出新的統計方法「廣義估計方程式」,突破了傳統分析方法必須假設所有樣本獨立的侷限,讓長期追蹤資料的解讀更嚴謹,也成為全球健康研究不可或缺的工具。

梁院士研究做得出色,卻不只將心力擺在學術上,他更心心念念著臺灣的發展,持續關心高等教育、國家衛生等領域。他在美國任教的28年間,幾乎年年暑假,都返國舉辦研討會,分享國際生物統計和流行病學的新知。2010年,他乾脆辭去教職,回臺擔任國立陽明大學校長,將陽明大學打造成醫學、人文並重的全人大學。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
圖/ 數位時代

2017年,他又接下國家衛生研究院院長一職,並在新冠肺炎爆發期間,擔任中央流行疫情指揮中心研發組組長,與阿斯特捷利康(AstraZeneca)簽約,採購1千萬劑疫苗,完成防疫任務,「所以獲得總統科學獎,不僅是個人的榮耀,更是國家對全人教育的推動、公共衛生實踐,以及任務導向的研究重要性的肯定。能在其中有一些貢獻,我深感榮幸。」

高熵合金之父葉院士,堅持不懈打破材料學定律

被譽為「高熵合金之父」的葉院士,打破材料學界以1~2種主元素為基底的傳統,開創出能讓數十種元素混合的「高熵合金」,為元素週期表注入嶄新生命力,在半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域帶來突破性的應用。過去合金多以單一金屬為主,再加入少量元素微調性質,金屬種類愈多反而愈脆、延展性與硬度下降,使應用受限;然而高熵合金卻反其道而行,以4、5種以上金屬融合,展現出更佳的延展性、耐腐蝕性與硬度,重新定義合金的可能性。

令人驚訝的是,30年前葉院士提出高熵合金構想時,曾被質疑「觀念錯誤、毫無可能」。他不畏質疑,透過紮實的實驗與論證,於2004年一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金命名、定義並奠定理論基礎,後續更平均每年發表逾10篇研究,提出高熵效應、嚴重晶格扭曲效應、緩慢擴散效應與雞尾酒效應等核心概念,開創全新的材料科學典範。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予葉院士。
圖/ 數位時代

如今,高熵合金不只在學界掀起熱潮,更成功落地產業。「學以致用非常重要!」葉院士強調,學術研究不該停留在象牙塔,而應投入產業、協助解決關鍵瓶頸。他不僅與國立清華大學共同成立「高熵材料研發中心」,也創辦全球首家高熵材料公司,推動技術轉移與產業升級,讓高熵合金真正走向世界舞臺。

所有總統科學獎得獎人的科學成就及重要貢獻,不僅提升臺灣學術聲譽及國際競爭力,對於增進人類生活福祉更有深遠的影響,實為臺灣學術界的最高典範。而本屆梁院士、葉院士2位得獎人終身投入科學探索、人才培育的成果,嘉惠了整個社會,更成就跨世代的深遠影響,為臺灣科學寫下光輝一頁。

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