太空光伏与轨道数据中心，高空800km的下一代能源与算力战场揭秘

太空光伏与轨道数据中心成为下一代能源与算力战场，原因在于它们在高科技领域的创新应用和发展潜力，太空光伏技术利用太阳能，在太空环境中具有无限能源供应的优势，而轨道数据中心则通过高轨道位置的独特优势，提供强大的数据处理和存储能力，这些技术结合，不仅有助于解决地球上的能源问题，还能提升数据处理效率，太空光伏和轨道数据中心的发展将在未来引领能源和算力领域的新变革。

太空光伏正从航天器的配套系统，演变为支撑下一代空间基础设施的核心能源解决方案。这不是单纯的技术升级或产能扩张，而是在全球卫星部署加速、太空算力需求涌现的背景下，能源供给、运载能力、轨道资源与算力需求四大要素形成的系统性共振。

据上海证券报10日报道，中国2025年12月向国际电信联盟（ITU）申请了超20万颗卫星的频轨资源，其中19万颗来自刚成立的“国家队”无线电创新院；据华尔街见闻此前文章，美国联邦通信委员会批准SpaceX再部署7500颗第二代星链卫星，使其获批总数达1.5万颗。这些密集的轨道资源申请与卫星部署计划，正在重塑太空产业的供需格局。

根据东吴证券曾朵红团队6日发表的研究报告，全球航天器发射量在近十年保持34%的复合年增长率，2025年发射数量突破4300颗，同比增长超50%。伴随低轨星座向多功能、重型化演进，卫星单星功率大幅提升——SpaceX星链V3卫星的太阳翼面积较早期版本增长超10倍，达到256.94平方米。

太空算力中心的崛起进一步打开想象空间。中国之江实验室的"三体计算星座"、国星宇航的"星算计划"，以及海外SpaceX、谷歌、英伟达投资的Starcloud等项目，均瞄准太空数据中心建设。若后续构建10GW太空算力系统，太阳翼市场规模或达数万亿元。东吴证券周尔双团队则认为，由于高空具备5倍于地面的光照强度与天然零能耗散热环境，这里正成为AI算力突围的“轨道数据中心”。光伏技术路线也在分化：砷化镓凭借高效率占据高端市场，硅基异质结（HJT）与钙钛矿叠层技术则以成本优势瞄准大规模应用。

运力解锁与轨道“圈地”

商业航天的爆发始于运载成本的下跌。据东吴证券研报数据，随着可回收火箭技术的成熟，航天发射成本已大幅下降，打破了进入太空的经济壁垒。近10年来，全球航天器发射数量年均复合增长率（CAGR）达34%，2025年全球航天器发射数量预计超过4300颗，同比增长超50%。

然而，物理空间并非无限。近地轨道（LEO）和太阳同步轨道（SSO）的频段与轨位具有“不可再生”属性。ITU的“先登先占”规则以及对发射时间表的严格要求（申请后7年内必须发射第一颗星，14年内必须完成星座部署），迫使各国加速“圈地”。

目前全球已备案卫星数量超过10万颗。除SpaceX主导的Starlink外，中国通过GW（国网）、千帆等计划申报了超过5.1万颗卫星。这种高密度的发射计划，直接催生了对卫星制造产业链的爆发式需求，其中电源系统作为卫星的“心脏”，其价值量占比约20%-30%，是仅次于载荷的关键环节。

载荷升级引发的能源焦虑

卫星功能的演进正在重塑对能源系统的要求。随着低轨星座向多功能、重型化发展，单星功率需求急剧攀升。以SpaceX为例，其星链卫星从V1.5版本演进至V3版本，太阳翼面积增长了10倍以上，达到256.94平方米。

东吴证券指出，光伏是卫星在太空中唯一高效、长期稳定的能源形式。载荷的升级，特别是直连手机、激光链路以及未来太空算力模块的加入，直接导致了能源焦虑。更大的太阳翼意味着更高的重量和成本，这与商业航天追求极致性价比的逻辑相悖。

因此，太空光伏产业正面临“量价齐升”的局面：一方面是卫星数量激增带来的“量”，另一方面是单星功率密度提升带来的“价”与技术迭代需求。

太空算力：从“天感地算”到“天感天算”

除了通信，AI算力的太空迁移正在打开光伏产业的远期想象空间。地面数据中心正面临电力短缺与散热瓶颈，而太空具备天然优势：无大气衰减的太阳能可实现高效供电，深空超低温环境可实现自然冷却，从而大幅降低能耗。

东吴证券分析师周尔双在报告中指出，太空算力中心相较于地面数据中心具备颠覆性优势。以40MW算力集群运行10年为例，太空方案的总成本仅约为地面方案的5%。这促使卫星工作模式从将原始数据回传地面的“天感地算”，升级为在轨处理的“天感天算”。

目前，之江实验室的“三体计算星座”、国星宇航的“星算计划”以及海外的Starcloud等项目均已启动。未来的太空数据中心可能演变为大型“母舰”平台或多星集群，例如Starcloud规划构建配备4km×4km超大型光伏阵列的太空算力母舰。这种吉瓦（GW）级的基础设施，将对光伏电池的效率与轻量化提出极致要求。

技术路线的分野：砷化镓向左，硅基向右

面对海量需求，太空光伏的技术路线正在发生分化。

长期以来，砷化镓（GaAs）电池凭借高效率（30%+）和强抗辐照性能，是航天器的绝对主流。然而，其高昂的成本（约60-70美元/瓦）和复杂的制备工艺，难以支撑大规模低轨星座的低成本部署需求。

相比之下，硅基电池（特别是HJT异质结技术）和钙钛矿技术正在成为商业航天的新宠。东吴证券指出，HJT电池凭借低温工艺、能够制备超薄硅片（如60μm）从而大幅减重、以及良好的柔性卷展适应性，成为大规模星座的优选方案。

这里存在一个基于运力成本的经济账：

• SpaceX模式： 由于发射成本极低（约1500美元/公斤），SpaceX倾向于使用成本更低的硅基电池，通过增大面积来弥补效率的不足。
• 中国模式： 目前国内发射成本相对较高，因此仍倾向于使用高能质比但昂贵的砷化镓电池。但随着国内商业火箭运力的提升和降本，向硅基HJT或钙钛矿叠层技术转型的趋势已不可逆转。

太空光伏的爆发正在重塑光伏产业链的价值逻辑。这一市场正从封闭的军工航天体系，向具备大规模制造能力的商业光伏企业开放。

根据东吴证券的测算，假设未来年发射1万颗卫星，仅低轨卫星市场就有望带来近2000亿元的太阳翼市场空间。若考虑远期10GW级别的太空算力系统建设，市场规模更将达数万亿元。

总体而言，太空光伏已不再是单纯的能源部件，它是连接火箭运力、轨道资源与天基算力的关键纽带。在“能源—运力—轨道—算力”这套系统中，光伏技术的突破程度，将直接定义人类开发太空商业价值的边界。