环球零碳
碳中和领域的《新青年》
首图来源：红网时刻
撰文| Bell
编辑 | 小澜
→这是《环球零碳》的1860篇原创
当你抬头时，如果恰好看到一个形似奇幻飞艇的物体掠过城市上空——别害怕，这不是外星飞船，而是一座“悬浮发电站”。
就在2026年1月初，一台名为S2000的巨型“飞艇”，缓缓上升到四川宜宾上空2000米处，稳定悬停并累计发电385千瓦时，同时完成了并网发电测试。
作为全球首台兆瓦级浮空风力发电系统，它的成功试飞与并网，标志着一种全新的、从高空捕获能源的方式正悄然到来。
来源：潮新闻
人们早已对陆上与近海风电司空见惯，而在数百米甚至数千米的高空，还隐藏着一个尚未被大规模开发的“风能富矿”。
与地面和近海相比，高空的风速更高、风向更稳定、风能密度也大得多。
有研究表明，风中所蕴含的能量与风速的三次方成正比。这意味着，在风速更快的高空，风能产生的电力可达到地面风机的数倍乃至数十倍。
而如何安全、经济、有效地利用高空风能发电，一直是工程界的努力方向。
根据发电机在系统中的位置，高空风力发电技术可分为“空基发电”和“陆基发电”两大类，两者共同构成了当前产业探索的主要方向。
陆基发电技术是指将发电机置于地面，空中飞行器仅作为捕能工具。飞行器在风力作用下，通过特定飞行轨迹产生巨大拉力，牵引系留缆绳带动地面发电机旋转发电。
《环球零碳》曾经介绍过的“高空风筝”正是这一技术路线的代表（详见：捕获高空风能，世界最大高空风力发电捕风伞成功开伞！）。
而空基发电更像是空中的发电站，其原理是将发电机组直接搭载于浮空器（如飞艇、涵道式飞行器、无人机）上，在空中直接将风能转化为电能，再通过导电的系留缆绳将电力传输至地面站。
本次升空的S2000系统是这一领域的代表性成果之一。
它长达60米，宽和高各约40米，整体外观像一个巨大的环形飞艇，中间包裹着如同“甜甜圈”般的涵道，涵道内则整齐排列着12台风力发电机。
其核心工作原理在于利用充满惰性气体（如氦气）的浮空器，将整套轻质发电设备提升到风力强劲且稳定的高空去发电，然后通过系留电缆，把电能从空中输向地面。
涵道的特殊设计能够从四面八方“围捕”并压缩气流，引导更多的风能高效地通过涡轮叶片，从而最大化发电效率。
来源：潮新闻
此次S2000的成功，标志着浮空风电技术首次进入了城市应用场景。
传统的大型风电场需要广阔的土地或海域，这在人口稠密、土地资源紧张的城市区域往往面临限制，因此大部分风电场总是建在大面积的农田、戈壁上。
而浮空风电系统飞在2000米以上的高空，为城市供电的同时，可以不受自然禀赋的影响。
而且，研发方临一云川公司人员表示，该浮空风力发电系统升入高空后，可以“隐没”在云端，地面基本听不到什么声音。
当然，将一座发电站送上天空并长期稳定运行，绝非易事。
空基发电系统虽然对地面设施要求较低，但却需要面临材料科学、空气动力学、自动控制、高性能缆绳等一系列技术的集成挑战。
例如，连接空中电站与地面的系留缆绳，不仅需要承受巨大的拉力，还必须兼具高强度、轻量化、低风阻和高导电性，以便安全地传输电力。
同时，系统的长期耐久性、在复杂气象条件下的可靠性、以及如何安全融入现有空域管理秩序，都是需要持续验证和解决的课题。
尽管前路仍有技术关卡，但S2000的试飞已证明了其可行性——它在几小时测试中累计发电385千瓦时，足够一个普通中国家庭使用近一个月。
未来，高空飞艇可以作为“巨型移动充电宝”，为偏远海岛、矿区、灾区或重大活动提供应急和备用电力；也可以为零碳工业园区、数据中心等提供稳定的绿色直供。
来源：潮新闻
产业链上下游也在快速跟进。
临一云川舟山蒙皮新材料基地已成功试投产，可实现关键材料的自主生产。
在核心元器件领域，包括轻量化电机、高功率密度变流器、特种轴承以及作为控制系统大脑的PLC芯片等，正在逐步实现技术突破。
而传统的风电运营商如龙源电力、三峡能源等，凭借其丰富的项目开发经验和庞大的装机规模，未来有望通过合作或直接投资的方式，成为高空风电项目的主要开发者和运营者。
据悉，目前S2000已启动小批量生产，并与多个沿海城市及高海拔地区签订意向协议。
下一代S4000、S6000产品同步推进，其中S6000将挑战平流层浮空风电技术。
虽然浮空发电技术当前仍处于工程化和商业化的起步阶段，距离大规模应用还有一段路要走，但S2000的成功升空，无疑向行业释放了一个积极信号。
参考资料：
[1]https://interestingengineering.com/energy/giant-airship-over-china-wind-farms
[2]https://cn.chinadaily.com.cn/a/202601/09/WS6960c7f7a310942cc499abf7.html
[3]https://m.21jingji.com/article/20260114/20a439d9deab61622f879f5c50586a0e.html
[4]https://tidenews.com.cn/news.html?id=3341630
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