高空风能发电
1月5日，全球首台适用于城市环境的兆瓦级S2000浮空风力发电系统在四川宜宾成功放飞至2000米高空，累计发电385千瓦时，同时完成并网发电测试，标志着高空风能开发从偏远地区迈向城市空间。
高空风能作为尚未规模开发的新能源“无人区”，蕴藏着巨大潜力。近年来，随着浮空器技术、轻量化电机系统技术的发展，高空风能发电技术的价值逐步凸显。
2025年11月12日，5000平方米高空风力发电捕风伞在内蒙古阿拉善左旗试验场成功开伞。 来源：“中国能建”微信公众号
高空风能资源丰富
我国技术全球领先
高空风能发电技术是指利用系留式风筝、浮空器、无人机等航空器，在距地面500～15000米的高空捕获风能并将其转化为电能的新型能源技术。其原理基于风能功率与风速的三次方成正比的物理特性，通过捕获高空更稳定、更高强度的风能资源，实现远超传统地面风电的发电效率与利用时长。
距地面500～10000米的高空风能是人类迄今还没有开发利用的新能源，储量丰富、分布广泛。高空风的特点是风速高、分布广、风向稳定、常年不断，具有很高的能源开发价值。高空风能理论储量可达全球电力总消费需求的100倍以上。测算显示，相比陆上风电，高空风能发电可节约九成土地和用钢量，降低约三成的度电成本。
根据能量转换与传输方式的差异，全球高空风能发电技术主要分为空基与陆基两大技术体系，关键区别在于发电机的位置。
空基技术路线以航空器为核心载体，在高空直接完成风资源捕获与电能转换，电能通过系留绳传至地面。系统构成包括发电机组件、内置压力传感器、接收器、中心控制器等。这种技术路线可按照类型划分为两类：一类是浮空器式，以氦气飞艇为浮力平台搭载涡轮发电机，具有驻空稳定、发电效率高的优势；另一类是无人机，通过无人机或翼伞的气动运动驱动发电，具备机动性强、部署灵活的特点，但控制难度较大。
陆基技术路线采用“高空捕能—地面发电”的方式，通过氦气球将捕风伞送至高空，利用风能带动伞体运动，通过缆绳牵引地面发电机做功。这种技术的设备主要包括伞梯、电机、机械绞盘、中心控制器等。该模式具有成本可控、适合规模化部署的优势，尤其适用于高原、海岛等偏远地区。
目前，全球多个经济体已将高空风能发电技术纳入可再生能源发展战略，通过政策引导与资金扶持推动技术突破。我国形成了“国家战略＋地方试点”的全方位支持体系。2016年，国家发展改革委、国家能源局联合印发《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》，将研发大型高空风电机组关键技术纳入重点任务。2024年，中国能源建设集团获批牵头国家重点研发计划“大型伞梯式陆基高空风力发电关键技术及装备”项目。我国企业在高空风能发电工程化领域实现全球领跑。
空基技术路线实践
2025年1月，S1000型浮空风力发电系统在江西共青城升至1000米，发电功率突破100千瓦。
2025年9月，全球首台兆瓦级商用浮空风力发电系统S1500在新疆哈密完成戈壁工况试飞，该系统长60米、宽40米、高40米，搭载12套100千瓦发电机组，可节省40%材料消耗，度电成本降低30%。
S1000型和S1500浮空风力发电系统均由新能源技术企业北京临一云川能源技术有限公司设计研发。在空基领域，该企业形成完整技术梯队。
2024年10月，临一云川联合清华大学、中国科学院空天信息创新研究院等多家高校、科研机构创新研发的S500型涵道式浮空风力发电系统在湖北荆门试飞至500米，发电功率超50千瓦。
2026年1月5日，全球首台适用于城市环境的兆瓦级S2000浮空风力发电系统在四川宜宾成功放飞至2000米高空，累计发电385千瓦时，同时完成并网发电测试。这是继S1500型浮空风力发电系统实现批量商业化后，临一云川再次实现技术突破，使浮空风电首次进入城市应用场景，标志着高空风能开发从偏远地区迈向城市空间。
与传统风力发电类似，S2000浮空风力发电系统依靠风推动叶片旋转发电，区别在于其发电设备不在地面，而在空中。风经过系统涵道结构后会加速，带动发电机运转，电能通过缆绳输送至地面，经变流即可并网，满发状态下每小时可发电1000千瓦时。
除了发电，兆瓦级S2000浮空风力发电系统还可搭载通信基站、环境监测设备等，成为低空经济中的多功能平台。由于发电主体悬在空中，对地面影响小，适合在城市负荷区就近部署，减少输电损耗。在应急救灾等场景中，也可快速部署提供电力支持。
陆基技术路线实践
在陆基领域，2024年年初，中国能建投资建设的我国首个高空风能发电工程化试验项目——安徽绩溪高空风能发电新技术示范项目成功发电。该项目采用伞梯式陆基高空风力发电技术路线，总装机容量达兆瓦级，能够利用300～3000米高空风能发电，是我国高空风能发电技术的首次工程化实践。
2025年11月12日，我国首个高空风能国家重点研发计划核心装备——世界最大的5000平方米高空风力发电捕风伞在内蒙古阿拉善左旗试验场成功开伞。其完成全部预定试验内容后成功实现空中收伞，标志着我国高空风力发电技术在工程化应用方面迈出坚实一步。
空中伞梯系统由氦气球提供初始升力，并采用捕风伞捕获风能，平衡伞维持系统稳定，通过缆绳将机械能传递至地面。其中，缆绳采用超高分子聚乙烯材料，可承受百吨级拉力。地面发电系统则通过双机组协同的卷扬设备，将缆绳直线运动转为旋转动力，配合万向滑轮架适应风向变化，实现机械能发电，并使单机功率达到兆瓦级。
伞梯式陆基高空风力发电技术具备功率输出大、配置灵活、高度模块化设计等特点，支持车载式、分布式、集中式等多种灵活的部署方案。
伞梯式陆基高空风力发电技术可部署在内蒙古、青海等风资源富集区，与风光基地协同构建三维立体能源矩阵；可面向离网供电孤岛，为远海哨所、高原科考站等提供全天候清洁电力；可应用于城市应急支援，作为车载系统随时响应自然灾害、电网故障等突发需求。此外，伞梯式陆基高空风力发电技术还能够与火电、光伏等发电场景形成有效互补，增强多能源系统的整体韧性。
