高空风能捕获技术正迎来全球范围内的突破性进展，中国在这一领域已实现多项世界领先成果。2025年9月，北京临一云川能源技术有限公司自主研发的S1500浮空风力发电系统在新疆完成首飞试验，成为全球首个实现兆瓦级商业运营的浮空式风力发电装置。该系统采用直径40米的环形涵道设计，内部集成12台风涡轮机，通过氦气浮空囊体升至1500米高空，利用高空稳定风场实现持续发电。
与此同时，由中国能建中电工程牵头研发的5000平方米级伞梯式高空风能发电系统完成组装调试，启程运往内蒙古开展实地测试。该系统采用氦气球与做功伞组合设计，通过碳纤维缆绳连接地面发电机组，可在3000米高空捕获15-25米/秒的风力资源，单台设备最大发电功率达1兆瓦。此前，中国能建已在安徽绩溪建成全球首个高空风能发电示范项目，2024年实现装机并网发电，2025年初完成1000米高空100千瓦发电测试。
高空风能（AWE）技术通过系留航空器直接捕获风能，分为空基发电和陆基发电两种模式。空基系统将发电机安装于飞行器上，通过电缆传输电力；陆基系统则利用飞行器运动牵引地面发电机。中国研发的浮空器型AWE采用轻质氦气囊体与涵道风机组合，可实现24小时持续发电；伞梯型系统通过做功伞的周期性升降运动驱动发电机，具有更强的部署机动性。
与传统地面风力发电相比，高空风能技术具有显著优势。全球高空可开发风能资源达1873TW，是近地面的4倍以上，而现有地面风电装机容量仅1136GW。高空风场风速更稳定、湍流更少，且不受地形限制。临一云川S1500系统通过涵道加速设计，使风能利用率较传统系统提升20%，材料用量减少70%，特别适合偏远地区、海岛等无电网覆盖区域。
国际上，高空风能技术已形成多条技术路线。美国Altaeros公司曾开发浮空涡轮系统，在阿拉斯加实现30千瓦发电；法国Wind Fisher公司研发的马格纳斯效应转轮系统，通过旋转运动产生动力；德国Kitecraft公司采用垂直起降固定翼无人机，在8字飞行轨迹中实现600千瓦发电。挪威Kitemill公司的VTOL无人机系统已实现100千瓦级持续发电，并获得欧盟创新基金资助。
中国高空风能技术发展呈现后来居上态势。临一云川公司计划在2026年量产S1500系统，并逐步推出升限3000-9000米的S3000至S9000系列。中国能建的伞梯系统采用新型芳纶纤维材料，单个做功伞重量仅2.3吨，飞行控制依赖智能算法与雷达系统，预计2026年批量投产后每年可减少碳排放4000吨。这些技术突破使中国在全球高空风能领域占据领先地位。
高空风能技术不仅为能源行业提供新解决方案，也为航空业碳中和开辟新路径。该技术可应用于航空燃料生产、偏远机场供电、电动航空器充电等领域。空客公司已利用动力伞技术为运输船提供推进力，未来高空风能系统有望为氢燃料生产设施、直接空气碳捕获装置等提供清洁能源。随着技术成熟，高空风能将与地面风电形成互补，大幅提升可再生能源利用率。
