高空风能资源
不可再生能源的替代能源有很多，包括阳光、风、雨、潮汐等，风能是最大的替代能源来源，约占其他所有替代能源总和的一半。如今，一些先进技术已经被引入到风能的利用过程中。截止到2022年，风光发电提供全球12%的电力，成为减少二氧化碳排放的主力军。
目前国内外的风能利用以传统的风电塔架提供的低空风能发电为主，但是低空风力发电受到很多因素的制约，如低空风速小，目前主流塔架在120m的高度，而且风能不稳定，受环境影响大等不利因素；而且低空发电技术本身也存在一定的技术局限，如占地面积大，存在噪声污染，安装和维修困难等。正是由于这些制约因素，因此很多国家开始关注研究高空风力发电技术。
高空风能是相对于传统的地面风力发电而言，高度一般在500-10000米之间。高空风的特点是风速大，随着与地面距离的增加和地面摩擦的减少，风速将逐渐加大。而风能与风速的立方成正比，即使高空中空气密度有所降低，但其蕴含的能量仍比地面大许多倍。即使在风能资源丰富的风力发电站区域，地面风力也远小于高空，地面附近的风力密度低于每平方米1千瓦。而在高空区域，风力密度则可以达到每平方米10千瓦以上。
根据发表在《自然-气候变化》杂志上的一项研究，高空风有可能产生比传统风力涡轮机多100倍的能量，使其成为全球向可再生能源转型的关键组成部分。
另一个特点是高空风常年不息而且风力稳定。
美国国家环境预报中心（NCEP）1979年至2006年的数据资料表明：在500米至10000米的高度范围，风的流向稳定，且高度越高、风的强度越大，稳定性就会越好；当靠近地面时，受地形等影响，风具有很强的随机性，强度也显著下降。在高空，理论发电时间可以超过95%，年发电时间可高达6500h以上。
因此，采集高空风能发电可以获得高稳定性、低发电成本的风电，这是高空风电的显著特点之一，也是高空风电相比常规风电的最显著优势之一。
更为重要的是，理想的高空风力资源位于人口稠密地区。因此，高空风能发电场可以建在主干电网附近或大城市周边，利于风电就近消纳，而不像传统太阳能发电场、传统风电场多位于远离发达城市和主干电网的偏远地区。
实现高空风能发电的主要技术是高空风力发电系统（Airborne Wind Energy System, AWES），即采用系留航空器达到传统风力发电机无法达到的高度，在此高度下捕获稳定的风能并将其转化为电能。事实上，国外早在20世纪70年代爆发能源危机时，各类AWES的设计就不断涌现，发达国家对高空风能发电的研究从未停止，美国、荷兰、意大利等国都多次进行过高空风能发电试验。
目前，全球已经超过50家高空风能发电公司，注册了数百项专利，近些年来，随着材料技术，浮空器技术，轻量化电力系统技术的发展，高空风能发电技术的价值逐步凸现。
高空风力发电系统一般由飞行组件，系留组件，发电机和地面设施四部分组成。飞行平台的主要作用是提供维持留空的升力，包括浮升力或气动升力以维持空中悬浮，部分也提供姿态调整的气动控制力，并搭载发电机等设备捕获风能。
系留组件即缆绳，连接飞行组件和地面设施，将飞行组件约束在需要的高度区域内运行，有些方案中的系留缆绳兼具电力传输和数据传输的功能。发电机主要作用是将风能转化为电能。根据发电机位置不同，可以分为空基和陆基两种，即发电机安装在飞行平台上或发电机置于地面。
空基高空风电与传统风电模式类似，利用气流吹过叶片平面带动发电机发电；陆基高空风电则主要通过飞行平台以某种飞行方式带动缆绳往复牵引地面发电机转盘旋转，从而产生电能。地面设施有两个作用，一个是控制系留缆绳的长度，使飞行组件飞行在不同的高度，另一个作用就是实现电力的变换，汇集并网。
高空风力发电系统按照风能捕获与机电能量转化方式的不同，可分为空基和陆基两种方式。即发电机安装在飞行平台上或发电机置于地面。空基高空风电与传统风电模式类似，利用气流吹过叶片平面带动发电机发电；陆基高空风电则主要通过飞行平台以某种飞行方式带动缆绳往复牵引地面发电机转盘旋转，从而产生电能。按照飞行组件的原理不同，可分为浮空飞行器型，类无人机型和风筝型。
空基和陆基两条技术路线各有优劣，下面从发电稳定性，可用风能密度，飞行组件轻量化，线缆磨损率，飞行可控性，系统集成难度，环境友好性7个维度进行对比。
开发高空风能是未来能源技术发展的需要，AWES发电成本有望控制在低于0.3元/(kW·h)以下，电力输出相对稳定，风电场的建设成本较低，占地面积较小，不易受地域差异的限制。总体而言，AWES在建设成本、发电效率、发电成本等方面有着较多优势。
目前全球AWES市场主要包括北美、欧洲、亚太、中东和非洲以及拉丁美洲，这些地区可进一步分为美国、英国、德国、法国、日本、中国、印度、海湾合作委员会、北非、南非和巴西等国家/地区，私营公司是目前AWES技术研究的主力，同时一些科研机构也在探索高空风力发电的潜力。例如，欧盟资助的项目REACH（可再生能源空中转换和收集）是几个大学和研究中心的合作，目标是开发利用高空风的新技术和战略。
同样，美国能源部的国家可再生能源实验室（NREL）正在对高海拔风力发电的可行性和潜在效益进行研究。
上述几个国家的政府均组织参与了制定新的规章制度：通过鼓励利用AWES方法，生产清洁的、可持续的能源来减少污染。我国虽然在高空风能发电技术方面起步较晚，但近期将高空风力发电技术写入了国家重点研发计划指南，在国家政策支持方面具有里程碑意义。
遥想在不久的将来，在户外酷热难当的炎炎夏日，我们生活在温度舒适的房间里面，空调使用的电能，可能转换自平流层的风能，这就是可再生能源领域的一场革命。