上海有望建設(shè)首條接入電網(wǎng)的高溫超導(dǎo)電纜線路

今年下半年，上海電纜研究所牽頭的市科委重大項(xiàng)目“35千伏高溫超導(dǎo)電纜系統(tǒng)工程應(yīng)用與示范研究”成果，通過中國電力企業(yè)聯(lián)合會鑒定，部分關(guān)鍵參數(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。與此同時(shí)，第二代高溫超導(dǎo)材料工業(yè)級生產(chǎn)線在上創(chuàng)超導(dǎo)科技有限公司建成，解決了超導(dǎo)電纜的材料國產(chǎn)化問題。

那么，全國產(chǎn)化超導(dǎo)電纜能否用于電網(wǎng)工程，打造載流量大、電阻幾乎為零的“超導(dǎo)電網(wǎng)”?在昨天閉幕的第四屆IEEE應(yīng)用超導(dǎo)與電磁裝置國際會議上，專家指出，這個(gè)問題的答案“50%取決于電力部門的觀念”。

德國已建超導(dǎo)電纜商業(yè)線

1911年，荷蘭科學(xué)家昂內(nèi)斯意外發(fā)現(xiàn)，將汞冷卻到零下268.95℃時(shí)，其電阻突然消失，這種現(xiàn)象被稱為超導(dǎo)電性。然而，零下268.95℃已接近絕對零度(零下273.15℃)，必須用昂貴的液氦才能把溫度降到這么低。1986年，IBM實(shí)驗(yàn)室的柏諾茲和繆勒首次發(fā)現(xiàn)高溫超導(dǎo)材料，將臨界溫度大幅提高，使其能在低價(jià)的液氮降溫環(huán)境下達(dá)到“零電阻”。

30年過去了，經(jīng)過全球科學(xué)家的努力，第二代高溫超導(dǎo)材料已達(dá)到市場化應(yīng)用的“臨界點(diǎn)”。在上海大學(xué)等協(xié)辦的IEEE會議上，中、美、德、法、日等10多個(gè)國家的超導(dǎo)專家共同研討。德國卡爾斯魯厄大學(xué)工程物理研究所所長本納德介紹，該所與耐克森公司合作，在埃森市建成了德國首條公里級高溫超導(dǎo)電纜商業(yè)線，已穩(wěn)定運(yùn)行一年多。德國權(quán)威機(jī)構(gòu)評估后認(rèn)為，超導(dǎo)電力傳輸技術(shù)已經(jīng)成熟。在本納德看來，“上海的高溫超導(dǎo)技術(shù)很有國際競爭力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化正是時(shí)候。而且，中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度比德國快，基礎(chǔ)設(shè)施工程更多，為超導(dǎo)電纜應(yīng)用提供了廣闊空間?！?/p>

傳輸中沒有損耗節(jié)能顯著

與傳統(tǒng)的銅鋁材料電纜相比，高溫超導(dǎo)帶材電纜有何優(yōu)勢?大會主席、上海市高溫超導(dǎo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任蔡傳兵說，超導(dǎo)電纜的載流能力可以達(dá)到銅鋁導(dǎo)線的100多倍，而且電纜截面積較小，更適合大電流、高能量的用電場合;借助“零電阻”性能，超導(dǎo)電纜在傳輸過程中沒有損耗，節(jié)能效果顯著。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國電網(wǎng)的傳輸損耗率是8%至10%，每年損耗量相當(dāng)于3個(gè)核電站的年發(fā)電量。

超導(dǎo)電纜也有其弱勢，如技術(shù)不夠成熟，工程建設(shè)成本較高。對此，天津大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院教授信贏表示，目前，我國高溫超導(dǎo)電纜產(chǎn)業(yè)化已走到一個(gè)門檻，如何跨過它，50%取決于技術(shù)改進(jìn)，另外50%取決于相關(guān)部門的觀念?！拔液碗娏敬蛄?0年交道，在使用新技術(shù)上，他們往往求穩(wěn)，但如果在新技術(shù)基本成熟的情況下不敢為天下先，那么我國在產(chǎn)業(yè)變革中又要落后于發(fā)達(dá)國家。”

信贏分析，一些部門不敢為天下先，與體制機(jī)制有一定關(guān)系。超導(dǎo)電纜系統(tǒng)工程的一次性投入較大，長期運(yùn)行后可憑借優(yōu)越性能收回成本，但現(xiàn)行財(cái)務(wù)制度不利于這類工程的立項(xiàng)。干部任期制也會影響超導(dǎo)電網(wǎng)的上馬，由于取得經(jīng)濟(jì)效益的周期較長，而干部在一個(gè)崗位上的任期較短，客觀上導(dǎo)致其決策趨向保守。

滬有條件率先建超導(dǎo)電網(wǎng)

上海電纜研究所副所長宗曦華表示，滬研超導(dǎo)電纜要盡快應(yīng)用于電網(wǎng)工程，確實(shí)有賴于電力部門和大型電力用戶的觀念。此外，應(yīng)盡快開展對滬研超導(dǎo)電纜的全壽命周期評價(jià)，為其應(yīng)用于電網(wǎng)示范工程做好準(zhǔn)備。

據(jù)介紹，上海電纜研究所牽頭的“35千伏高溫超導(dǎo)電纜系統(tǒng)工程應(yīng)用與示范研究”項(xiàng)目已通過市科委驗(yàn)收，是國內(nèi)首條、國際上第三條采用第二代高溫超導(dǎo)帶材的冷絕緣超導(dǎo)示范線路。它為寶鋼二煉鋼車間的電弧爐獨(dú)立供電，已穩(wěn)定運(yùn)營2年。今年7月，中國電力企業(yè)聯(lián)合會出具的鑒定報(bào)告顯示，該產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分關(guān)鍵參數(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

“這是一個(gè)獨(dú)立供電系統(tǒng)，還不屬于電網(wǎng)工程。”宗曦華解釋說。為了推動產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，在市發(fā)改委支持下，上海電纜研究所聯(lián)合上創(chuàng)超導(dǎo)、上海超導(dǎo)等公司，在寶山區(qū)建立了超導(dǎo)電纜中試基地?！拔覀兿Ｍ髂曷?lián)合上海電力部門、大型電力用戶，推進(jìn)用于電網(wǎng)的示范工程項(xiàng)目?！?/p>

蔡傳兵表示，超導(dǎo)電纜最適合用于大城市高密度用電地區(qū)，上海有條件在全國率先建設(shè)首條接入電網(wǎng)的高溫超導(dǎo)電纜線路。在建設(shè)具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心進(jìn)程中，與會專家建議本市為超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)電機(jī)等產(chǎn)品提供更大的工程應(yīng)用空間，在高溫超導(dǎo)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化大潮中占據(jù)制高點(diǎn)。