世界“第一线”年内在沪建成通电 超导电缆离我们的生活有多远?

2021-11-03 10:37:50 作者:王旭 来源:东方网

世界第一条撑起超大城市骨干电网的公里级高温超导电缆示范线在上海建设2年后,已经进入最后冲刺阶段。记者从权威部门获悉,这条1.2公里长的国产超导电缆预计年内可挂网送电,将在线路长度、载流量和应用场景等多项指标达到国际领先,对高温超导输电技术的产业化具有重要意义。

那么什么是超导电缆?为何示范项目定为1.2公里?超导电缆距离普通人有多远?

为何是1.2公里?

超导电缆是一种采用无阻超导材料作为导电体并能传输大电流的电力设施,具备损耗低、容量大、体积小、无污染等优点。奥盛集团上海国际超导科技有限公司副总经理张喜泽告诉记者,在35千伏的设计电压下,一根超导电缆能输送超过2000安培的大电流,抵得上4-6根传统35千伏大截面常规电缆。

这样的特点让超导电缆在城市电网改造、狭窄走廊主干电网、需求特殊且常规技术难以解决的场合成为一种全新的解决思路。比如在上海这样寸土寸金的超大城市,中心城区再要拓展输电通道已非常困难。而超导电缆强大输电能力能有效减少对土地和地下管廊的占用,还兼备损耗低、体积小、无污染等优点,成为解决这一难题的上佳选择。

超导电缆生产车间

从世界范围来看,超导技术是具有战略意义的前沿引领技术,随着城市化和工业化的飞速发展,在城市电网改造、磁悬浮交通、大科学装置等领域都展现出广泛应用前景。尤其是高温超导输电,被誉为本世纪电力行业的一场革命,将会是21世纪最具潜力的电力应用技术。

当前,全球范围内较长距离高温超导电缆的研究开发方兴未艾,高温超导电缆的实用化、商用化进程正在加速,已有多组长距离高温超导电缆并入实际电网运行,主要集中在美国、日本、韩国、德国。目前已投运的最长高温超导电缆位于德国及韩国,全长约为1公里。

1公里左右的长度并非巧合,而是因为技术限制。张喜泽解释,受生产工艺和运输等的制约,目前能生产的单根高压超导电缆长度在500米左右,一公里长度的敷设需要两根超导电缆连接。连接技术是目前限制超导电缆长度的重要制约因素之一。

目前,国际超导公司已经攻克了双接头技术,即可以实现三段超导电缆连接。“实话说,1.2公里还是1.5公里对我们来说没有什么差别”。如果1.2公里示范项目成功,将系统验证高温超导电缆的技术经济可行性,对高温超导输电技术的产业化具有重要意义。张喜泽总结:“有无领先技术是参与国际合作的关键”,示范项目的验证结果将大大增强我国在全球超导领域的话语权和影响力。

“这在世界上也是绝无仅有的”

我国自“九五”以来即开展高温超导电缆的研究,时间上略晚于世界先进国家。张喜泽回忆,当年他们曾希望通过“引进消化再创新”的方式,尽快在超导领域取得突破。但和国外超导领军企业联系后发现,对方不仅不卖核心技术和装备,甚至连材料也不太愿意卖。2006-2007年左右,他们才成功从国外高价购买了一批超导材料进行研究。

目前我国的超导材料、超导电缆产业化水平已经走在了世界前列。特别是上海市形成了一支从材料生产、低温制冷、电缆集成到电缆应用完整产业链的团队。张喜泽说,“在同一个城市具备这么完整的产业链生态,这在世界上大概也是绝无仅有的”。

迄今为止,漫长的研发过程磨砺着张喜泽和团队,也使得他们明白高新技术的创新还是要靠自己。“我们不是为了难而难”,他们的研发思路十分明确,超导电缆的研发不仅要自主创新,而且要能够适应城市的复杂环境,“只有这样才能产生行业标准”,这种研发思路始终贯穿在漫长的研发历程中。

上海1.2公里超导电缆示范线项目正是由国网上海市电力公司和张喜泽所在公司牵头建设,项目选址在上海市徐汇区,由超导电缆联结起两座220千伏变电站,完全由上海企业和科研人员自主研发、制造、敷设、验证的线路。张喜泽透露,重负载城区变电站之间的距离很多都在2-5公里左右,这个距离基本在目前掌握的技术范围内。这也意味着,距离普通人享受到超导电缆带来的便利、洁净的电力资源已经为时不远。

国家工信部、上海市委、市政府也高度关注和支持高温超导等国际前沿技术和相关产业的发展。张喜泽感慨,“我们毕竟是在一个公司,近二十年几乎没有直接经济产出,大家的压力都很大”,政府的支持是超导技术研发发展的重要因素。日前,上海国际超导科技有限公司还入围了第23届中国国际工业博览会CIIF大奖,入围榜单旨在以榜样的力量促进产业链企业互鉴、协作,助推产业高质量发展和产业生态繁荣。张喜泽也说,“这对我们来说是一种强有力的精神鼓舞”。

科技创新没有止境。随着全球越来越关注高温超导输电技术的发展,多国正在计划开展超导电缆大规模商业化应用。如德国计划在十四五推进一项名称为“Super Link”的超导电缆工程项目,探索12公里长超导电缆工程建设的可行性。此外,美国、日本、荷兰、丹麦等国家也正在积极运筹本国的超导电缆规划,构建超导电缆输电网络。

在这一背景下,上海市经信委也表示,公里级超导电缆全球“第一线”建成后,上海将依托长三角,筹建高温超导制造业创新中心,打造高温超导产业高地,全力推动实现长三角地区制造业高端转型和跨越式发展。

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