2月21日下午，中国首条公里级高温超导电缆示范工程启动大会在上海宝山城市工业园区举行。这意味着，高温超导电缆示范工程作为上海加快超导技术产业化的重要突破口，已经做好了技术储备、工程建设、人才团队、产业承载的各项准备，标志着我国超导电缆实用产业化正式起步。
颠覆传统电线电缆
高温超导体是20世纪最伟大的发现之一。“超导体”是指能进行超导传输的导电材料。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性，特别是超导体的零电阻对于传统以铜、铝为导体的电线电缆更是颠覆性的。第二代高温超导材料不像传统电缆那么粗壮笨重，核心传导层薄如蝉翼，轻若鸿毛。1000米的超导带材，就像皮尺一样，可盘卷起来，一个人就可以轻松拿起，更关键的是，它的输电能力比同尺寸铜导线高出百倍。另据测算，用铜或铝导线输电，约有10左右%的电能损耗在输电线路上，光是在中国每年的电力损失即达上千亿度。
专家解释说，“高温超导”的概念，并非老百姓心目中的日常“高温”，而是指相对于零下270摄氏度的低温超导而言，高温超导能在零下196摄氏度(77K)实现零电阻，由于实现零下196摄氏度低温环境的成本大幅降低，因此显露出广阔的市场空间。
近几年上海新材料产业稳步发展，在高温超导领域上海潜心布局十年，掌握了自主可控的核心技术。启动大会上，承担超导电缆研制的上海电缆研究所与上海超导、上创超导两家超导带材公司，与国网上海电力公司，分别签订了带材供应和工程运维的合作协议。
2019年底实现挂网运行
据介绍，本次示范工程使用的高温超导电缆将在上海电缆所超导中试基地完成一系列研制生产过程。基地作为国内首个超导中试平台，拥有可连续大长度生产的超导电缆工艺车间、超导低温实验室、智能化超导电缆数据中心、超导电缆电气研究实验室、超导高压大厅等，为开展超导电缆产业化中试研究打下良好的基础。该基地集高温超导电缆系统设计、研发、生产、检测评估及技术咨询于一体，是目前国内唯一具备在线连续化生产大长度高温超导电缆的单位，可为电网用户提供超导电缆工程化应用一揽子的解决方案。
此次启动的中国首条公里级高温超导电缆示范工程，长度1.2公里，预计2019年底实现挂网运行，将全面、系统验证自主高温超导技术在超大城市中心城区与电网耦合运行的可靠性、稳定性和经济性，积累第一手的应用数据和经验，为推进高温超导材料在智能电网改造中实现产业化应用推广奠定基础，将成为上海前沿新材料推动创新成果产业化的典型范例。
随着示范工程的试点应用，在不久的未来，高温超导输电有望在上海智能电网建设上率先实现产业化推广：一是城市电网改造和电力扩容方面，发挥高温超导电缆载流量大、体积小的优势，在城市老旧电网改造，尤其是狭窄空间的电力增容扩容过程中，作为更优化的解决方案;二是人口密集区电力设施建设方面，发挥高温超导输电基本没有电磁辐射、系统可靠性高、节能环保等优势，缓解群众对变电站、变压器、输变电线路等电力基础设施的抵触心理，降低工程时间成本和实施难度。高温超导电缆示范工程作为产业化前中试性质的示范应用，是实现超导材料在输配电领域规模化应用的必由之路。
全球研究开发方兴未艾
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埃森市，全长约为1公里，采用第一代超导材料BSCCO。
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。如美国AMSC已经正式启动将三大电网实现完全互联和可再生能源发电并网的“Tres Amigas超级变电站”项目，采用高压直流超导输电技术实现电网互联。韩国正在推动现有电力传输网采用高温超导电缆的进程，预计在未来五年内将实现50km高温超导电缆在实际商业电网中的使用和服务。此外，日本、德国、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。
其实，我国自“九五”以来即开展高温超导电缆的研究，先后研制出多条不同长度和电流的高温超导电缆并投入实际工程运用，为我国高温超导电缆设计、制造和运行积累了重要经验。2013年，上海电缆研究所牵头建成的国内首套30米、35kV、低温绝缘高温超导电缆在宝山钢铁股份有限公司挂网运行，标志着我国在实用低温绝缘高温超导电缆技术中获得重大突破，成为国际上少数成功建设低温绝缘高温超导电缆示范工程的国家。目前国内尤其是东部沿海地区，对建设高温超导电缆示范工程都表现出极大兴趣。如南方电网已选址深圳平安大厦建设420米高温超导输电示范工程，并完成项目立项;天津富通百米级二代超导示范线已挂网运行;河北雄安新区亦有意向在智能电网建设中采用高温超导输电技术等。（刘锟）
|
