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超导电缆应用:剩下50%在观念

发布时间:2019-08-13 08:36:37   编辑:it技术教程网   阅读次数:

  今年下半年,上海电缆研究所牵头的市科委重大项目“35千伏高温超导电缆系统工程应用与示范研究”成果,通过中国电力企业联合会鉴定,部分关键参数达到国际领先水平。与此同时,第二代高温超导材料工业级生产线在上创超导科技有限公司建成,解决了超导电缆的材料国产化问题。

  那么,全国产化超导电缆能否用于电网工程,打造载流量大、电阻几乎为零的“超导电网”?在昨天闭幕的第四届IEEE应用超导与电磁装置国际会议上,专家指出,这个问题的答案“50%取决于电力部门的观念”。

  德国已建超导电缆商业线

  1911年,荷兰科学家昂内斯意外发现,将汞冷却到零下268.95℃时,其电阻突然消失,这种现象被称为超导电性。然而,零下268.95℃已接近绝对零度(零下273.15℃),必须用昂贵的液氦才能把温度降到这么低。1986年,IBM实验室的柏诺兹和缪勒首次发现高温超导材料,将临界温度大幅提高,使其能在低价的液氮降温环境下达到“零电阻”。

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  30年过去了,经过全球科学家的努力,第二代高温超导材料已达到市场化应用的“临界点”。在上海大学等协办的IEEE会议上,中、美、德、法、日等10多个国家的超导专家共同研讨。德国卡尔斯鲁厄大学工程物理研究所所长本纳德介绍,该所与耐克森公司合作,在埃森市建成了德国首条公里级高温超导电缆商业线,已稳定运行一年多。德国权威机构评估后认为,超导电力传输技术已经成熟。在本纳德看来,“上海的高温超导技术很有国际竞争力,实现产业化正是时候。而且,中国经济发展速度比德国快,基础设施工程更多,为超导电缆应用提供了广阔空间。”

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  传输中没有损耗节能显著

  与传统的铜铝材料电缆相比,高温超导带材电缆有何优势?大会主席、上海市高温超导重点实验室主任蔡传兵说,超导电缆的载流能力可以达到铜铝导线的100多倍,而且电缆截面积较小,更适合大电流、高能量的用电场合;借助“零电阻”性能,超导电缆在传输过程中没有损耗,节能效果显著。据统计,我国电网的传输损耗率是8%至10%,每年损耗量相当于3个核电站的年发电量。

  超导电缆也有其弱势,如技术不够成熟,工程建设成本较高。对此,天津大学电气与自动化工程学院教授信赢表示,目前,我国高温超导电缆产业化已走到一个门槛,如何跨过它,50%取决于技术改进,另外50%取决于相关部门的观念。“我和电力公司打了10年交道,在使用新技术上,他们往往求稳,但如果在新技术基本成熟的情况下不敢为天下先,那么我国在产业变革中又要落后于发达国家。”

  信赢分析,一些部门不敢为天下先,与体制机制有一定关系。超导电缆系统工程的一次性投入较大,长期运行后可凭借优越性能收回成本,但现行财务制度不利于这类工程的立项。干部任期制也会影响超导电网的上马,由于取得经济效益的周期较长,而干部在一个岗位上的任期较短,客观上导致其决策趋向保守。

  沪有条件率先建超导电网

  上海电缆研究所副所长宗曦华表示,沪研超导电缆要尽快应用于电网工程,确实有赖于电力部门和大型电力用户的观念。此外,应尽快开展对沪研超导电缆的全寿命周期评价,为其应用于电网示范工程做好准备。

  据介绍,上海电缆研究所牵头的“35千伏高温超导电缆系统工程应用与示范研究”项目已通过市科委验收,是国内首条、国际上第三条采用第二代高温超导带材的冷绝缘超导示范线路。它为宝钢二炼钢车间的电弧炉独立供电,已稳定运营2年。今年7月,中国电力企业联合会出具的鉴定报告显示,该产品达到国际先进水平,部分关键参数达到国际领先水平。

  “这是一个独立供电系统,还不属于电网工程。”宗曦华解释说。为了推动产业化进程,在市发改委支持下,上海电缆研究所联合上创超导、上海超导等公司,在宝山区建立了超导电缆中试基地。“我们希望明年联合上海电力部门、大型电力用户,推进用于电网的示范工程项目。”

  蔡传兵表示,超导电缆最适合用于大城市高密度用电地区,上海有条件在全国率先建设首条接入电网的高温超导电缆线路。在建设具有全球影响力的科技创新中心进程中,与会专家建议本市为超导电缆、超导电机等产品提供更大的工程应用空间,在高温超导技术的产业化大潮中占据制高点。

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