那么,全國(guó)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(guó)際會(huì)議上,專家指出,這個(gè)問(wèn)題的答案“50%取決于電力部門(mén)的觀念”。
德國(guó)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(duì)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(guò)去了,經(jīng)過(guò)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(chǎng)化應(yīng)用的“臨界點(diǎn)”。在上海大學(xué)等協(xié)辦的IEEE會(huì)議上,中、美、德、法、日等10多個(gè)國(guó)家的超導(dǎo)專家共同研討。德國(guó)卡爾斯魯厄大學(xué)工程物理研究所所長(zhǎng)本納德介紹,該所與耐克森公司合作,在埃森市建成了德國(guó)首條公里級(jí)高溫超導(dǎo)電纜商業(yè)線,已穩(wěn)定運(yùn)行一年多。德國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)評(píng)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(lái),“上海的高溫超導(dǎo)技術(shù)很有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化正是時(shí)候。而且,中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度比德國(guó)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。”
傳輸中沒(méi)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(shì)?大會(huì)主席、上海市高溫超導(dǎo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任蔡傳兵說(shuō),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(chǎng)合;借助“零電阻”性能,超導(dǎo)電纜在傳輸過(guò)程中沒(méi)有損耗,節(jié)能效果顯著。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)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(shì),如技術(shù)不夠成熟,工程建設(shè)成本較高。對(duì)此,天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院教授信贏表示,目前,我國(guó)高溫超導(dǎo)電纜產(chǎn)業(yè)化已走到一個(gè)門(mén)檻,如何跨過(guò)它,50%取決于技術(shù)改進(jìn),另外50%取決于相關(guān)部門(mén)的觀念。“我和電力公司打了10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(guó)在產(chǎn)業(yè)變革中又要落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。”
信贏分析,一些部門(mén)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(zhǎng)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(huì)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(zhǎng),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(zhǎng)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(mén)和大型電力用戶的觀念。此外,應(yīng)盡快開(kāi)展對(duì)滬研超導(dǎo)電纜的全壽命周期評(píng)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(guò)市科委驗(yàn)收,是國(guó)內(nèi)首條、國(guó)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(yíng)2年。今年7月,中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)出具的鑒定報(bào)告顯示,該產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,部分關(guān)鍵參數(shù)達(dá)到國(guó)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(shuō)。為了推動(dòng)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。“我們希望明年聯(lián)合上海電力部門(mén)、大型電力用戶,推進(jìn)用于電網(wǎng)的示范工程項(xiàng)目。”
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(guó)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(huì)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)。