世界第一條撐起超大城市骨干電網(wǎng)的公里級高溫超導(dǎo)電纜示范線在上海建設(shè)2年后，已經(jīng)進(jìn)入最后沖刺階段。記者從權(quán)威部門獲悉，這條1.2公里長的國產(chǎn)超導(dǎo)電纜預(yù)計年內(nèi)可掛網(wǎng)送電，將在線路長度、載流量和應(yīng)用場景等多項指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先，對高溫超導(dǎo)輸電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。
那么什么是超導(dǎo)電纜？為何示范項目定為1.2公里？超導(dǎo)電纜距離普通人有多遠(yuǎn)？
為何是1.2公里？
超導(dǎo)電纜是一種采用無阻超導(dǎo)材料作為導(dǎo)電體并能傳輸大電流的電力設(shè)施，具備損耗低、容量大、體積小、無污染等優(yōu)點(diǎn)。奧盛集團(tuán)上海國際超導(dǎo)科技有限公司副總經(jīng)理張喜澤告訴記者，在35千伏的設(shè)計電壓下，一根超導(dǎo)電纜能輸送超過2000安培的大電流，抵得上4-6根傳統(tǒng)35千伏大截面常規(guī)電纜。
這樣的特點(diǎn)讓超導(dǎo)電纜在城市電網(wǎng)改造、狹窄走廊主干電網(wǎng)、需求特殊且常規(guī)技術(shù)難以解決的場合成為一種全新的解決思路。比如在上海這樣寸土寸金的超大城市，中心城區(qū)再要拓展輸電通道已非常困難。而超導(dǎo)電纜強(qiáng)大輸電能力能有效減少對土地和地下管廊的占用，還兼?zhèn)鋼p耗低、體積小、無污染等優(yōu)點(diǎn)，成為解決這一難題的上佳選擇。
超導(dǎo)電纜生產(chǎn)車間
從世界范圍來看，超導(dǎo)技術(shù)是具有戰(zhàn)略意義的前沿引領(lǐng)技術(shù)，隨著城市化和工業(yè)化的飛速發(fā)展，在城市電網(wǎng)改造、磁懸浮交通、大科學(xué)裝置等領(lǐng)域都展現(xiàn)出廣泛應(yīng)用前景。尤其是高溫超導(dǎo)輸電，被譽(yù)為本世紀(jì)電力行業(yè)的一場革命，將會是21世紀(jì)最具潛力的電力應(yīng)用技術(shù)。
當(dāng)前，全球范圍內(nèi)較長距離高溫超導(dǎo)電纜的研究開發(fā)方興未艾，高溫超導(dǎo)電纜的實用化、商用化進(jìn)程正在加速，已有多組長距離高溫超導(dǎo)電纜并入實際電網(wǎng)運(yùn)行，主要集中在美國、日本、韓國、德國。目前已投運(yùn)的最長高溫超導(dǎo)電纜位于德國及韓國，全長約為1公里。
1公里左右的長度并非巧合，而是因為技術(shù)限制。張喜澤解釋，受生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸?shù)鹊闹萍s，目前能生產(chǎn)的單根高壓超導(dǎo)電纜長度在500米左右，一公里長度的敷設(shè)需要兩根超導(dǎo)電纜連接。連接技術(shù)是目前限制超導(dǎo)電纜長度的重要制約因素之一。
目前，國際超導(dǎo)公司已經(jīng)攻克了雙接頭技術(shù)，即可以實現(xiàn)三段超導(dǎo)電纜連接。“實話說，1.2公里還是1.5公里對我們來說沒有什么差別”。如果1.2公里示范項目成功，將系統(tǒng)驗證高溫超導(dǎo)電纜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，對高溫超導(dǎo)輸電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。張喜澤總結(jié)：“有無領(lǐng)先技術(shù)是參與國際合作的關(guān)鍵”，示范項目的驗證結(jié)果將大大增強(qiáng)我國在全球超導(dǎo)領(lǐng)域的話語權(quán)和影響力。
“這在世界上也是絕無僅有的”
我國自“九五”以來即開展高溫超導(dǎo)電纜的研究，時間上略晚于世界先進(jìn)國家。張喜澤回憶，當(dāng)年他們曾希望通過“引進(jìn)消化再創(chuàng)新”的方式，盡快在超導(dǎo)領(lǐng)域取得突破。但和國外超導(dǎo)領(lǐng)軍企業(yè)聯(lián)系后發(fā)現(xiàn)，對方不僅不賣核心技術(shù)和裝備，甚至連材料也不太愿意賣。2006-2007年左右，他們才成功從國外高價購買了一批超導(dǎo)材料進(jìn)行研究。
目前我國的超導(dǎo)材料、超導(dǎo)電纜產(chǎn)業(yè)化水平已經(jīng)走在了世界前列。特別是上海市形成了一支從材料生產(chǎn)、低溫制冷、電纜集成到電纜應(yīng)用完整產(chǎn)業(yè)鏈的團(tuán)隊。張喜澤說，“在同一個城市具備這么完整的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，這在世界上大概也是絕無僅有的”。
迄今為止，漫長的研發(fā)過程磨礪著張喜澤和團(tuán)隊，也使得他們明白高新技術(shù)的創(chuàng)新還是要靠自己?！拔覀儾皇菫榱穗y而難”，他們的研發(fā)思路十分明確，超導(dǎo)電纜的研發(fā)不僅要自主創(chuàng)新，而且要能夠適應(yīng)城市的復(fù)雜環(huán)境，“只有這樣才能產(chǎn)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”，這種研發(fā)思路始終貫穿在漫長的研發(fā)歷程中。
上海1.2公里超導(dǎo)電纜示范線項目正是由國網(wǎng)上海市電力公司和張喜澤所在公司牽頭建設(shè)，項目選址在上海市徐匯區(qū)，由超導(dǎo)電纜聯(lián)結(jié)起兩座220千伏變電站，完全由上海企業(yè)和科研人員自主研發(fā)、制造、敷設(shè)、驗證的線路。張喜澤透露，重負(fù)載城區(qū)變電站之間的距離很多都在2-5公里左右，這個距離基本在目前掌握的技術(shù)范圍內(nèi)。這也意味著，距離普通人享受到超導(dǎo)電纜帶來的便利、潔凈的電力資源已經(jīng)為時不遠(yuǎn)。
國家工信部、上海市委、市政府也高度關(guān)注和支持高溫超導(dǎo)等國際前沿技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。張喜澤感慨，“我們畢竟是在一個公司，近二十年幾乎沒有直接經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，大家的壓力都很大”，政府的支持是超導(dǎo)技術(shù)研發(fā)發(fā)展的重要因素。日前，上海國際超導(dǎo)科技有限公司還入圍了第23屆中國國際工業(yè)博覽會CIIF大獎，入圍榜單旨在以榜樣的力量促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)互鑒、協(xié)作，助推產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和產(chǎn)業(yè)生態(tài)繁榮。張喜澤也說，“這對我們來說是一種強(qiáng)有力的精神鼓舞”。
科技創(chuàng)新沒有止境。隨著全球越來越關(guān)注高溫超導(dǎo)輸電技術(shù)的發(fā)展，多國正在計劃開展超導(dǎo)電纜大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。如德國計劃在十四五推進(jìn)一項名稱為“Super Link”的超導(dǎo)電纜工程項目，探索12公里長超導(dǎo)電纜工程建設(shè)的可行性。此外，美國、日本、荷蘭、丹麥等國家也正在積極運(yùn)籌本國的超導(dǎo)電纜規(guī)劃，構(gòu)建超導(dǎo)電纜輸電網(wǎng)絡(luò)。
在這一背景下，上海市經(jīng)信委也表示，公里級超導(dǎo)電纜全球“第一線”建成后，上海將依托長三角，籌建高溫超導(dǎo)制造業(yè)創(chuàng)新中心，打造高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)高地，全力推動實現(xiàn)長三角地區(qū)制造業(yè)高端轉(zhuǎn)型和跨越式發(fā)展。
