上海有望建設首條接入電網的高溫超導電纜線路

今年下半年，上海電纜研究所牽頭的市科委重大項目“35千伏高溫超導電纜系統工程應用與示范研究”成果，通過中國電力企業聯合會鑒定，部分關鍵參數達到國際領先水平。與此同時，第二代高溫超導材料工業級生產線在上創超導科技有限公司建成，解決了超導電纜的材料國產化問題。

那么，全國產化超導電纜能否用于電網工程，打造載流量大、電阻幾乎為零的“超導電網”?在昨天閉幕的第四屆IEEE應用超導與電磁裝置國際會議上，專家指出，這個問題的答案“50%取決于電力部門的觀念”。

德國已建超導電纜商業線

1911年，荷蘭科學家昂內斯意外發現，將汞冷卻到零下268.95℃時，其電阻突然消失，這種現象被稱為超導電性。然而，零下268.95℃已接近絕對零度(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實驗室的柏諾茲和繆勒首次發現高溫超導材料，將臨界溫度大幅提高，使其能在低價的液氮降溫環境下達到“零電阻”。

30年過去了，經過全球科學家的努力，第二代高溫超導材料已達到市場化應用的“臨界點”。在上海大學等協辦的IEEE會議上，中、美、德、法、日等10多個國家的超導專家共同研討。德國卡爾斯魯厄大學工程物理研究所所長本納德介紹，該所與耐克森公司合作，在埃森市建成了德國首條公里級高溫超導電纜商業線，已穩定運行一年多。德國權威機構評估后認為，超導電力傳輸技術已經成熟。在本納德看來，“上海的高溫超導技術很有國際競爭力，實現產業化正是時候。而且，中國經濟發展速度比德國快，基礎設施工程更多，為超導電纜應用提供了廣闊空間。”

傳輸中沒有損耗節能顯著

與傳統的銅鋁材料電纜相比，高溫超導帶材電纜有何優勢?大會主席、上海市高溫超導重點實驗室主任蔡傳兵說，超導電纜的載流能力可以達到銅鋁導線的100多倍，而且電纜截面積較小，更適合大電流、高能量的用電場合;借助“零電阻”性能，超導電纜在傳輸過程中沒有損耗，節能效果顯著。據統計，我國電網的傳輸損耗率是8%至10%，每年損耗量相當于3個核電站的年發電量。

超導電纜也有其弱勢，如技術不夠成熟，工程建設成本較高。對此，天津大學電氣與自動化工程學院教授信贏表示，目前，我國高溫超導電纜產業化已走到一個門檻，如何跨過它，50%取決于技術改進，另外50%取決于相關部門的觀念。“我和電力公司打了10年交道，在使用新技術上，他們往往求穩，但如果在新技術基本成熟的情況下不敢為天下先，那么我國在產業變革中又要落后于發達國家。”

信贏分析，一些部門不敢為天下先，與體制機制有一定關系。超導電纜系統工程的一次性投入較大，長期運行后可憑借優越性能收回成本，但現行財務制度不利于這類工程的立項。干部任期制也會影響超導電網的上馬，由于取得經濟效益的周期較長，而干部在一個崗位上的任期較短，客觀上導致其決策趨向保守。

滬有條件率先建超導電網

上海電纜研究所副所長宗曦華表示，滬研超導電纜要盡快應用于電網工程，確實有賴于電力部門和大型電力用戶的觀念。此外，應盡快開展對滬研超導電纜的全壽命周期評價，為其應用于電網示范工程做好準備。

據介紹，上海電纜研究所牽頭的“35千伏高溫超導電纜系統工程應用與示范研究”項目已通過市科委驗收，是國內首條、國際上第三條采用第二代高溫超導帶材的冷絕緣超導示范線路。它為寶鋼二煉鋼車間的電弧爐獨立供電，已穩定運營2年。今年7月，中國電力企業聯合會出具的鑒定報告顯示，該產品達到國際先進水平，部分關鍵參數達到國際領先水平。

“這是一個獨立供電系統，還不屬于電網工程。”宗曦華解釋說。為了推動產業化進程，在市發改委支持下，上海電纜研究所聯合上創超導、上海超導等公司，在寶山區建立了超導電纜中試基地。“我們希望明年聯合上海電力部門、大型電力用戶，推進用于電網的示范工程項目。”

蔡傳兵表示，超導電纜最適合用于大城市高密度用電地區，上海有條件在全國率先建設首條接入電網的高溫超導電纜線路。在建設具有全球影響力的科技創新中心進程中，與會專家建議本市為超導電纜、超導電機等產品提供更大的工程應用空間，在高溫超導技術的產業化大潮中占據制高點。