夢想：超導材料用在智能電網(wǎng)上

 對于超導的第一印象，許多人還停留在中小學物理課本上：超低溫的環(huán)境中，材料能實現(xiàn)零電阻。可這個神奇的技術(shù)，要大規(guī)模應(yīng)用到電網(wǎng)建設(shè)，似乎還很遙遠。

夢想能否在上海實現(xiàn)?記者日前采訪獲悉，隨著國內(nèi)外對于超導材料研究的加速，上海第二代高溫超導材料攻關(guān)正進入關(guān)鍵期，若能形成技術(shù)突破，有望追趕國際先進水平，推動超導材料在智能電網(wǎng)、發(fā)電機組、磁浮列車、雷達和遙感等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，從而打開藍海市場。

在上海超導公司、上創(chuàng)超導公司等近兩年新成立的超導帶材產(chǎn)業(yè)攻關(guān)基地，記者領(lǐng)略了第二代高溫超導材料的“神奇”—它不像傳統(tǒng)電纜那么粗壯笨重，核心傳導層薄如蟬翼，輕若鴻毛。1000米的超導帶材，就像皮尺一樣，可盤卷起來，一個人就可以輕松拿起，更關(guān)鍵的是，它的輸電能力比同尺寸銅導線高出百倍。

上海超導公司首席科學家李貽杰教授告訴記者，“高溫超導”的概念，并非老百姓心目中的日常“高溫”，而是指相對于零下270攝氏度的低溫超導而言，高溫超導能在零下196攝氏度(77K)實現(xiàn)零電阻，由于實現(xiàn)零下196攝氏度低溫環(huán)境的成本大幅降低，因此顯露出廣闊的市場空間。

以電網(wǎng)改造為例，2008年全國社會用電總量近35000億度，按目前中國輸電損耗率為8%—9%計算，中國每年損耗高達3000億度，相當于3個投資在1200億元以上的核電站總發(fā)電量。而上海市用電量約占全國的3.6%，每年損耗將達到112億度電，折合人民幣100多億元。可以想象，如果使用超導電纜來替代傳統(tǒng)的高壓輸電線，節(jié)省的費用將會十分驚人。據(jù)了解，在美國，超導電網(wǎng)的改造已經(jīng)開始，2008年4月，美國紐約長島的世界上第一條商業(yè)化高溫超導電纜投入運行。上海近年來也在示范應(yīng)用上加大力度，上海電纜研究所于2011年組織了多家單位開展超導電纜示范工程項目的建設(shè)，在超導電纜成果轉(zhuǎn)化方面向前邁出了堅實的一步。

當然，讓超導材料邁過產(chǎn)業(yè)化門檻的過程并不簡單，國內(nèi)外技術(shù)競爭也日益激烈。市經(jīng)信委總工程師馬靜表示，上海正處于從小試到中試放大的階段，由一批海歸科學家和高校教授領(lǐng)銜，與社會資本相結(jié)合，分別按照“物理法”、“化學法”不同的技術(shù)路線進行產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)，力爭“抄小路”趕超國內(nèi)外同行。“雖然長期來看，大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還要經(jīng)歷較長過程，但突破產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)這一步若實現(xiàn)領(lǐng)先，對整個智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意義是非常深遠的”。

超導攻關(guān)每一步向前，都不容易。李貽杰介紹，依托上海交大的科研團隊，經(jīng)過潛心研究公關(guān)，上海超導公司已實現(xiàn)基帶國產(chǎn)化目標，并于去年10月用實驗室小型裝置在自制基帶上制備出150米長、能傳輸500安培的高溫超導帶材，目前公司已完成公里級生產(chǎn)線500平方米潔凈廠房建設(shè)，首條生產(chǎn)線一半基于自主裝備，公里級帶材生產(chǎn)線已經(jīng)投產(chǎn)，有望年底推出產(chǎn)品。明年生產(chǎn)線擴建后，將實現(xiàn)年產(chǎn)帶材300千米。上海超導公司副總經(jīng)理洪智勇表示，在大規(guī)模應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)之前，高溫超導也能夠在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用，充分“試水”商業(yè)化。

例如，公司已開始研發(fā)超導感應(yīng)加熱器，可在冶金領(lǐng)域?qū)︺~鋁的物質(zhì)加熱，由于超導體的零電阻特性，其效率可以達到90%以上，遠遠超出常規(guī)感應(yīng)加熱設(shè)備50%的效率，這一設(shè)備有望在近期推向市場。

作為上海浦江學者之一，從海外歸來的上創(chuàng)超導公司副總經(jīng)理兼技術(shù)總監(jiān)蔡傳兵教授表示，第二代超導帶材就技術(shù)而言，中國與國外的差距并不算大，上海的大學目前已經(jīng)形成12項自主知識產(chǎn)權(quán)成果，并自主研發(fā)國內(nèi)首臺化學動態(tài)涂層系統(tǒng)，利用自主設(shè)計的連續(xù)化動態(tài)沉積系統(tǒng)，走通了第二代高溫超導帶材的低成本技術(shù)路線。“讓我們有信心的是，上海有著雄厚的超導上下游工業(yè)基礎(chǔ)。在上游，我們與金山格林賽公司、上海化工研究院等合作，持續(xù)降低原材料成本;在下游，我們與包括上海電纜研究所、上海電纜廠、上海電機廠等合作，不斷推動新技術(shù)在下游領(lǐng)域的應(yīng)用。大家一起努力，盡快形成上海超導研究的產(chǎn)業(yè)鏈集群。”

盡管成立時間只有兩三年，技術(shù)路線不一，但在上海超導公司和上創(chuàng)超導公司，記者都看到了精干而高效率的研發(fā)隊伍，科研人員的比率均達到70%—80%，海歸學者領(lǐng)銜、高校專家助陣、中青年學者擔當骨干的層次明晰的研發(fā)隊伍干勁十足，不分晝夜加快攻關(guān)，產(chǎn)業(yè)鏈下游的應(yīng)用企業(yè)也整裝待發(fā)，一個全新的產(chǎn)業(yè)鏈集群雛形開始在上海出現(xiàn)。