夢(mèng)想：超導(dǎo)材料用在智能電網(wǎng)上

 對(duì)于超導(dǎo)的第一印象，許多人還停留在中小學(xué)物理課本上：超低溫的環(huán)境中，材料能實(shí)現(xiàn)零電阻。可這個(gè)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(yuǎn)。

夢(mèng)想能否在上海實(shí)現(xiàn)?記者日前采訪獲悉，隨著國內(nèi)外對(duì)于超導(dǎo)材料研究的加速，上海第二代高溫超導(dǎo)材料攻關(guān)正進(jìn)入關(guān)鍵期，若能形成技術(shù)突破，有望追趕國際先進(jìn)水平，推動(dòng)超導(dǎo)材料在智能電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)組、磁浮列車、雷達(dá)和遙感等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，從而打開藍(lán)海市場(chǎng)。

在上海超導(dǎo)公司、上創(chuàng)超導(dǎo)公司等近兩年新成立的超導(dǎo)帶材產(chǎn)業(yè)攻關(guān)基地，記者領(lǐng)略了第二代高溫超導(dǎo)材料的“神奇”—它不像傳統(tǒng)電纜那么粗壯笨重，核心傳導(dǎo)層薄如蟬翼，輕若鴻毛。1000米的超導(dǎo)帶材，就像皮尺一樣，可盤卷起來，一個(gè)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(dǎo)線高出百倍。

上海超導(dǎo)公司首席科學(xué)家李貽杰教授告訴記者，“高溫超導(dǎo)”的概念，并非老百姓心目中的日常“高溫”，而是指相對(duì)于零下270攝氏度的低溫超導(dǎo)而言，高溫超導(dǎo)能在零下196攝氏度(77K)實(shí)現(xiàn)零電阻，由于實(shí)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(chǎng)空間。

以電網(wǎng)改造為例，2008年全國社會(huì)用電總量近35000億度，按目前中國輸電損耗率為8%—9%計(jì)算，中國每年損耗高達(dá)3000億度，相當(dāng)于3個(gè)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(dá)到112億度電，折合人民幣100多億元?？梢韵胂螅绻褂贸瑢?dǎo)電纜來替代傳統(tǒng)的高壓輸電線，節(jié)省的費(fèi)用將會(huì)十分驚人。據(jù)了解，在美國，超導(dǎo)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(dǎo)電纜投入運(yùn)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(dǎo)電纜示范工程項(xiàng)目的建設(shè)，在超導(dǎo)電纜成果轉(zhuǎn)化方面向前邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

當(dāng)然，讓超導(dǎo)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(jìng)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(xué)家和高校教授領(lǐng)銜，與社會(huì)資本相結(jié)合，分別按照“物理法”、“化學(xué)法”不同的技術(shù)路線進(jìn)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(shí)現(xiàn)領(lǐng)先，對(duì)整個(gè)智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意義是非常深遠(yuǎn)的”。

超導(dǎo)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(tuán)隊(duì)，經(jīng)過潛心研究公關(guān)，上海超導(dǎo)公司已實(shí)現(xiàn)基帶國產(chǎn)化目標(biāo)，并于去年10月用實(shí)驗(yàn)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(dǎo)帶材，目前公司已完成公里級(jí)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(jí)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(kuò)建后，將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)帶材300千米。上海超導(dǎo)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(dǎo)也能夠在多個(gè)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(dǎo)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(dǎo)體的零電阻特性，其效率可以達(dá)到90%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(chǎng)。

作為上海浦江學(xué)者之一，從海外歸來的上創(chuàng)超導(dǎo)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(dǎo)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(xué)目前已經(jīng)形成12項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果，并自主研發(fā)國內(nèi)首臺(tái)化學(xué)動(dòng)態(tài)涂層系統(tǒng)，利用自主設(shè)計(jì)的連續(xù)化動(dòng)態(tài)沉積系統(tǒng)，走通了第二代高溫超導(dǎo)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(dǎo)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(jī)廠等合作，不斷推動(dòng)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(dǎo)研究的產(chǎn)業(yè)鏈集群。”

盡管成立時(shí)間只有兩三年，技術(shù)路線不一，但在上海超導(dǎo)公司和上創(chuàng)超導(dǎo)公司，記者都看到了精干而高效率的研發(fā)隊(duì)伍，科研人員的比率均達(dá)到70%—80%，海歸學(xué)者領(lǐng)銜、高校專家助陣、中青年學(xué)者擔(dān)當(dāng)骨干的層次明晰的研發(fā)隊(duì)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(gè)全新的產(chǎn)業(yè)鏈集群雛形開始在上海出現(xiàn)。