我國首條公里級高溫超導電纜示范工程啟動建設 年底掛網運行

發布日期: 2019-02-27 信息來源: 楊明麗

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221日下午,中國首條公里級高溫超導電纜示范工程啟動大會在上海寶山城市工業園區舉行。這意味著,高溫超導電纜示范工程作為上海加快超導技術產業化的重要突破口,已經做好了技術儲備、工程建設、人才團隊、產業承載的各項準備,標志著我國超導電纜實用產業化正式起步。

顛覆傳統電線電纜

高溫超導體是20世紀最偉大的發現之一?!俺繼濉筆侵改芙諧即淶牡嫉綺牧?。零電阻和抗磁性是超導體的兩個重要特性,特別是超導體的零電阻對于傳統以銅、鋁為導體的電線電纜更是顛覆性的。第二代高溫超導材料不像傳統電纜那么粗壯笨重,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,更關鍵的是,它的輸電能力比同尺寸銅導線高出百倍。另據測算,用銅或鋁導線輸電,約有10左右%的電能損耗在輸電線路上,光是在中國每年的電力損失即達上千億度。

專家解釋說,“高溫超導”的概念,并非老百姓心目中的日?!案呶隆?,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)實現零電阻,由于實現零下196攝氏度低溫環境的成本大幅降低,因此顯露出廣闊的市場空間。

近幾年上海新材料產業穩步發展,在高溫超導領域上海潛心布局十年,掌握了自主可控的核心技術。啟動大會上,承擔超導電纜研制的上海電纜研究所與上海超導、上創超導兩家超導帶材公司,與國網上海電力公司,分別簽訂了帶材供應和工程運維的合作協議。

2019年底實現掛網運行

據介紹,本次示范工程使用的高溫超導電纜將在上海電纜所超導中試基地完成一系列研制生產過程?;刈魑謔贅齔賈惺云教?,擁有可連續大長度生產的超導電纜工藝車間、超導低溫實驗室、智能化超導電纜數據中心、超導電纜電氣研究實驗室、超導高壓大廳等,為開展超導電纜產業化中試研究打下良好的基礎。該基地集高溫超導電纜系統設計、研發、生產、檢測評估及技術咨詢于一體,是目前國內唯一具備在線連續化生產大長度高溫超導電纜的單位,可為電網用戶提供超導電纜工程化應用一攬子的解決方案。

此次啟動的中國首條公里級高溫超導電纜示范工程,長度1.2公里,預計2019年底實現掛網運行,將全面、系統驗證自主高溫超導技術在超大城市中心城區與電網耦合運行的可靠性、穩定性和經濟性,積累第一手的應用數據和經驗,為推進高溫超導材料在智能電網改造中實現產業化應用推廣奠定基礎,將成為上海前沿新材料推動創新成果產業化的典型范例。

隨著示范工程的試點應用,在不久的未來,高溫超導輸電有望在上海智能電網建設上率先實現產業化推廣:一是城市電網改造和電力擴容方面,發揮高溫超導電纜載流量大、體積小的優勢,在城市老舊電網改造,尤其是狹窄空間的電力增容擴容過程中,作為更優化的解決方案;二是人口密集區電力設施建設方面,發揮高溫超導輸電基本沒有電磁輻射、系統可靠性高、節能環保等優勢,緩解群眾對變電站、變壓器、輸變電線路等電力基礎設施的抵觸心理,降低工程時間成本和實施難度。高溫超導電纜示范工程作為產業化前中試性質的示范應用,是實現超導材料在輸配電領域規?;τ玫謀賾芍?。

全球研究開發方興未艾

當前,全球范圍內較長距離高溫超導電纜的研究開發方興未艾,高溫超導電纜的實用化、商用化進程正在加速,已有多組長距離高溫超導電纜并入實際電網運行,主要集中在美國、日本、韓國、德國。目前已投運的最長高溫超導電纜位于德國埃森市,全長約為1公里,采用第一代超導材料BSCCO。

隨著全球越來越關注高溫超導輸電技術的發展,多國正在計劃開展超導電纜大規模商業化應用。如美國AMSC已經正式啟動將三大電網實現完全互聯和可再生能源發電并網的“Tres Amigas超級變電站”項目,采用高壓直流超導輸電技術實現電網互聯。韓國正在推動現有電力傳輸網采用高溫超導電纜的進程,預計在未來五年內將實現50km高溫超導電纜在實際商業電網中的使用和服務。此外,日本、德國、荷蘭、丹麥等國家也正在積極運籌本國的超導電纜規劃,構建超導電纜輸電網絡。

其實,我國自“九五”以來即開展高溫超導電纜的研究,先后研制出多條不同長度和電流的高溫超導電纜并投入實際工程運用,為我國高溫超導電纜設計、制造和運行積累了重要經驗。2013年,上海電纜研究所牽頭建成的國內首套30米、35kV、低溫絕緣高溫超導電纜在寶山鋼鐵股份有限公司掛網運行,標志著我國在實用低溫絕緣高溫超導電纜技術中獲得重大突破,成為國際上少數成功建設低溫絕緣高溫超導電纜示范工程的國家。目前國內尤其是東部沿海地區,對建設高溫超導電纜示范工程都表現出極大興趣。如南方電網已選址深圳平安大廈建設420米高溫超導輸電示范工程,并完成項目立項;天津富通百米級二代超導示范線已掛網運行;河北雄安新區亦有意向在智能電網建設中采用高溫超導輸電技術等。(北極星電力網)

 

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