據(jù)悉，國(guó)網(wǎng)天津電力公司的世界首臺(tái)220KV超導(dǎo)限流器項(xiàng)目即將掛網(wǎng)運(yùn)行，這是我國(guó)超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)繼云南普吉和甘肅白銀兩大項(xiàng)目之后在電網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的又一重大突破，這也意味著超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在加快。
超導(dǎo)材料是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以及排斥磁力線的性質(zhì)的材料，其在智能電網(wǎng)，城市電力擴(kuò)容等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，超導(dǎo)市場(chǎng)有著千億級(jí)的潛在規(guī)模，超導(dǎo)材料占比30%-40%。其中，“超導(dǎo)限流器潛在市場(chǎng)巨大，因?yàn)槌瑢?dǎo)限流器是目前唯一能解決短路電流過大且保護(hù)電路的產(chǎn)品，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)超導(dǎo)材料主要依賴美日進(jìn)口，超導(dǎo)材料占超導(dǎo)產(chǎn)品成本的50%左右。因此，超導(dǎo)材料的國(guó)產(chǎn)化將成為國(guó)內(nèi)超導(dǎo)行業(yè)發(fā)展的焦點(diǎn)。”一位業(yè)內(nèi)分析人士說。
超導(dǎo)材料應(yīng)用前景廣闊
在全球范圍內(nèi)，智能電網(wǎng)正迎來投資熱潮，而智能電網(wǎng)也是我國(guó)“十二五”期間發(fā)展的重點(diǎn)之一。據(jù)業(yè)界人士介紹，在大規(guī)模建設(shè)智能電網(wǎng)過程中，超導(dǎo)是關(guān)鍵技術(shù)。如果超導(dǎo)電纜等的價(jià)格具有足夠的吸引力，就將進(jìn)入智能電網(wǎng)的商業(yè)化應(yīng)用，前景非常廣闊。為此，上海市在2010年5月發(fā)布的《上海推進(jìn)智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案(2010-2012年)》中，明確提出超導(dǎo)限流器是上海市智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。
除此之外，由于占地空間小、開挖鋪設(shè)工作量小，高溫超導(dǎo)電纜近期也被納入向超大城市中心送電的考慮范圍。專家表示，華東、華南許多大型城市目前已面臨這樣的問題：城市擴(kuò)容太快，用電量猛增，輸電線纜嚴(yán)重飽和，但市區(qū)內(nèi)新建高壓架空線已不可能。并且我國(guó)城市建設(shè)地下管道系統(tǒng)規(guī)劃水平落后，再鋪設(shè)大容量的電纜也有很大難度。“與常規(guī)電纜相比，高溫超導(dǎo)線纜的輸電能力高出3-5倍。”
專家認(rèn)為，第二代高溫超導(dǎo)帶材產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)以后，可有效解決人口密集的大都市圈電力擴(kuò)容問題，并改善供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。目前國(guó)際上第二代高溫超導(dǎo)帶材即將進(jìn)入大規(guī)模市場(chǎng)化應(yīng)用，我國(guó)大力介入這一領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)恰逢其時(shí)。
另外，“在剛起步的高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，行業(yè)普遍預(yù)計(jì)限流器是超導(dǎo)行業(yè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化最早、市場(chǎng)前景最明確的超導(dǎo)應(yīng)用。因?yàn)樵诟骶W(wǎng)的輸配電都要用到它。” 國(guó)內(nèi)一家超導(dǎo)線材制造商表示。
業(yè)內(nèi)人士指出，超導(dǎo)限流器是目前唯一能解決短路電流過大，并且保護(hù)電路的產(chǎn)品。按照“十二五”規(guī)劃中，短路電流超過100KA的變電站數(shù)量測(cè)算，到2020年，我國(guó)超導(dǎo)限流器潛在市場(chǎng)容量2000億元。
多方發(fā)力 超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展
據(jù)悉，超導(dǎo)材料作為一種高科技產(chǎn)品，我國(guó)在研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化布局方面都在穩(wěn)步推進(jìn)，這為超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)化的加速到來奠定了基礎(chǔ)。
例如，據(jù)悉，國(guó)網(wǎng)天津電力公司的世界首臺(tái)220KV超導(dǎo)限流器項(xiàng)目即將掛網(wǎng)運(yùn)行，這是我國(guó)超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)繼云南普吉和甘肅白銀兩大項(xiàng)目之后在電網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的又一重大突破，意味著超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在加快。
據(jù)了解，220KV超導(dǎo)限流器項(xiàng)目自2007年啟動(dòng)以來，經(jīng)過幾年的設(shè)備研制，現(xiàn)已成功進(jìn)入實(shí)驗(yàn)運(yùn)行階段。目前，參與該項(xiàng)目的有技術(shù)方云南英納超導(dǎo)公司和設(shè)備方天津百利電氣。
此外，國(guó)家電網(wǎng)正在籌建一條長(zhǎng)約1公里、110kv高溫超導(dǎo)電纜示范項(xiàng)目，計(jì)劃2012年建成，這都對(duì)整個(gè)超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)形成刺激。
“目前我們正為一公里工程做一些技術(shù)儲(chǔ)備，包括測(cè)試平臺(tái)建設(shè)、相關(guān)技術(shù)研發(fā)、原理樣機(jī)設(shè)計(jì)等。”中國(guó)電科院超導(dǎo)電力研究所所長(zhǎng)來小康說。進(jìn)行超導(dǎo)試驗(yàn)工程目的是盡量多地應(yīng)用超導(dǎo)技術(shù)，通過使用檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)更好的技術(shù)方向，從而刺激超導(dǎo)材料和技術(shù)加速發(fā)展。
不過，來小康表示，現(xiàn)在超導(dǎo)線材價(jià)格比起傳統(tǒng)線纜，價(jià)格過高，尚不具備大規(guī)模商業(yè)推廣的條件。
“就像電動(dòng)汽車一樣，雖然比燃油汽車貴，但是我們不能等待，必須逐步發(fā)展，否則技術(shù)就難以進(jìn)步。”來小康說，雖然現(xiàn)在不具備產(chǎn)業(yè)化的條件，但這是一個(gè)發(fā)展方向，一定要通過擴(kuò)大示范來刺激技術(shù)發(fā)展，從而推動(dòng)整個(gè)超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入良性發(fā)展循環(huán)。
“發(fā)展超導(dǎo)材料就像長(zhǎng)跑，必須持續(xù)跟蹤國(guó)際先進(jìn)水平和盡量跟上國(guó)際水平，通過不斷應(yīng)用激勵(lì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”來小康說。
積極拓展國(guó)際合作及應(yīng)用
目前我國(guó)一些高端超導(dǎo)材料已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。據(jù)悉，近期我國(guó)承擔(dān)的國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃任務(wù)中的首個(gè)導(dǎo)體采購(gòu)包已經(jīng)完成，即將交付。
相關(guān)專家表示，ITER耗資100多億歐元，吸引了世界頂尖科學(xué)家參加。
中國(guó)研制的ITER超導(dǎo)導(dǎo)體、屏蔽包層等部件的性能在七個(gè)參與方中處于領(lǐng)先地位，部分采購(gòu)包進(jìn)展處于前列。
除去上述國(guó)際科研項(xiàng)目外，目前我國(guó)超導(dǎo)材料在電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用才剛剛拉開帷幕，目前主要應(yīng)用在超導(dǎo)限流器。
超導(dǎo)限流器用于短路電流，后者是指電網(wǎng)在某一點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，有可能通過的最大電流。超導(dǎo)限流器可以減小短路對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的損失。隨著電網(wǎng)電壓等級(jí)的提高、電網(wǎng)互連的程度提高，限制短路電流成為當(dāng)務(wù)之急。電網(wǎng)短路電流超標(biāo)以珠三角和長(zhǎng)三角地區(qū)最為嚴(yán)重。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，超導(dǎo)限流器將最先在南方電網(wǎng)和華東電網(wǎng)得到使用。
上市公司百利電氣有關(guān)人士認(rèn)為，超導(dǎo)限流器是智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵設(shè)備。智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性是智能電網(wǎng)建設(shè)的重中之重，超導(dǎo)限流器可以有效提高智能電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。
2006 年，英納超導(dǎo)和云南電力集團(tuán)控股的云電英納主持研制的三相30m、2kA/35kV 高溫超導(dǎo)電纜在昆明220kv 普吉變電站并網(wǎng)運(yùn)行，這也是世界上第三組并網(wǎng)運(yùn)行的高溫超導(dǎo)電纜系統(tǒng)。
2011年4月，由我國(guó)完全自主研制的世界首座超導(dǎo)變電站在甘肅省白銀市正式投入電網(wǎng)運(yùn)行，又為超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化打下非常重要的基礎(chǔ)。中科院電工研究所所長(zhǎng)肖立業(yè)表示，超導(dǎo)變電站的建成是近10年來我國(guó)在超導(dǎo)電力技術(shù)領(lǐng)域最新、最先進(jìn)的研究開發(fā)成果的集中體現(xiàn)，在核心、關(guān)鍵技術(shù)上取得了一系列突破。