據(jù)悉，國網(wǎng)天津電力公司的世界首臺220KV超導(dǎo)限流器項目即將掛網(wǎng)運行，這是我國超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)繼云南普吉和甘肅白銀兩大項目之后在電網(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)，城市電力擴容等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
據(jù)有關(guān)機構(gòu)預(yù)測，超導(dǎo)市場有著千億級的潛在規(guī)模，超導(dǎo)材料占比30%-40%。其中，“超導(dǎo)限流器潛在市場巨大，因為超導(dǎo)限流器是目前唯一能解決短路電流過大且保護電路的產(chǎn)品，現(xiàn)在國內(nèi)超導(dǎo)材料主要依賴美日進口，超導(dǎo)材料占超導(dǎo)產(chǎn)品成本的50%左右。因此，超導(dǎo)材料的國產(chǎn)化將成為國內(nèi)超導(dǎo)行業(yè)發(fā)展的焦點。”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“十二五”期間發(fā)展的重點之一。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)電纜等的價格具有足夠的吸引力，就將進入智能電網(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《上海推進智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案(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。
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：城市擴容太快，用電量猛增，輸電線纜嚴重飽和，但市區(qū)內(nèi)新建高壓架空線已不可能。并且我國城市建設(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容問題，并改善供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。目前國際上第二代高溫超導(dǎo)帶材即將進入大規(guī)模市場化應(yīng)用，我國大力介入這一領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)恰逢其時。
另外，“在剛起步的高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)當中，行業(yè)普遍預(yù)計限流器是超導(dǎo)行業(yè)實現(xiàn)商業(yè)化最早、市場前景最明確的超導(dǎo)應(yīng)用。因為在各網(wǎng)的輸配電都要用到它。” 國內(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)量測算，到2020年，我國超導(dǎo)限流器潛在市場容量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，我國在研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化布局方面都在穩(wěn)步推進，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，國網(wǎng)天津電力公司的世界首臺220KV超導(dǎo)限流器項目即將掛網(wǎng)運行，這是我國超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)繼云南普吉和甘肅白銀兩大項目之后在電網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的又一重大突破，意味著超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化進程正在加快。
據(jù)了解，220KV超導(dǎo)限流器項目自2007年啟動以來，經(jīng)過幾年的設(shè)備研制，現(xiàn)已成功進入實驗運行階段。目前，參與該項目的有技術(shù)方云南英納超導(dǎo)公司和設(shè)備方天津百利電氣。
此外，國家電網(wǎng)正在籌建一條長約1公里、110kv高溫超導(dǎo)電纜示范項目，計劃2012年建成，這都對整個超導(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)儲備，包括測試平臺建設(shè)、相關(guān)技術(shù)研發(fā)、原理樣機設(shè)計等。”中國電科院超導(dǎo)電力研究所所長來小康說。進行超導(dǎo)試驗工程目的是盡量多地應(yīng)用超導(dǎo)技術(shù)，通過使用檢測技術(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)線材價格比起傳統(tǒng)線纜，價格過高，尚不具備大規(guī)模商業(yè)推廣的條件。
“就像電動汽車一樣，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，但這是一個發(fā)展方向，一定要通過擴大示范來刺激技術(shù)發(fā)展，從而推動整個超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)進入良性發(fā)展循環(huán)。
“發(fā)展超導(dǎo)材料就像長跑，必須持續(xù)跟蹤國際先進水平和盡量跟上國際水平，通過不斷應(yīng)用激勵產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”來小康說。
積極拓展國際合作及應(yīng)用
目前我國一些高端超導(dǎo)材料已經(jīng)進入國際市場。據(jù)悉，近期我國承擔的國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃任務(wù)中的首個導(dǎo)體采購包已經(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家參加。
中國研制的ITER超導(dǎo)導(dǎo)體、屏蔽包層等部件的性能在七個參與方中處于領(lǐng)先地位，部分采購包進展處于前列。
除去上述國際科研項目外，目前我國超導(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)在某一點發(fā)生短路時，有可能通過的最大電流。超導(dǎo)限流器可以減小短路對電網(wǎng)設(shè)備的損失。隨著電網(wǎng)電壓等級的提高、電網(wǎng)互連的程度提高，限制短路電流成為當務(wù)之急。電網(wǎng)短路電流超標以珠三角和長三角地區(qū)最為嚴重。業(yè)內(nèi)人士認為，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)運行，這也是世界上第三組并網(wǎng)運行的高溫超導(dǎo)電纜系統(tǒng)。
2011年4月，由我國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肖立業(yè)表示，超導(dǎo)變電站的建成是近10年來我國在超導(dǎo)電力技術(shù)領(lǐng)域最新、最先進的研究開發(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。