超导输电到底是什么?在其发出之后很多人都在讨论,首当其冲的就是特高压技术。
在上个世纪时,国内电力运输还是一个大问题。很多人都有这样的感受,停电是常态,稳定电压才是意外。
用电需求最高的地方集中在中东部,但发电大多都是在我国西北地区。山西陕西煤炭资源多,西北、内蒙古光伏、风能资源多。
发的电因为不能远距离运输,就导致一些地方电力用不了,一些地方却用不上电。如何来解决电能供应,成为了亟待解决的难题。
那个时候我国没有有关技术,只能从西方引进500kV输变电技术。但随着我们国家经济的飞速发展,500kV输变电技术已跟不上节奏了,再进一步,就是特高压技术。
特高压,这个困惑世界已久的难题,西方国家都开展过相关实验,但均以失败告终。我国在研发的时候,面临着的是世界难题的天花板,就像是翻不过去的那座山一样。
但我们不得不去做,因为基本国情在这放着,要想让全国电力系统得到保障,那就要解决远距离输电的问题。
欧姆定律让我们大家都知道,电流在传输中会出现一定的损耗。传输距离越远,损耗越大,上千公里的电流损耗能够达到20%或者更多。
2000年,有关部门先后组织几十家科研机构及高校,几百家设备制造企业,出了几千套方案,在前无古人的情况下,一举突破了世界纪录。
输变电技术最高500kV,而我国自主研制的可达到±800kV,我国还改进研发了特高压节能导线%。
可能大家对这一个数字没有概念,就这么说吧,单是这2.5%的提升,就将我国输电损耗每年降低了几十亿度。
毫无疑问,在整个世界范围内,我国的特高压技术就是最厉害的!这个技术不仅我国在大范围普及,还出口到了其他几个国家,更解气的是,我国拥有特高压全部专利使用权,换而言之,中国的标准就是世界的标准。
现在,全球168个国家与国家电网签订了技术领域合作协议,特高压输电就是目前输电技术的天花板,然而,关于超导输电的信息近两年来一直在不断刷屏,它的出现,预示着更新一代的输电技术出现了。
前文说到,不管是过去还是现在,远距离输电由于距离和材料的原因都一定会出现电力损耗的现象。
所谓超导,就是在特定条件下电阻为零的现象。1911年,人类在金属汞上面发现了超导现象,这个现象足够振奋人心。
试想一下,新能源电动汽车充电五分钟就能够行驶两千公里;磁悬浮列车成为日常,手机也能够直接进行超级算力,电力无损耗传输......
这简直就是科幻中的场景,但超导的发现,却可以让这个想象变成可能。于是在接下来的很长时间中,许多国家都在努力研发超导输电。
然而,大范围超导输电都只能存在人们的幻想之中,真正的完成的范围只有一方小实验室。
这是因为,科学家发现大多金属只要在低温状态下,都能呈现出超导特性。也就是说,超导输电其实没什么技术上的含金量,只要将超导体降到零界温度。
这项发现令人无语凝噎,敢情要实现超导输电,就一定要保证超导体长期处在绝对低温状态,外界这温度千变万化,研究了这么多年,回首就像是一场梦似的。
让超导体保持低温那是不可能的,但人类能研发室温超导啊,于是多年来,各国都在吭哧吭哧搞超导输电技术,美国、俄罗斯、韩国都去参加了,当然,我国也在加紧研发。
从去年开始,关于室温超导的线月,美国物理学会“三月会议”中,美国罗切斯特大学迪亚斯教授宣称,他们在1GPa(约1万个标准大气压)下,实现了294K(21℃)的室温超导。
室温超导难题被攻克了?如果被攻克,那这将是百年超导史上最重要的突破之一。可在吸引了大量学者和产业、金融界人士之后,人们发现此次论文的漏洞百出。
数据处理方式不合常规、不愿共享样品、另一个团队未曾发现高压超导的迹象......这都说明了,美国这项成果是不可靠的,更戏剧的是,迪亚斯的论文被撤稿了。
而后在2023年的七月份,韩国科学家团队发现了全球首个室温超导材料,引得中科院物理所的小编都“前排吃瓜”。
抱着怀疑的态度了解之后,发现韩国果然没让别人失望,南京大学物理学院教授表示,在仔细分析之后,判断这个所谓的超导非常有可能是个假象。
韩国撤回论文用的理由也非常绝,他们宣称,论文是团队中一名成员擅自发布的,目前存在缺陷。
一而再,再而三的幌子都令人纷纷失望,看来室温超导还有非常长的一段路要走,而此次美国麻省理工初创公司VEIR的研究,确实是成功了的。
他们铺设了一条30米长的测试电路,通电后发现,输电量比正常的要多出5到10倍。
他们所依靠的技术也格外的简单,就是高温超导带和开环被动氮气冷却系统。换而言之,还是让超导体处于零界温度。
VEIR公司的计划,是在2026年进行大规模试点,他们对自己的技术很有信心,毕竟从理论上讲,这确实可以在一定程度上完成超导输电,缺点是,成本高的令人心慌,且远距离输电的能力仍然成谜。
相比较于国外虚无缥缈的超导输电技术,中国近年来喜报频频,2023年8月,世界首条35千伏公里级超导输电示范工程在上海市徐汇区顺利实现满负荷运行。
它的成功象征着,在全球范围内35千伏的电压等级上,它的实际传输容量是最大的。
新华社客户端:从“同步”到“领先”——世界首条35千伏公里级超导输电示范工程背后的科研故事
从设想,到研发,再到使用,我国在超导领域的话语权仍然是世界领先的,然而,如果要实现远距离超导输电,我们仍就有着很长的路要走。
至于美国研究的超导输电能否在2026年进行大规模试点,相信时间会给予我们证明。