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上海35千伏公裡級超導示范段投運創五項世界紀錄

  昨天,由奧盛集團國際超導公司自主研發、制造、建設的全球首條公裡級高溫超導電纜商業化示范段按期成功送電運行。這條選址徐匯區中心地段、長度達1.2公裡的示范段,創下五項世界紀錄,浸透著自主創新。

  超導體,是指在某一溫度下電阻變為零或接近於零的導體。根據超導體的溫度,可劃分為低溫超導和高溫超導。低溫超導,一般指在“絕對零度”即零下273℃液氦環境下超導所具有的特性。高溫超導則並非一般意義上的高溫,而是指在零下196℃液氮環境下,電阻也能接近於零。由於液氦很貴,被稱為“液體黃金”,相比之下液氮更具經濟性,因此高溫超導才有商用價值。

  高溫超導輸電,是當今電力行業最具革命性的前沿技術之一,其原理就是在零下196℃的液氮環境中,利用超導材料實現低電壓等級的大容量輸電。此舉有三大優勢,一為節能﹔二為體積小、傳輸容量大。一根超導電纜可替代九根相同電壓等級的傳統電纜﹔三為綠色環保。超導電纜在輸電過程中無電磁輻射,可緩解人們對電力基礎設施建設的抵觸心理,降低項目實施難度。因此,超導電纜對於我國構建新型電力系統,以及實現“雙碳”目標均有深遠意義。

  據悉,上海超導示范段埋入超大城市腹地,建設了一回35千伏超導電纜線路,替代原有四回共計12根35千伏常規電纜,設計載流量2200安培。工程所需的超導電纜、超導終端、中間接頭、制冷及監控系統等部件,全部由奧盛集團旗下國際超導公司自行研發制造。項目建成后,一舉創造五項世界紀錄——是目前世界上第一個為城市負荷中心供電的超導電纜工程﹔是輸送容量最大的商業化運行超導電纜工程﹔是輸送距離最長的超導電纜工程﹔是唯一採用全程排管敷設的超導電纜工程﹔也是唯一擁有雙接頭的超導電纜工程。

  但這條開創了線路長度、載流量和應用場景等多項國際領先指標的超導電纜,其“從0到1”之路並不容易。

  本世紀初,上海超導專家團隊曾考慮通過“引進、消化吸收再創新”方式,在產業中謀求突破,但聯系海外超導領軍企業時,對方非但不肯賣核心技術與設備,連材料都開出天價。合作遇阻后,上海決定一切靠自己。奧盛集團旗下上海國際超導科技有限公司總經理宗曦華透露,超導電纜示范段從標准、制造到施工、養護等,“全部都在一張白紙上建立起來,整個項目是產學研界、用戶以及長三角超導產業聯盟等各方組成的龐大團隊持續攻關、久久為功的結果。”

  宗曦華介紹,示范段由三根400米長電纜連接而成,電纜內部是液氮,內外溫差超過200℃,要在超大城市中心城區如蜘蛛網般的地下“迷宮”實戰,經歷數萬伏高壓、數千安培電流考驗,單是解決線纜套管在絕熱、絕緣、密封和強度方面的難題就已可想而知。

  “曾有海外專家友情提醒,在兩根電纜中設置接頭、試圖延長電纜長度的做法不可取。我們在設計、制造、驗証上投入大量時間精力,又制定了詳細完整的操作規程,更克服和解決了實際運輸、安裝過程中諸多意想不到的困難。正因為有這麼多困難,而我們又直面和攻克了它們,才會輪到我們拿下世界第一。”

  科技創新,從來都是與風險、失敗相伴,但這並不能成為企業放棄的理由。奧盛集團董事長湯亮告訴記者,科研人員甘心坐冷板凳、一心一意磨劍,企業則做好“錢掉進黃浦江,幾年聽不見聲響”的心理准備,這在奧盛已成常態。

  奧盛是一家有著“一樹四翼”的高科技制造產業板塊民營企業,以新材料研究“一樹”引領,近年來,企業在超導科技、橋梁纜索、高端醫療器械、航空動力精密制造“四翼”上創新成果迭出。僅橋梁纜索領域,由權威雜志英國《橋梁》進行的全球統計排名中,奧盛的自主知識產權纜索佔據了全球特大型懸索橋、斜拉橋纜索市場份額的半壁江山。

  值得一提的是,30年前的12月1日,我國自主設計施工的第一座現代化大跨徑橋梁南浦大橋正式通車。當年,打破對海外技術依賴、為南浦大橋提供纜索的浦江纜索公司,而今正是在奧盛集團旗下。30年后再傳捷報。奧盛集團所承接的國家科技部“十四五”重大科技專項,即用碳纖維纜索替代傳統鋼制橋梁纜索,於今年12月1日完成了200萬次疲勞試驗。30年的承前啟后,記錄下中國企業執著於打破對海外技術依賴、在自主創新路上的不懈求索。湯亮說:“事實上,每一項科技創新,我們早已習慣要熬過5至10年的寂寞。我們深知,科技創新的競爭力優勢,別人不會白白施舍給你,唯有靠自己打拼出來。企業的高質量發展,也一定要靠這些高科技支撐,且高科技需要不斷變局,才能從‘一時先進’轉向‘時時領先’。”

  據悉,超導技術作為全球公認的頂尖前沿科技之一,眼下美國、日本、德國等都在加快布局。目前歐洲頗有緊迫感,提出了5公裡級項目計劃,而上海也已在謀劃下一個5公裡示范段,且同樣選址中心城區,爭取趕在歐洲之前實現。奧盛透露,在上海市經信委協調下,奧盛正積極聯系軌交部門,爭取盡早實現超導電纜在軌道交通上的應用。此外,上海超導研究團隊在寶鋼建設的一條50米長超導輸電線,現已實現3年多的穩定運營,經受住了大電流波動考驗,積累下關鍵運行數據,在降低碳排放方面更有卓越表現。有了“寶鋼經驗”后,未來超導電纜有望在更多鋼廠電爐場景中實現應用。(來源:解放日報)

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