中国成为这一战略领域的领跑者
日期:2025-07-21 19:16:28 作者:admin 阅读
日期:2025-07-21 19:16:28 作者:admin 阅读
最主要的原因是中国超导材料研发技术已自成体系,而且已拉开了与美国的距离。
超导与芯片不同。芯片是美国领先,可以从高端产品和设备、软件卡控。超导要遏制,只能靠材料领先。而中国的研发已经走在了世界前列。
当然,未来美国也可能会以“安全”为由来卡住中国超导技术走向世界市场。但明确的事实是,它无法阻挡中国在这一领域成为全球领跑者。
今天我在网上看到新闻,上海超导第二代高温超导带材生产及总部基地项目最近开工仪式,这是该公司四年来的第三次扩产。
当下全球有10余家超导材料公司,产能普遍在百公里左右,而上海超导去年达到了2000公里。
美国得州连续限电。欧洲被热浪烧烤,有些地区接连拉闸限电。日本老百姓也在晒“用电紧张”。
不少人觉得,缺电是因为发电不够。其实问题更复杂。有时发出来的电送不到。输电路上“漏”了一大截。
想想看,上海用电量一年超过1800亿度,外来电占比约50%。很多电是从西部大电站来的,比如宁夏。
电力传输的浪费,远比你想得多。每100度送到上海,5-10度丢半路。各类能源,如水电、煤电、风电和太阳能等的协调,也会有损耗。
这事不只是中国有,美国、德国、日本的长距离输电,损耗也很高。美国西部的绿电到东部,大约10%被路上消耗。德国的风电输往南部,也亏了不少。
一直以来,科学家想办法堵“漏水”。有人建议分布式发电,在上海本地建电厂。但这会占用土地,还增加污染。怎么办?
超导材料听起来很高深。其实原理不难。它可以把电像光纤一样运输。理论上电阻为零。通俗讲,超导就是“电的高速公路”,全程没有红绿灯,没有过路费。只要上线,电一滴不漏。
如果用超导电缆从西部给上海送电,能省出很多座火电厂。这对绿色能源来说,简直是开挂。
超导电缆直径更细。地下空间节省70%。城市地下本来寸土寸金,用了这种超导电缆,对城市建设来说,供电、用电、管电都更方便。
用超导带来的环保收益也很实在。每年少排放几千万吨二氧化碳。真能做到低碳出行不如“低碳输电”。
但超导也不是魔法。现实是,制造超导材料极难。难点不比芯片制造简单。想造超导电缆,相当于要在头发丝上一层一层涂膜,还不能有一丝差错。
第一难:超导只能在极低温下工作。很多超导材料要在零下196度才能正常跑。这需要液氮制冷。不是随时插电这么简单,而是要24小时给它“吹空调”。
第二难:材料制备苛刻。常用的钇钡铜陶瓷,需要四种元素混合得刚刚好。在1000度高温下烧,然后慢慢冷却。做不好就前功尽弃。
第三难:带材太脆,比玻璃还易碎。稍用力一掰就球盟会断了。要做成长长的电缆,需要把超导绷在柔软金属上,还要多层包裹。
第四难:接头是大难题。超导带和超导带头尾缝合,经常不是超导。用水管来说,就算管子没漏,接头漏了也没用。做出来的超导电缆,到真实电网要达到每一米都合格才算成功。
这些年,全球都加快研发进程。有的国家愿意砸钱,但量产推不动。美国公司的超导技术牛,但量小贵得离谱。日本是最早商用超导的国家,工业基础好,可大规模带材也没跟上。
10年前,中国在超导领域还是晚辈。那会儿,想引进日本超导技术,对方开价吓人,还处处设限。没办法,只能自己干。
上海一群年轻科学家,从零开始自研。他们扎根老厂房,每天在一根根超细带材上“雕花”。
最早年产10公里带材,后来达几百公里带材。到2024年,中国上海超导的年产能已经达到4000公里,成了全球领先。
到了2030年代,核聚变发电如果真能点亮,关键材料就少不了中国超导带材了。
核聚变发电通俗地讲就是像太阳一样发电,是燃料取之不尽、零污染、零碳排、安全可控的终极能源解决方案。但核聚变发电就像太阳能,你用手是抓不住的,怎么才能“关住”是最大难点。
科学研究发现,用超强磁场形成一个看不见的笼子,就能把它悬浮在空中。现在中国产的超导材料就可实现这个目标。
超导材料的进步直接决定了能把核聚变火球稳定控制多长时间。
2025年1月20日,中国实验先进超导托卡马克(EAST,位于安徽合肥)宣布,使用国产超导材料(如上海超导科技生产的“超导线”),成功把上亿度的“火球”(等离子体)磁场稳稳关住了1066秒(约17.8分钟)。
以前世界纪录约1000秒左右,这次中国的材料一用,“锁住电能”的时间大大提升,意味着核聚变发电距离真正落地又近了一步。
中国电力从西北向南方主要用电地区的传输,如果能用上这样的材料,就会大幅减少耗能。
超导像“高效快递”推动清洁电高效送达,可以助力2035年电力系统减碳15%-20%。
对中国经济来说,有了这个产业链,关键材料和设备不用再受制于人。而且可以通过大规模提升输电效率,辅助解决未来芯片等高技术发展需要更多电力的问题。
超导带材也能让整个世界用电方式升级。不只是中国。美国、欧洲的球盟会新能源计划,都离不开超导。发展中国家未来的市场更大。
超导材料技术谁掌握得多,未来全球电力领域的创新发展,以及相关标准规则的话语权就在谁手里了。