文|万物胡侃
特高压输电,一直是一种长距离、大容量的输电手段,能把电流送到3000千米之外,是我国的拿手绝活。
但是送电技术再强,终究还是会有很大的能量损耗,我国科学家一直都在尝试寻找一种崭新的送电技术,来将供电效率提升一个档次.
但在近期,美国的创业公司VEIR却放出消息,他们竟然实现了超导输电,供电效率能提升原本的5-10倍!
这超导输电到底是个什么技术?会对我国的特高压工程产生影响吗?
美国公司超导供电
关于输电,我们可以理解成是电流在电压的作用下,经过一条由电线铺设好的“跑道”,从发电厂“跑”到目的地,在这个运输的过程中,电力会因为这个跑步的过程而额外损耗能量。
如果跑道越好,损耗的能量也就越小,电流在电线中“跑”得就越快。
VEIR公司就是针对电线这个跑道做出改动,他们打造了一条30米长的超导输电线,就相当于把原本平直的跑道变成了滑梯,不但损耗能量变少了,运输效率也提高了。
经过英国电力公司和VEIR公司得联合测试,这条超导输电线在同样的条件下,输电量比普通电线多了5-10倍,而且这个数据还没有到它的极限。
事实上,超导就是把电阻降为零的手段,目前发现的材料中,银的电阻最小,导电效率最高,但仍然不是零,即使以银作为电线材料,电流传输过程中依旧会有不少损耗,而超导的电阻是零,在电路中的额外损耗自然也是零。
不过说着简单,做起来却并不容易。
以往的超导技术需要在零二百多度的温度才能实现,也就是所谓的低温超导,要知道,南极的最低气温也才零下98°,想要在人类社会大规模维持低温超导的温度,无异于痴心妄想,那能源损耗都够另起一座发电站了。
而在各国科学家们的不懈努力之下,有人研究出了高温超导的手段,说是高温,其实也要比南极还要冷一点,只是这个温度用液氮就能够达到,所以在人类社会中有着应用的前景而已。
不过即使如此,零电阻的电力传输方式还是给供电方面带来了新的可能性,VEIR公司受此鼓舞,打算在2026年的时候推广该项技术,进行大规模的试点试验。
不过美国那边进展顺利,我国的研发进度却也不差。
中国电力畅通无阻
超导能大大降低损耗,提高输电效率,这样的技术无论对于哪个国家来说,都是能够影响供电格局的大事,更何况是超高压供电技术已经达到世界第一的中国呢?
其实在上海的地下,就埋藏着一条快要服役三年的超导电缆了。
徐家汇是上海的中心区域之一,高楼林立,车水马龙,电力负担极大。正是因为这里的繁华,才让上海市把全球第一条长达1.2公里的超导电线埋设在这个区域。
作为世界首条35千伏公里级超导输电工程,徐汇区的这条电线创下了多项世界记录,如:世界输送距离最长、接头数量最多、输送容量最大等。
比起它本身的记录,它在商业方面的价值更值得一提。
截止到2023年12月,超导电线从连接线路到安稳运行,已经过去了700多天,为核心区域的4.6万户用户供电3.2亿度电,商业化规模可见一斑。
不过正如前面说的那样,超导终究是需要极低的温度环境的,哪怕是高温超导,往往也是要泡在液氮中才能实现,液氮沸腾蒸发的温度是-196°,如果电线想要稳定运行,就需要常年保持在这个温度之下。
好在中国的技术团队解决了这个问题,里面的极寒不用担心,只需要对外部环境和终端设备进行检验就可以。
既然中美两国都在超导输电上面下了大功夫,那是否意味着特高压输电即将失业呢?
供电方式灵活选用
如果问目前的高温超导能否取代特高压输电,答案当然是否定的。
虽然超导输电稳定又高效,但是建设的价格和维护的价格也十分高昂,如上海这样的大都市,也才能维护好一条1.2千米长的电线,肯定还是会以特高压为主。
目前的超导仍旧处于大规模的试点实验状态,相较于常规电路来说,这只是对电网的一种补充手段,只是未来一切谁都说不准,因为在高温超导之上,还有一重境界存在,那就是室温超导。
室温超导,顾名思义,就是在室温下就能实现超导现象,这自然是困扰科学界无数年的难题,但假如哪个团队能成功将其攻克,恐怕也会开启一座不亚于可控核聚变的金矿。
同样,我们也要意识到,中国的特高压技术也不是一拿出来就成为了世界第一的,同样经过了不少中国科学家的研究和发展,在2009年,我国才建成了第一条商业特高压电线,比美苏等国是要晚了几十年的。
但即便起步较晚,但是由于实际用电需要,如三峡电站等,我国的特高压工程技术突飞猛进,是是目前世界上唯一一个能够成熟掌握并应用特高压技术的国家,特高压是我国的王牌技术,不管怎样,未来肯定还会有它一席之地。
结语
无论是超导还是特高压,都是让电力为人们服务的一种技术路线而已,并不会是我们研究的尽头,如何保证家家户户都能稳定用电,才是我们最大的追求。
参考:光明网 《电力高速畅通无“阻”探访世界首条35千伏公里级超导输电示范工程》 2023-12-04
波士顿科学 《马萨诸塞州创业公司VEIR在沃本演示中利用超导线创新电网》 2024-06-26
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