西部超导有航天电缆吗

电动车时代有一个隐藏的金矿，那就是高温超导电缆，这个东西啊，听上去离我们很遥远，但是以后绝对会大规模普及，这期视频呢，我来给大家详细的讲解一下。很多人都知道啊，中国的城市用电需求每年都在高速增长，尤其是到了夏天，因为空调带来的电网负荷呢，经常会造成电力紧缺的情况。 而现在随着电动车的普及呢，导致了风尚加风，对于电力的供应和调度呢，带来了很大的考验。不仅如此啊，由于电动车充电存在无序性，还带来了阻如再向不平衡等特殊问题， 按照传统思路啊，可以通过增加回路、换网入地等手段来缓解，但是呢，这些措施治标不治本啊，不仅侵占地下走廊，而且还增加了电网控制的复杂性，投入也比较大。但是如果我们把城市里的电缆全部都换成超导电缆，那么就能够大大的节省电率输送过程中的这个线索，传统的同 浏览等线材啊，它的线损大约在百分之十五，那么根据有关论文显示啊，中国每年电力输送中线损就超过数百亿千瓦时， 二零二一年，中国全年用电量八万三千一百二十八亿千瓦式计算，如果全部换成超导线，那么每年可以节省出三个三峡电站的能量损耗。 而且大家别忘了啊，目前中国有百分之六十以上还是火力发电，省电就是省煤啊，而在偏远地区，风光气垫也是一笔不小的数字，所以随着大规模储能的落地啊，这些电也得往城市里面输送， 所以超导电缆是未来的大势所趋，截至目前，虽然超导电缆还没有真正大规模铺设，但是中国，美国、日本、韩国等等国家都十分热衷于研究这个东西啊。那么呢，很多国家都已经开展了很多示范工程啊，就说确实已经投入使用，而且是并亡使用，但是用量极其有限啊，通常不会超过一公里。 从二零零四年开始，中国的云南普及，甘肃白云，河南巩义，上海宝钢等地啊，就落地了这个多个超导电缆示范工程。在二零二一年呢，深圳的平安大厦正式启用了一条四百米的超导电缆给这个楼供电，那么这个是全球范围内为数不多的商业实用案例。 所谓的高温超导啊，就说这种材料的临界温度在液氮的沸点也就是七十七 k 以上啊。一九八七年，美国的吴茂坤和中国的张忠贤等科学家啊，分别宣布了临界温度在九十 k 的啊， 已被同氧超导体。那么这个是人类第一次实现在液氮温区内的这个超导，这一位置呢，我们可以用液氮来制冷，而不需要用很贵的液害。 很显然，高温超导导温是极大降低了实现超导的门槛啊。那么很多国家开始争先布局超导电了，因为他直接跟能源产业挂钩，日本、美国、中国、韩国等国家从八十年代末开始就陆续投入了相关的 技术研究，并且呢完成了超导电缆的研制，其长度呢，从最早的几米到了几十米啊，再到几百米，直到今天呢，才发展到千米级别。有人可能会说啊，这个也太慢了吧， 几十年了才干到千米级别，一九八七年的时候，那个芯片是三微米啊，二零二三年都到了三纳米，这个超导技术跟芯片比起来简直就是蒸汽时代。 其实这件事不能这么论啊，高温超导电缆之所以看上去发展爆慢，那么除了科学技术上需要克服很多问题之外啊，还有一个很大的因素在于啊，他缺少产业带动，过去的五十年是信息化的五十年，这个半导体呢，自然是被高压驱动，而今天啊，电动车的爆发就是这股高压。 我们以中国为例啊，新能源车增速已经连续八年全球第一，截止二零二二年的保有量在一千三百一十万台，那么按照平均电池功率六十千瓦来计算的话，名誉电池 功率就接近八亿千瓦，如果充电同时率为百分之十，就需要八千万千瓦的电力装机量。而根据权威机构预测呢，到了二零三六年，新能源车保有量可能会达到一亿辆，那那个时候呢，可能就需要六亿千瓦啊，这个装机量来满足需求，这个东西啊，可比空调蓝调猛。 所以接下来呢，这个高温超导电缆很有可能会迎来高速发展时期。那么高温超导电缆到底是怎么做出来的呢？我们来详细说一下啊。 首先大家要知道啊，目前行业里用的这个超导材料呢，主要是两种啊，一种是 b 系，一种是乙系，这两种超导体都属于高温超导体， 但是呢，超导体要用于制作电缆，他需要被制作成一种代材，而且在这个行业里啊， b 系属于第一代代材啊，乙系属于第二代代材。注意啊，这里所说的是代材，而不是超导体本身。因为乙系是一九八七年发现的，这个 b 是一九八八年才发现的，只不过这个 bc 呢，是率先被用作待裁，目前在高温超导电缆中啊，大部分工程用的都是 bc 材料，这个是因为呢，虽然 bc 材料的这个原材料成本更高啊，但是呢，它的制备工艺相对简单一点， 而乙系呢，虽然原材料成本低，但是呢，制备工艺难度比较大，所以目前的趋势是，乙系是肯定要取代碧玺的，但是呢，前提是要解决工艺问题， 两种超导体的这个带材制作工艺呢，是完全不一样的，我来给大家说一下就明白了啊，这个 b 系带材呢，他是将 b 丝、钙、铜等原料按照特定的化学剂量比呢混合啊，我们进行故向反应， 也就是在这个高温下烧结成粉末，有了粉末之后呢，就把这些粉末给倒进一根银管中啊，然后呢，对整根银管啊进行这个机器加工，我通过拉伸和炸制呢，就变成了袋装的这个材料啊，我为何要倒进这个银管中呢？是因为闭系材料他自身 这个机械性呢，很差，比较脆，他需要一个软壳来容纳他，而金属银不但有延展性，而且这个导电性也很好，所以呢，就用银管，但也正是要用到银啊，所以这个成本比较高。但是这个乙系他就不一样了啊，他的生产工艺呢，非常严苛，一般是通过煮入化学气象沉淀这类工艺啊，直接在金属在基底上生长薄膜， 比如说啊，他是沉积上去的，而乙烯材料之所以难搞呢，是因为他要精确控制烧结的温度和含氧量等指标，才能够形成最好的超导向。因为这个乙贝铜氧啊，这些元素混合到一起呢，他不会自动超导啊，你得让他以特定的金额结构构成起来啊，才能够形成超导的那个晶象，这个差一点都不行， 虽然必须材料呢，他也要控制超导向的形成，但是呢，这个仪器材料啊，他要求更严格，而且由于是薄膜沉积啊，他更加难以做成连续长度，也就说做成很长的这个待材啊， 那么有了代材以后，就要开始制作这个超导电缆啊。一根超导电缆大体上由内及外分为这么几层啊，支撑体，超导体、绝对层、绝缘层、屏蔽层和保护层。其中这个超导体的代裁呢，其实是被缠绕到这个支撑体上的， 那么这个支撑体呢，可以是一根管子啊，中间可以流通液氮。而大家都知道啊，我们目前的城市电力是交流电，所以现阶段的超导电缆呢，主要是交流超导电缆。 那么既然是交流啊，就意味着有三相电，所以呢，交流靠导电缆呢，又分为三种类型，一种是单相电缆啊，顾名思义是只走一相电，相对比较简单。 那么一种呢，是三相平行轴电缆，也就是说啊，他同时走三相电，但是呢，是三根独立的电缆，在一个大的角质层管道中，那么每一根电缆呢，都有独立的支撑体，绝缘层和屏蔽层。再一种啊，是最高级的，叫做三相同轴电缆， 他是用一根支撑管，通过嵌套的方式啊，来同时传输三相电，也就说呢，他有三层超导体，每层之间有绝缘层，互相隔离，平安大厦那个就是用的三相同轴电缆。这里顺便说一下啊，就在二零二三年十一月二十日呢，中国第一条高温超导直流电缆也开始并网运行了， 那么整体来说的话，这个直流电缆的研制进度啊，是要落后与交流的，那么在这里呢，先不作对述啊，那么看样子这个东西应该说已经可以食用好了，那么为什么没有大规模普及呢？因为很贵吗？其实呢，这个超导带材啊，现在来说并不贵啊， 现在乙系代材的市场价格大约是每千安米数十元，那么跟铜差不多，只不过呢，目前普遍应用的这个 b 系代材啊，比较贵，每千安米呢是千元级别，如果乙系代材的工艺进步，那么价格还有下降空间，所以代材成本啊，他并不是问题，问题可能在于这个工程造价， 因为一个超导电缆，它涉及到冷却系统，电缆本体终端和监控系统，那么总体来说的话，这个造价可能是不菲的，但是这个要辩证看待啊，因为长期来看的话，也可以节省很多钱。首先立竿见影呢，就是这个可以节省很多变电站的建设和土地投资，那么长远来看的话，可以节省大量电能， 越是在大城市啊，就越有这个回报率。现在的关键问题啊，分两个侧面啊，一个是技术侧面，因为前面说到了啊，这个超导带台他很难生产连续长度， 这个就限制了单节超导电缆的长度，当然呢，现在他也有这个接头技术啊，来把一节节的这个电缆给串联起来，但是这样的话势必会增加运行的风险和施工难度，所以接下来的这个重点啊，还是如何生产更长的带彩。 那么另外一个是产业层面啊，就是一个技术要爆发式增长，他需要消费场景的一个驱动。实际上现在的这个电力网络呢，是完全 可以满足各种用电需求的，我们只是说呢，电动车的爆发，史无前例的一个用电场景，那么如果说未来有一亿台电动车上路，哪怕是只有百分之十的这个充电同时率啊，对于电动的需求也是非常巨大的， 如果完全依靠现有的电力设施呢，不仅会有大量的能量被浪费掉啊，关键是整个电网的控制会变得更加的复杂，带来间接的管理成本。大家要知道啊，这个电动车充电跟空调这个负荷呢，不太一样， 在电网的管理算法中啊，空调是有序的，可以预测的啊，但是这个电动车充电是无序的，他呢确实也会有这个高峰和低谷这种简单的规律啊，但是呢，还是要更加复杂，这个行为呢是具备很多不可预测性。 所以呢，一个电网要容纳大量的电动车这个充电需求啊，他需要有一个高级的预测模型来解决主路塞箱不平衡啊这些问题。而且如果用现有的电网 去承担大量的这个电动车充电需求的话，那么这就意味着整个城市的回路要进行大幅度扩容，这也意味着有更多的这个变电站啊，等旧设施要被建起来，这个运行成本和建设成本都很高，而如果是采用超导电缆，是可以明显缓解这方面的压力的。 换句话说呢，就是说超导电网的这个整体造价呢，预期来说可能要比这个传统电网要低。那么说到最后呢，可能还是很多人觉得这个东西啊不太靠谱， 我要告诉你的是在美国，日本和韩国啊，这个不一定啊，那么在中国呢，如果说高温超导电缆真的到了轮到它发光发热的时候呢？这个基建推进的速度啊，会远超你的想象。 二零二一年，国家电网已经出手了，在上海徐家汇啊，建立一条一点二公里的超导电缆示范工程，连接了两座二百二十千伏的变电站， 这个呢是目前全世界输送量最大啊，长度最长，关键是全商业化运营的三十五千伏高温超导电缆，而这一切才刚刚开始。我是大刘，感谢观看。