拉闸限电背景下，超导电缆助力城市电网升级

　　于东，耐克森(中国)线缆有限公司大中华区总裁及CEO

　　Jerome Fournier, 耐克森集团创新服务和增长副总裁

　　过去只有在夏季高温才会遇到的拉闸限电现在愈演愈烈。9 月以来，全国多地发布限电通知，众多企业停工停产，甚至居民用电也受到影响。随着东北地区在用电高峰期实施突然拉闸限电，关于“拉闸限电”的相关话题甚至冲到微博热搜，一下子发展成为全民热点。

　　对于这一轮电力供应紧张，其实早有端倪。事实上，自今年入夏之后，全国多个地区出现缺电情况。7 月14 日，西安多个地区持续性停电。就在同一天，全国日用电量刷新了历史纪录，达到271.87 亿千瓦时，与去年夏季最高值相比增长超过10% 。上海等17个省级电网最高用电负荷创历史新高。国家发改委发布的数据显示，1-8 月，全社会用电量累计54707 亿千瓦时，同比增长13.8% 。其中与百姓民生相关的城乡居民生活用电量也实现两位数增长，用电量1249 亿千瓦时，同比增长12.5% 。

　　电力是城市的命脉，城市发展离不开可靠供电的保障。屡创新高的用电负荷背后，如何提高能源使用效率，提升电网资源优化调度能力，减少电力配送过程中的能源损耗显得尤为关键。

　　超导电缆或将成为破局之道，有望解决大城市电网负荷需求持续增长、城市输配电走廊趋于饱和、电网建设用电难等诸多问题和挑战。

　　高温超导电缆是采用无阻的、能传输高电流密度的超导材料作为导电体并能传输大电流的一种电力设施，具有体积小、重量轻、损耗低和传输容量大的优点，可以实现低损耗、高效率、大容量输电。它的传输损耗仅为传输功率的0.5% ，比常规电缆5-8% 的损耗要低得多。在重量、尺寸相同的情况下，与常规电力电缆相比，高温超导电缆的容量可提高3-5倍、损耗下降60% ，可以明显地节约占地面积和空间，节省宝贵的土地资源。用高温超导电缆改装现有地下电缆系统，不但能将传输容量提高3 倍以上，而且能将总费用降低20% 。利用高温超导电缆还可以改变传统输电方式，采用低电压大电流传输电能。因此，高温超导电缆可以大大降低电力系统的损耗，提高电力系统的总效率，具有可观的经济效益。相比传统电缆，高温超导电缆零损耗的特性，可以使其更快、更安全地传输电力，不但可以有效应对用电高峰，更可高效输电，助力碳中和。

　　作为具有战略意义的一项前沿引领技术，超导技术在城市电网改造、磁悬浮交通、大科学装置等领域，都具有广泛的应用前景，被誉为是21 世纪电力科技的一场革命，是最具发展潜力的电力应用技术。

　　首先，市场层面来看，据Research and Markets 预计，至2027 年，全球超导电缆市场将以4% 的复合年均增长率，增长至15 亿美元，其中11亿美元源于高温超导电缆。同时，中国超导市场也正快速成长。至2027 年，预计中国市场将以5.3% 的复合年增长率，扩大到2.2 亿美元。在上海，全球首条撑起超大城市骨干电网的高温超导电缆，也已进入最后冲刺，预计将于今年挂网送电。今年10 月，我国首条自主研制新型超导电缆在深投运，将为深圳第一高楼——深圳平安金融中心供电，有望“一揽子”解决大城市电网建设用地难、电网负荷需求持续增长、城市输配电走廊趋于饱和等诸多问题和挑战。

　　其次，联系国家政策背景，随着“十四五”规划启动，新一轮科技革命和产业变革，不仅为电线电缆智能化、信息化、数字化升级高质量发展提供有力支撑，同时也为我国电线电缆行业发展带来了新的发展机遇。其中，高温超导材料是国家重点研发计划“物态调控”重点专项之一，将成为发展的重点。

　　全球各大企业也一直都致力于能源转型。以专注于可持续性电气化的全球性企业耐克森为例，企业一直试图建立一个更具弹性的能源系统，通过聚焦高温超导等高精尖材料和颠覆性技术，构筑先发优势。它可以消除损耗，并使企业客户能够提高拥挤的城市网络的容量。耐克森提供的“最佳路径(Best Path) ”超导电缆，突破空间限制，高度紧凑。其17cm 直径的超导电缆可传输相当于3 个核反应堆所提供的电力，尤为适用于市中心和铁路网络等有限的空间，同时可以提高中压配电系数的应用，使得电网运营商无须安装额外的变压器，按需供电。尽管高温超导电缆传输着巨大的电流，但它们本身不会发热，也不会产生电磁场，适合城市隧道和敏感环境。同时，超导故障电流保护器(SFCLs )是一种独特的工具，能为系统运营商从其现有的网络中获得能源。

　　超导电缆也在特大型城市电网中发挥重要作用，实现商业化落地。就在今年9月，耐克森为美国芝加哥电网项目安装超导电缆。使用美国超导公司(AMSC )专有的Amperium高温 (HTS ) 超导线设计、制造和安装电缆。除此之外，耐克森还参与了美国长岛电力局138 千伏交流电缆项目、世界最长的超导电缆德国埃森项目。

　　毫无疑问，高温超导电缆不仅能为全球解决特大型城市供电问题提供新样板，也将会引领对未来电力系统具有影响力的新技术，促进电力工业重大变革，在我国构建新型电力系统的过程中将有广阔的应用前景。作为电气化转型的核心参与者，以耐克森为代表的全球企业也在持续探索，不断推动中国的电气化进程，以可持续的方式引领电气化未来。

　　1参考来源：新浪财经-缺电预警：局部供需失衡引发“缺电”现象高发火电利用小时数“风向标”失灵

　　2参考来源：央视财经-全国用电负荷日趋平稳，上海、江苏等17个省级电网负荷创历史新高

　　3参考来源：网易- 2021年1-8月中国全社会用电量54704亿千瓦时 同比增长13.8%

　　4参考来源：全国能源信息平台-电力百科|什么是高温超导电缆?高温超导电缆具备哪些优点?

　　5参考来源：Research and Markets: Superconducting Wire - Global Market Trajectory & Analytics

　　6参考来源：科学技术部：“十四五”国家重点研发计划“物态调控”重点专项