文/本刊記者 劉瑋/
嚴陸光,1935年生,中國科學院院士,烏克蘭科學院外籍院士,第三世界科學院院士,國際歐亞科學院院士。1959年畢業(yè)于莫斯科動力學院,曾任中國科學院電工研究所所長,中國科學院技術科學局局長,寧波大學校長?,F(xiàn)任中國科學院電工研究所學術委員會主任,中國科學院能源研究委員會委員,寧波大學名譽校長,中國太陽能學會名譽理事長,中國電工技術學會名譽理事長。
《電器工業(yè)》:首先,請您簡單介紹一下我國目前電器工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀。
嚴陸光:我國電器工業(yè)包括電力工業(yè)與電器制造工業(yè)兩大重要的基礎工業(yè)體系。電力工業(yè)負責電能的生產(chǎn)與供應,電器制造工業(yè)涉及發(fā)電、輸配電與用電有關電工裝備的制造與供應。經(jīng)過一百多年,特別是建國60年和改革開放以來30年的迅速發(fā)展,在我國它們已成長成國家支柱工業(yè)。目前,電器制造工業(yè)已成為我國重大基礎制造業(yè)之一,已能基本滿足國內(nèi)需求提供有關裝備與器材,并有一定出口,隨著我國各行各業(yè)的電器化水平,用電占耗能的比重日益提高,正在成為世界電器化強國?,F(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的規(guī)模與水平已為繼續(xù)前進奠立了良好基礎。
《電器工業(yè)》:眾所周知,加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是我國新時期經(jīng)濟社會發(fā)展的重大戰(zhàn)略任務,而高端裝備制造業(yè)與新能源產(chǎn)業(yè)是重要的組成部分,請問您如何看待大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要性?
嚴陸光:我國正向全面建設小康社會邁進,可望在建國百年時基本實現(xiàn)現(xiàn)代化,經(jīng)濟與社會正處在迅速發(fā)展階段。2005年以來,年耗能總量以每年約2億噸標煤,發(fā)電總裝機容量以年約1億千瓦的速度增長。未來能源與電力需求與很多因素有關,有著一些相差很大的預測,最近較為接近實際的估計是:2020年全國總能耗將達40-45億噸標煤,年增1-1.5億噸標煤,人均約3噸標煤/年,發(fā)電總裝機容量可能達15-17億千瓦,年增0.5-0.7億千瓦。面對我國以煤及煤電為主的現(xiàn)實和化石能源開始耗竭、污染及CO2排放嚴峻的形勢,以及石油資源與生產(chǎn)能力緊缺、不能不依賴進口的情況,為滿足我國未來的能源與電力需求,大力調(diào)整能源與電力結構建立可持續(xù)發(fā)展體系的任務已提上日程。為建立能源與電力可持續(xù)發(fā)展體系,除要將節(jié)能、提高能源利用效率放在優(yōu)先地位外,在本世紀上半葉應從多個方面積極協(xié)調(diào)地開展能源、電力與電器制造的發(fā)展工作,即:(1)大力發(fā)展煤的高效、清潔、低碳排放的轉(zhuǎn)換技術,繼續(xù)發(fā)揮煤的重要作用;(2)大力開源節(jié)流,保障國家能源安全的石油供應;(3)充分利用資源,最大可能地發(fā)展水電與核電;(4)大規(guī)模發(fā)展非水能的可再生能源與發(fā)電;(5)充分支持未來新型能源(核聚變、海洋能、可燃冰、深層地熱)的研究開發(fā);(6)大力發(fā)展智能電網(wǎng)。它們?yōu)槲覈娖鞴I(yè)的前進指明了方向,提出了多方面的新要求,特別要重視新技術與新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與應用。
大力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是搶占國際競爭制高點的需要,是我國轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重中之重,代表著科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。溫家寶總理明確提出,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)決定著國家的未來,必須抓住機遇,明確重點,有所作為,逐步使它成為經(jīng)濟社會發(fā)展的主導力量。他還強調(diào):“科學選擇戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)非常關鍵。選對了就能跨越發(fā)展,選錯了將會貽誤時機。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)必須掌握關鍵核心技術,具有市場需求前景,具備資源能耗低、帶動系數(shù)大、就業(yè)機會多、綜合效益好的特征。”
《電器工業(yè)》:請您談談對近期培育發(fā)展電器工程戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的建議。
嚴陸光:首先要立足于我國已有基礎,為滿足我國電力供應與用電迅速增長的需求要大力調(diào)整結構,建立可持續(xù)發(fā)展體系的發(fā)展趨勢,我對近期部署的主要工作有了比較清晰的建議,主要包括七個方面,即:(1)新能源發(fā)電。(2)電動汽車。(3)高效、清潔、低碳排放的煤電。(4)智能電網(wǎng)。(5)磁浮與直線驅(qū)動電器化交通。(6)應用超導。(7)節(jié)能與提高能源效率?,F(xiàn)簡要介紹如下:
包括(1)風電產(chǎn)業(yè);(2)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè);(3)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè);(4)鈉冷快堆核電產(chǎn)業(yè)四方面。
我國能源與電力的發(fā)展已進入減小化石能源份額,增大可再生能源與核能份額,逐步建立可持續(xù)發(fā)展體系的新時期。繼水力發(fā)電之后,風力發(fā)電是當今可再生能源發(fā)電中技術最成熟、經(jīng)濟性較好、最具有大規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化前景的發(fā)電方式,是近期發(fā)展的重點。近年來,我國風電發(fā)展迅速,已進入大規(guī)模發(fā)展的新時期,預期2020年總裝機可達8000萬至1億千瓦。與此相適應,在合資、引進技術、聯(lián)合與自主設計基礎上,已形成了由100多家制造企業(yè)組成的風電產(chǎn)業(yè),年整機生產(chǎn)能力已達1000萬千瓦,單機最大容量1500千瓦?!笆濉逼陂g,我國風電產(chǎn)業(yè)還必須在提高質(zhì)量、保證運行可靠性、加強關鍵零部件配套方面狠下功夫,積極開展5兆瓦、10兆瓦大型機組研制;千方百計降低造價與電能成本;提高進入電網(wǎng)與其他發(fā)電方式合理協(xié)調(diào)的調(diào)控能力,以保證供電安全可靠;開始近??古_風的裝備研制與示范等方面進行工作,作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點項目進行部署是十分必要的。
光伏發(fā)電具有資源豐富、環(huán)境友好、無轉(zhuǎn)動部件、維護簡單、由模塊組成、功率可大可小等突出優(yōu)點,作為無電地區(qū)小型離網(wǎng)電源、分布式電網(wǎng)中的并網(wǎng)電源及大規(guī)模集中的荒漠電站已得到了較廣泛應用,形成了相應的光伏電池與供電系統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)。我國近年來光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到了驚人的發(fā)展,解決了硅原材料依賴進口的瓶頸,產(chǎn)品主要用于出口,其質(zhì)量、價格已達到國際可以接受的水平,為我國將光伏發(fā)電發(fā)展到總裝機容量上億千瓦成為大規(guī)模電力供應的重要成員奠立了較好基礎。盡管光伏產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展,光伏電池價格明顯下降,目前每千瓦光伏發(fā)電總投資仍需約2萬元,每度電能成本仍達1元多,高出煤電數(shù)倍,其經(jīng)濟性能在國內(nèi)尚難于形成大規(guī)模市場應用。由于對其經(jīng)濟性能改善的速率估計不同,其近期發(fā)展尚無統(tǒng)一明確的估計,但在國家大力支持下,列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點項目,采取有力措施,必能有效加速其發(fā)展,2050年達到裝機億千瓦是可能的。千方百計降低投資與電能成本,努力開拓無電地區(qū)、分布式電網(wǎng)與集中電站三方面的規(guī)?;瘧檬枪夥a(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心,與此同時,還應充分關注有著更高轉(zhuǎn)化效率與更低成本的新型光伏電池的研發(fā)與應用,對一些重大成果不失時機地向產(chǎn)業(yè)化努力推進。與此同時,對太陽能熱發(fā)電的研發(fā)、示范仍應給予充分關注。
生物質(zhì)能是化石能源大規(guī)模應用前人類使用的主要能源,主要包括農(nóng)林廢棄物、糞便與垃圾等。生物質(zhì)發(fā)電不僅可提供有效的電能,而且有利于解決環(huán)境污染與資源的循環(huán)利用,有著重大的意義,在國際上已得到廣泛重視,近年來我國也有著可喜的進展,包括農(nóng)林廢棄物燃燒發(fā)電,沼氣發(fā)電與垃圾發(fā)電等多種方式。2006年底生物質(zhì)發(fā)電總裝機容量已達220萬千瓦,以蔗渣,秸稈及垃圾為主,在各方面積極推動下,2020年可能發(fā)展至2000-3000萬千瓦。從長遠看,大規(guī)模生物質(zhì)發(fā)電有賴于能源植物的大規(guī)模種植,這方面我國的生物學家有著很高積極性。將生物質(zhì)發(fā)電作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)來發(fā)展也是重要的。
核電的大力發(fā)展已在全國取得了比較一致的認識,已制定了中長期發(fā)展規(guī)劃,預期在當前運行總裝機容量900萬千瓦基礎上,2020年將達到4000萬千瓦,我國大型先進壓水堆核電站產(chǎn)業(yè)將得到良好發(fā)展。為了充分利用鈾資源,將鈾資源利用率提高幾十倍,并能減少核廢物產(chǎn)生量,我國長期進行鈉冷快堆的研發(fā)工作,并由1986年起列為國家863計劃重大項目,6.5萬千瓦熱功率的實驗快堆將在今年年底并網(wǎng)發(fā)電,將為我國今后核電發(fā)展發(fā)揮重要作用。由于鈉冷快堆的明顯優(yōu)越性,經(jīng)長期研發(fā)掌握了關鍵核心技術,有著良好的市場需求前景,應該考慮將鈉冷快堆核電產(chǎn)業(yè)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點項目進行部署。
我國石油供應越來越依賴于進口,保障石油供應成為我國能源安全的首要問題,交通運輸是耗油的大戶,發(fā)展清潔節(jié)油的電器化交通是電器工業(yè)面臨的重大需求,而電動汽車是電器化交通發(fā)展的核心。我國自上世紀九十年代初起,就十分重視與大力支持電動汽車,包括混合動力、純電動與燃料電池車的研發(fā),已有多臺樣車進行了試驗與示范運行,為形成規(guī)?;a(chǎn)業(yè)奠定一定基礎?!笆濉逼陂g必須向著規(guī)?;a(chǎn)業(yè)方向起步,因為只有達到年產(chǎn)百萬輛,千萬輛規(guī)模,才能顯現(xiàn)明顯的節(jié)油效果。電動汽車產(chǎn)業(yè)包括車輛工業(yè)、蓄電池電源工業(yè)與加電站產(chǎn)業(yè)三個主要部分,高能量密度、長壽命、低價格蓄電池是發(fā)展的主要瓶頸,作為國家電器工業(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點項目,要努力使三方面工作協(xié)調(diào)發(fā)展,快速向規(guī)?;斑M。
雖然在今后發(fā)展中,煤電份額將逐漸下降,但近期內(nèi)煤電的總裝機容量仍將繼續(xù)增長,仍然占據(jù)著主要地位。我國現(xiàn)有煤電機組的平均熱效率約為35.6%,污染物排放量偏高,全部生成的CO2均排入大氣,煤電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須繼續(xù)沿著高效、潔凈、低碳排放的方向前進。著眼于高效,我國產(chǎn)業(yè)已能生產(chǎn)制造60萬千瓦與100萬千瓦的超超臨界機組,蒸汽參數(shù)為26MPa/600℃左右,發(fā)電效率44-45%,但關鍵配套件尚未完全國產(chǎn)化,耐高溫材料基本依靠進口,期望2020年前能完全掌握600℃的關鍵材料與制造工藝,使新建機組全部采用600℃超超臨界,使全國平均熱效率進一步提高。目前,世界上正在研發(fā)700℃以上的新一代超超臨界機組,發(fā)電效率可達50-53%,我國也應積極進行開發(fā)研制,為今后進一步發(fā)展打好基礎。燃煤超超臨界機組目前產(chǎn)生的CO2仍全部排入大氣,為了實現(xiàn)低碳排放以減小溫室氣體效應,世界各發(fā)達國家紛紛開展CO2捕集與封存技術的研發(fā)示范,包括燃燒后捕集、富氧燃燒、燃燒前捕集、在廢棄油氣井中、提高油氣采收率過程中及深層成水層中的地質(zhì)封存和探索海洋封存,至今尚無可推薦為大規(guī)模應用的成果,預計2020年以后有可能得到可大規(guī)模推廣應用的方法。我國也已開始了有關工作,在華能北京熱電廠建成了3000噸/年的小規(guī)模CO2捕集示范裝置,積極開展CO2的捕集與封存的研發(fā)、示范與應用也應是低碳排放煤電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容。
上世紀80年代起積極發(fā)展的整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)將煤先行氣化,煤氣進入燃氣輪機發(fā)電,其尾氣再進入鍋爐產(chǎn)生蒸汽,蒸汽進入汽輪機發(fā)電,是高效、潔凈、低碳排放煤電產(chǎn)業(yè)的另一種形式,90年代全世界投產(chǎn)了四座發(fā)電功率25-30萬千瓦的商業(yè)化示范電站,達到了43%的發(fā)電效率,證明了技術的成熟性。IGCC可實現(xiàn)燃燒前捕集CO2,易于實現(xiàn)低碳排放,其環(huán)保性能達到燃燒天然氣的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電水平,還可以考慮生產(chǎn)其他化工產(chǎn)品,提高煤炭的綜合利用效益。世界各國仍作為一個可能途徑,繼續(xù)發(fā)展,我國也已進行了多年的前期工作與設備研發(fā)工作,提高發(fā)電效率與降低造價,期望2020年可進入商業(yè)推廣應用。
為了有效利用我國大量的高灰分煤、難燃煤、煤矸石等劣質(zhì)煤,我國長期進行了循環(huán)流化床鍋爐機組技術與產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn),已有17臺30萬千瓦亞臨界參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐機組投入運行,正在進行首臺60萬千瓦超臨界循環(huán)流化床示范工程,有望在2011年投產(chǎn)運行,然后再向超超臨界邁進,期望2020年后60萬千瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐機組將成為我國劣質(zhì)煤的主力機組。
以上三方面將是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)“高效、潔凈、低碳排放煤電產(chǎn)業(yè)”重點項目的主要內(nèi)容。
由于:(1)能源與電力結構調(diào)整,不連續(xù)、不穩(wěn)定的風電與太陽能發(fā)電開始大規(guī)模以集中電站及分布式電源的形式進入電網(wǎng),為保證供電的安全可靠,必須大大提高電力系統(tǒng)的監(jiān)測與調(diào)控能力,(2)電網(wǎng)峰谷差增大造成高峰負荷時電力短缺和總體電力設施能力過剩,需要積極推動供需雙方互動,引導用戶合理用電,提高電力設施的利用率。(3)幾次世界大停電的發(fā)生與嚴重自然災害的損害大大提高了人們對供電可靠性與質(zhì)量的關注。(4)現(xiàn)代監(jiān)測與控制技術、信息與通信技術的發(fā)展及相關網(wǎng)絡的形成為電網(wǎng)發(fā)展提供了優(yōu)良的手段。本世紀初開始,全世界電力行業(yè)均將發(fā)展智能電網(wǎng)技術與產(chǎn)業(yè)作為重大方向,積極推進。從而,智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)以其重要的戰(zhàn)略性與新興性,理應作為重點項目列入電器工業(yè)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)行列。
智能電網(wǎng)將充分利用現(xiàn)代監(jiān)測、控制、信息、通信技術的成就,適應可再生能源發(fā)電與分布式電源大規(guī)模進入的形勢,大力增強抵御嚴重系統(tǒng)故障與自然災害實現(xiàn)自愈的能力,為用戶提供更加安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、清潔的電力。與此同時,還可通過與用戶的雙向互動,引導用戶合理用電,提高電網(wǎng)設備的利用率,優(yōu)化電網(wǎng)資源配置能力,實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能調(diào)度與經(jīng)濟運行,獲取較好的經(jīng)濟效益。智能電網(wǎng)的發(fā)展必將帶來電力系統(tǒng)的重大變革,引領全球電力行業(yè)走向未來。
智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)包括多方面的內(nèi)容,將帶動一批電器工業(yè)向前發(fā)展,諸如:特高壓與數(shù)字化輸變電技術與裝備;靈活輸電技術與裝備;大容量實用儲能電源;用于風電與太陽能發(fā)電并網(wǎng)、電網(wǎng)控制與提高電能質(zhì)量的電力電子裝備;用于電站、變電站、配電、電網(wǎng)調(diào)度自動化的數(shù)字化智能儀表與監(jiān)控、保護裝備;用于智能調(diào)度的高級分析和優(yōu)化的數(shù)據(jù)采集與傳輸、信息展現(xiàn)與集成的電子信息與通信裝備;以及發(fā)展綜合性的智能調(diào)度、智能變電站與智能小區(qū)的有關裝備等。
我國在已有產(chǎn)業(yè)基礎上,已積極開展了多方面的研發(fā)、試驗與示范應用工作,如在華東、華北及南方電網(wǎng)已有200多座數(shù)字化變電站投入運行;在華東電網(wǎng)啟動了統(tǒng)一信息平臺試點建設工作,在華北、上海電網(wǎng)啟動了數(shù)字電表等用戶側智能電網(wǎng)建設試點工作等??梢韵嘈牛诹袨殡娖鞴I(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)計劃后,整個工作將能更加迅速與協(xié)調(diào)前進,引領我國電網(wǎng)走向更加燦爛、輝煌的未來。
我國交通運輸正在迅速發(fā)展,構建我國現(xiàn)代化的、可持續(xù)發(fā)展的綜合交通體系已提上日程。由于我國石油資源與開采能力緊缺,大力發(fā)展節(jié)油電器化交通應是重大的指導原則。電器化交通包括電動汽車、電器化鐵路、地鐵、輕軌等城市軌道交通、磁浮列車與直線驅(qū)動列車。前已述及,應將電動汽車列為電器工業(yè)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點項目。電器化鐵路與城市軌道交通已成長為良好發(fā)育的規(guī)模化產(chǎn)業(yè),近年來與國家需求相結合,得到了迅速的發(fā)展,并已對“十二五”工作進行了落實的部署。此處著重建議將新興的非黏著驅(qū)動的磁浮與直線驅(qū)動電器化交通列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點項目。
非黏著驅(qū)動的磁浮列車與直線驅(qū)動車是上世紀下半葉研發(fā)成功的新興電器化交通,具有速度高、噪音小、能耗低、爬坡能力強、起動停車快,選線自由度較大等一系列優(yōu)越性。在長期研發(fā)試驗基礎上,本世紀初,已作為成熟的安全的可靠交通工具投入了實際運營,包括磁懸浮、同步直線電機驅(qū)動的高速磁浮列車;磁懸浮、感應直線電機驅(qū)動的中低速磁浮列車;及感應直線電機驅(qū)動、輪軌支撐的中低速直線驅(qū)動車三種類型。前者(高速,至580公里/時),主要適用于城際間長距離的重大干線,后二者(中低速,100-150公里/時)適用于城市軌道交通。世界已進入了發(fā)展磁浮與直線驅(qū)動交通的新階段,由實際運營應用的需求來繼續(xù)帶動技術的改進完善和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
我國幅員遼闊,人口眾多,大城市間的旅行距離常常超過1000公里,采用500公里/時的高速磁浮列車較350公里/時的高速輪軌列車有著明顯的優(yōu)越性。按照“跨越發(fā)展,引領未來”的指導思想,我國已決定與德國合作在我國建設世界第一條由上海浦東機場至龍陽路長約30公里的高速磁浮示范運營線。該線于2001年3月開工,2002年底建成開始運營,穩(wěn)定達到最高430公里/時的運營速度,列車正點率達99.6%,證實了整個技術與裝備的實用性、安全性、可靠性與先進性。在消化吸收德國技術的基礎上,結合建設運營的實踐經(jīng)驗,通過國家“十五”863計劃高速磁浮重大專項和“十一五”科技支撐計劃磁浮重大項目,組織了全國2000多名專家和技術人員協(xié)同攻關,開展國產(chǎn)化與創(chuàng)新研究以及裝備研制,取得了重大進展,基本掌握了核心技術。諸如:(1)掌握了系統(tǒng)集成技術,具備總體設計能力。(2)在線路軌道系統(tǒng)方面,使軌道木梁 成本比上海示范線降低三分之一,解決了穿越大江大河的隧道結構、沉降控制、消防逃生、排煙等一系列技術難題。(3)在購買德方車體技術許可基礎上,成都飛機廠與長春車輛廠研制了一列4節(jié)編組的國產(chǎn)化樣車,可望今秋在上海運行。自主研發(fā)了新型永磁電磁混合懸浮系統(tǒng)。(4)突破了15MVA大功率IGCT變流裝置和牽引控制系統(tǒng)的技術難點,完成了整體設計,進入了總體組裝,今年可投入試驗。(5)初步掌握了運行控制系統(tǒng)的核心技術,可在“十二五”期間實現(xiàn)應用系統(tǒng)突破。這些進展為我國在“十二五”期間建立現(xiàn)代交通領域世界領先的高速磁浮新興產(chǎn)業(yè)奠立了良好基礎,一個重要條件是國家選擇一條數(shù)百公里的實用運營線路,抓緊予以立項,來推動產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展。發(fā)展高速磁浮交通與已決定建設大量高速鐵路專線是相輔相成的,我國需要有各種先進的交通技術與產(chǎn)業(yè),應該科學合理地將不同技術用在最合適的地方。
中低速磁浮列車與直線電機驅(qū)動輪軌車在地鐵與城市軌道交通中有著噪音低、爬坡能力強、起動停車快等一系列優(yōu)點,將發(fā)揮重要作用。造價低,環(huán)境相容性好,適用于中等規(guī)模城市和大城市的郊區(qū)聯(lián)絡線。中低速磁浮列車我國有著長期研發(fā)經(jīng)驗,北京、上海、長沙、成都均做過大量工作,已成功研制成一列兩編組和一列三編組國產(chǎn)化實用樣車,經(jīng)過驗收達到可應用水平。已醞釀在“十二五”期間在北京與深圳各建一條運營線,帶動新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。引進技術、我國生產(chǎn)的直線電機驅(qū)動車已在廣州地鐵與北京機場進城線上運營使用,證實了其成熟性與安全可靠性。面對我國城市軌道交通迅速發(fā)展的大好形勢,應進一步選擇更多線路采用,帶動相應新興產(chǎn)業(yè)更快發(fā)展與技術的完善。
作為新興的、開始實用的交通技術,應該進入國家綜合交通系統(tǒng)規(guī)劃,明確主管部門,以持續(xù)的實用工程項目來帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術進步,盡快成為國家的規(guī)?;a(chǎn)業(yè)。
1911年發(fā)現(xiàn)了電阻為零的超導體,直至上世紀六十年代初,才找到了在液氦溫度(4.20K)下能承受強磁場和高電流密度的實用超導材料,主要是NbTi與Nb3Sn。將它們做成復合導線后,主要用于繞制磁體產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)直流強磁場。與科學實驗研究的需求相結合,在世界各國大型國家計劃支持下,研制成多種實用超導磁體,形成了初始導線與磁體產(chǎn)業(yè)。至八十年代中后期,超導磁體技術與產(chǎn)業(yè)已成熟到可按需求提供15萬高斯以下,不同形態(tài)的大體積實用強磁場系統(tǒng)。產(chǎn)業(yè)的成長更多依賴于規(guī)?;a(chǎn)品的形成,努力開拓強磁場產(chǎn)品的規(guī)模化應用成為推動產(chǎn)業(yè)化的主要任務,八十年代以來也取得了重要進展,諸如:(1)醫(yī)療用核磁成像裝置已成為規(guī)?;a(chǎn)品,有近萬臺0.5-3萬高斯,1米孔徑的全身成像超導磁體在全世界使用。(2)15萬高斯以下的小型強磁場與核磁共振譜儀已在很多大學與實驗室中普及,年產(chǎn)也達數(shù)百臺。(3)工業(yè)應用的超導磁分離與磁拉單晶裝置已開始示范應用。(4)超導強磁場的成熟大大激發(fā)了各界的積極性來開拓國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、材料制備與生物工程等多方面的規(guī)模產(chǎn)品,取得了可喜進展。這些進展有力地推動了超導磁體應用產(chǎn)業(yè)作為電器制造業(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的前進。
1987年發(fā)現(xiàn)了高臨界溫度超導體,九十年代中后期,研制成功了可在液氮溫度(770K)下實際使用的鉍系超導線并實現(xiàn)了小批量生產(chǎn),低價格的YBCO涂層導線也已研制成功,可開始投產(chǎn)。與低溫超導相比,高臨界溫度超導體可使工作溫度大大提高,用液氮冷卻代替液氦冷卻,其工頻交流損耗可在液氮下帶出,從而可用于工頻交流,主要應用研發(fā)集中在電力應用,包括超導輸電、超導變壓器、超導限流器與超導電機,世界各國已研制成功一些樣機,進行了示范運行,證實了它們的可行性與優(yōu)越性,不斷取得可喜進展。作為電力應用,其產(chǎn)品最終肯定是大規(guī)模的,并可充分利用電器制造業(yè)常規(guī)產(chǎn)品的已有技術與基礎,隨著技術的發(fā)展與材料價格的大幅度下降,將成為二十一世紀最主要的新興電器制造產(chǎn)業(yè),有關國家正努力做出相應規(guī)劃與部署。美國能源部認為:超導電力技術是21世紀電力工業(yè)唯一的高技術儲備,制定了Grid2030計劃,擬建立以超導輸電為骨干網(wǎng)的新型電網(wǎng),把超導輸電提升為國家戰(zhàn)略。
我國的應用超導工作得到了國家長期持續(xù)的重點支持。低溫NbTi,Nb3Sn超導線已形成了產(chǎn)業(yè),近年由于參加國際聚變反應堆(ITER)的合作,產(chǎn)業(yè)規(guī)模正在迅速擴大,高臨界溫度鉍系超導線已有廠家生產(chǎn),YBCO涂層導線正在積極研發(fā)。進行了三十多年超導磁體研發(fā)工作,研制成功多臺實用超導磁體,特別是近年建成了EAST全超導托卡馬克,技術處于世界先進行列,應用產(chǎn)業(yè)已經(jīng)起步。在超導電力應用方面,也已積極開展了輸電電纜、變壓器、限流器、電機與儲能的工作,均取得了階段性的重要成果。
建議將應用超導產(chǎn)業(yè),包括強磁場應用與電力應用列為電器工業(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點項目,在國家大力支持、組織下,得到更迅速的發(fā)展。
我國各方面的能源利用效率仍然較低,很多行業(yè)的耗能指標與國際先進水平存在一定差距,從而必須努力提高能源效率,把節(jié)能放在首位作為基本國策。與各行各業(yè)的實際需求相結合,已經(jīng)出現(xiàn)了一批新興的節(jié)能產(chǎn)業(yè),諸如:高效節(jié)能電動機;電力電子器件與電源;發(fā)光二極管照明等,對于這些產(chǎn)業(yè)也應列入規(guī)劃,支持其良好發(fā)展。