中国特高压会被取代吗？美国超导输电明年试点，迎来零损耗时代？

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文|波克

编辑|波克

大家最近有没有听说，美国要在芝加哥搞个超导输电的大项目？说是能做到电力传输零损耗，这可把不少人给震惊了。

咱们国家的特高压技术可是世界领先的，现在美国突然冒出个超导输电，听起来比特高压还厉害。这到底是怎么回事？咱们引以为傲的特高压技术真的要被美国的新技术给比下去了吗？

液氮降温下的电力革命到底有多神奇

超导输电这个东西，说白了就是让电流在传输过程中一点都不损耗。大家知道吗，咱们家里用的电，从发电厂送过来的路上其实浪费了不少。

就拿最先进的特高压线路来说，电从新疆送到上海，路上也得损失百分之三到五的电量。这听起来不多，可全国一年算下来，浪费掉的电够几百万人用一整年了。

超导材料的神奇之处在于，只要把温度降到零下196度，电阻就变成零了。电流通过的时候就跟没有阻碍一样，一点损耗都没有。零下196度是个什么概念呢？咱们东北最冷的时候也就零下四五十度，而这个温度能把空气都冻成液体。科学家们在1986年就发现了这种材料，到现在已经快40年了。

实现超导输电需要把电缆做成空心的，里面不停地灌液氮来保持低温。外面再包上厚厚的保温材料，就像给电缆穿了件超级羽绒服。这样电流在里面跑的时候就畅通无阻了。听起来是不是特别简单？可实际操作起来，难度大着呢。

上海的超导电缆已经悄悄运行两年了

很多人不知道，咱们国家其实早就在搞超导输电了。上海有一条1.2公里长的超导电缆，从2021年底就开始工作了。到2023年夏天的时候，这条电缆已经输送了差不多3亿度电，连续运行了600多天都没出问题。

这条超导电缆虽然只有1.2公里，可本事不小。一条超导电缆的输电能力，相当于普通电缆的四到六倍。也就是说，原来需要六根电缆的地方，现在一根就够了。这对寸土寸金的大城市来说，可省了不少地方。

上海这个项目最让人骄傲的是，从超导材料到制冷设备，全都是咱们自己造的。没有依赖任何国外技术，完全是中国制造。运行两年多来，系统一直很稳定，证明咱们的技术水平确实达到了国际先进水平。

可为什么这么好的技术，到现在还只有这么一小段在用呢？原因很简单，太贵了。超导材料本身就比铜线贵好几倍，再加上制冷设备、保温系统，成本高得吓人。

美国人的新点子能行得通吗

美国那边有家叫Veir的公司，想出了个挺有意思的办法。他们不像传统做法那样让液氮在封闭管道里循环，而是让液氮直接在电缆里蒸发掉。每隔一段距离建个回收站，把蒸发的氮气收集起来，重新变成液氮再用。

2023年的时候，他们在马萨诸塞州铺了30米的试验线路。别看只有30米，输电能力提高了五到十倍。这个数字确实挺吸引人的。按照他们的计划，2026年要在芝加哥搞个大规模的商业试点。

可问题是，30米的试验线路和实际应用差得太远了。想想看，每隔一段距离就要建个液氮回收站，这得花多少钱？每个回收站都需要专门的设备和人员维护，一旦某个站点出问题，整条线路都可能瘫痪。

美国能源部对这个项目寄予厚望，认为这可能改变整个电力传输的格局。可业内人士都知道，从实验室到实际应用，中间有太多坑要踩。很多看起来很美好的技术，最后都败在了成本和可靠性上。

算算账就知道为啥推广不了

咱们来算笔账。全世界的电网线路加起来有几千万公里，如果都换成超导材料，光材料费就是个天文数字。更要命的是，这还不是一次性投入就完事的。

从新疆到上海，几千公里的线路，要一直保持零下196度。这意味着要不停地往里面加液氮。液氮虽然不算太贵，可架不住用量大啊。每公里线路每天要消耗多少液氮？这些液氮从哪来？怎么运？怎么储存？每个环节都是钱。

算下来，光是液氮的成本，可能就比现在损耗那百分之三到五的电还要贵。这还不算设备维护、人工成本这些。德国在埃森建了1公里的超导线路，美国在芝加哥建了200米的地下超导线路，为啥都这么短？就是因为太贵了，根本铺不起长的。

维护也是个大问题。传统电网出故障了，电工开个车就能去修。超导电网出问题可麻烦了，得先停掉液氮系统，等温度升上来才能检修。修完了还要重新降温，这一来一回，停电时间可能是普通电网的好几倍。老百姓可等不起。

特高压和超导谁也替代不了谁

说到底，特高压和超导输电各有各的用武之地。特高压技术经过这些年的发展，已经非常成熟了。

从西北的风电光伏基地把电送到东部沿海，几千公里的距离，特高压是最合适的选择。技术成熟、成本可控、运行稳定，这些优势短期内很难被取代。

超导输电更适合在城市里用。城市电网距离短、用电密度大，超导电缆占地少、输电能力强的优势就能发挥出来了。

比如在市中心那些寸土寸金的地方，用一根超导电缆代替六根普通电缆，省下的空间价值可能比多花的成本还要高。

国际能源署预测，到2040年，全球需要新增或者更换8000万公里的电网线路。这么大的市场，够两种技术都吃饱了。关键看谁能在成本控制上取得突破。

现在核聚变研究很热门，需要大量超导材料来产生强磁场。如果核聚变真的实现商业化，超导材料的产量会大幅增加，成本自然就降下来了。到那时候，超导输电可能真的会大规模推广。

中美两国在超导输电领域基本上处在同一条起跑线上。美国有些新想法，咱们有实际的工程经验。谁能率先在成本和可靠性上取得突破，谁就能占据主动。这不是你死我活的竞争，而是技术进步的必然过程。

结语

电力技术的发展从来都不是非黑即白的。特高压有特高压的优势，超导有超导的特点。美国的超导输电试点确实值得关注，可说要马上取代咱们的特高压，那还早着呢。

技术进步需要时间，需要一步一个脚印地走。咱们既要保持清醒，看到自己的不足，也要有信心，相信自己的实力。毕竟在电力领域，中国已经是世界级选手了。

信息来源： - 国际能源署《2040年全球电网发展报告》 - 美国能源部超导输电试点项目公告（2024年） - 上海市电力公司超导输电示范工程运行报告（2023年） - 中国电力科学研究院特高压技术白皮书 - IEEE电力与能源学会超导技术专题报告