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隨著經濟和社會的發展,人們的電力需求量日益增長,使得電力系統向更大規模方向發展,對電力能品質和供電可靠性也提出更高要求。然而,由于中國電力資源和負荷分布不均,使得長距離輸電成為必然。而電電力在傳輸中的損耗成為急需解決的突出問題。據統計,傳統電線或電纜受銅、鋁等基本導電材料電導率限制,2007年中國在輸變電過程中的損耗大約為7.5%(其中線路損耗約占70%左右)。為減少電力輸變電過程中的損失,亟需采用新型輸電方式來實現資源節約型電能輸送。作為智能電網基礎技術之一,超導電纜憑借其諸多優點已在電力工業中引起了越來越多的關注。
所謂超導電纜就是采用高溫超導材料制作的電纜。與傳統電纜相比,它具有在輸電過程中能量損耗低、輸送容量大、體積小、電磁污染少等優點;在相同截面下,超導電纜的輸電能力是常規電纜的3~5倍。超導電纜還能利用現有的各種線路,例如管道線、鐵路線、公路線等進行安裝運行,這又能大幅降低原有線纜的升級成本。因此,它目前正成為多國電網改造的重要工具之一。
就我國情況來看,東部人口稠密、經濟較發達,地區用電負荷密集。然而東部能源稀少,西部能源卻十分豐富,因此西部大量的能源需要用不同的方法長距離地輸送到東部來。例如中國的山西省有大量的煤,如果運到東部地區的發電站鐵路,可行的的方法就是陸路運輸。不管是公路還是鐵路,運煤過程中撒下的煤末對沿路的環境影響會很大。如果能在山西煤礦附近發電,然后用高溫超導電纜將電能輸送到東部,這會大量節省能源并對改善環境污染有明顯的作用。另一方面,高溫超導電纜沒有造成環境污染的可能性,而充油常規電纜存在著漏油污染環境的危險。另外,高溫超導電纜在結構上還可以使其磁場集中在電纜內部,防止對環境的電磁污染。
從長遠來講,超導電纜的應用還使長距離直流輸電技術變得容易和經濟。用于直流輸電,超導電纜會使電網線損降低70%以上,顯示出更好的經濟效益。由于超導電纜傳輸電力的能力是傳統常規電纜的3—5倍,所以使用超導電纜還可以節約輸電系統的占地面積和空間,節省大量寶貴的土地資源,相應地保護了生態環境。
早前,中國第一組實用超導電纜的順利并網運行,表明我國超導電纜的技術已趨于成熟,對我國的電力系統的發展具有深遠的影響。超導電纜在我國電網干線及輸電瓶頸線路的應用將有利于提高電網的安全性和可靠性。在長距離大容量輸電時,超導電纜在系統綜合性能上具有無可比擬的優勢,從長遠上將根本解決我國“西電東送”等長距離大容量輸電問題。
此外,自改革開放以以來,我國電線電纜行業從過去的123個定點廠發展到據說7000多家廠,不能不說是中國經濟大發展的一個輝煌壯舉。然而,這幾年隨著行業市場的飽和、原材料的漲價、嚴重的供大于求等諸多因素的影響,痼疾難除的電線電纜業處在惡性無序競爭之中,很多線纜企業都相繼整合重組,重新煥發的青春。國內浩浩蕩蕩的電線電纜行業大軍,已經到了整合的關卡。不少專家指出,近幾年來的快速發展,使我國電線電纜行業的生產能力遠高于需求,低端電線電纜產品市場接近飽和,設備利用率僅為30%—40%,兼并與重組,將成為今后電線電纜行業的主話題。
此時,電纜市場對超導電纜的開放接納姿態為久在低端混戰的國內電纜企業提供了一條脫身之路,又好似春風迎面吹來,為電線電纜行業這個“垂危病人”注入了一針“強心劑”。
據預測,高溫超導輸電電纜市場前景廣闊,預計到2020年世界整個超導應用的總市場將達2440億美元,高溫超導電纜約占5%的份額。挑戰與機遇并存,我國電線電纜行業應緊緊抓住這一良機,整合改組,占領超導電纜這一高科技線纜產業,從而贏得客觀的經濟效益,振興我國電線電纜行業排除惡性無序竟爭,迎接真正的輝煌遠景的到來。
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