【電纜寶dianlanbao】歐洲的能源格局正在迅速變化，可再生能源比例穩(wěn)步提高。 例如，在德國，太陽能和風力發(fā)電在2015年平均占電力總產(chǎn)量的33％。作為該國能源轉(zhuǎn)型或能源轉(zhuǎn)型的一部分，核電的淘汰將影響當?shù)仉娋W(wǎng)。

然而，可再生能源取決于當?shù)靥鞖鈼l件，電力可能從一個地區(qū)分流到另一個地區(qū)，還有建設連接歐洲各國的新的長距離輸電線網(wǎng)絡。現(xiàn)有的技術，高壓直流架空線是目前最便宜的選擇。但是，農(nóng)村人口和環(huán)保組織堅決反對這一做法，另一種方法是在地下埋設銅或鋁高壓線路，這是人口密集地區(qū)使用的一種解決方案，但由于架空線路的成本高得多，這種方法不可能長距離使用。

通過銅線或鋁線輸送能量的另一個缺點是由這些導線的電阻會引起的傳輸損耗。這種電阻會導致電線發(fā)熱，并直接導致能量損失。對于長線來說，能量損失可能高達傳輸能量的10％。在歐洲，這相當于3到5個大型發(fā)電廠的產(chǎn)量。

1911年，荷蘭物理學家?？恕た帧ぐ簝?nèi)斯（Heike Kamerling Onnes）發(fā)現(xiàn)了超導體。他發(fā)現(xiàn)，當一些金屬冷卻到接近絕對零度的溫度時，它們將失去所有的電阻。例如，在幾乎絕對為零的鈮閉環(huán)中流動的電流將永遠流動。科學家認為，超導電線可能是能源運輸?shù)囊粋€好途徑。

第一個實際的建議是50年前美國物理學家理查德·加文（Richard Garwin）提出的。他提出，運輸100千兆瓦（當時美國生產(chǎn)的所有能源）的1000千米輸電線路可以通過一條僅有30厘米寬的地下超導電纜（包括其冷卻系統(tǒng)）傳輸。缺點是將導線冷卻到絕對零度以上幾度費用太昂貴了。

在二十世紀八十年代，科學家們發(fā)現(xiàn)了新的陶瓷材料，可以在很高的溫度下變成超導體，溫度達絕對零度以上70度。盡管這樣將會便宜得多，但是這些高溫超導體難以制造，并且在長距離使用時成本也很高。由于成本高昂，公用事業(yè)公司一直對能源運輸?shù)氖褂贸知q豫的態(tài)度。

但在2001年，日本的研究人員發(fā)現(xiàn)，一個相當簡單的化合物，二硼化鎂（MgB 2），在絕對零度（39K）以上39度的溫度下可以變成超導體。 2011年，在德國波茨坦的高級可持續(xù)發(fā)展研究所（IASS），諾貝爾物理學獎獲得者卡洛·魯比亞（Carlo Rubbia）發(fā)起了一個研究組，研究超導電線在能源運輸中的應用。

二硼化鎂只有粉末形式，但是意大利熱那亞的哥倫布超導公司的研究人員發(fā)現(xiàn)，這種材料可以通過用粉末填充銅或鎳管并燒結(jié)而制成長股?？偨?jīng)理兼公司聯(lián)合創(chuàng)始人Giovanni Grasso說：“高成本阻礙了超導體長距離的能量傳輸，MgB2確實改變了這一局面。

2014年，歐洲核子研究中心對MgB2線進行的第一次測試證實，該材料將是一個不錯的選擇。 IASS的物理學家阿德拉·馬里安（Adela Marian）說：“MgB2電線經(jīng)過高達20,000安培的高電流測試，這個實驗證實了MgB2作為遠距離能量傳輸?shù)某瑢w的潛力。

該研究所正在與歐洲核子研究中心（CERN），哥倫布（Columbus）等研究小組一起參與歐洲“最佳路徑”項目的超導體研究。他們現(xiàn)在正在籌劃一個示范項目，將在與未來能源傳輸系統(tǒng)相匹配的條件下測試一個MgB2電纜。

在200-320千伏的電壓和高達10,000安培的直流電流的情況下，實驗將通過12.5毫米的超導電纜，展示3.2千兆瓦（相當于三個大型發(fā)電站的輸出）的輸電量。這根電纜將與其冷卻系統(tǒng)一起放置在一個管中，使其保持在20K的最佳溫度。

冷卻系統(tǒng)的未來設計仍在調(diào)查中。它將分兩個階段進行：首先，使用氮氣的外部冷卻系統(tǒng)將使溫度下降到70K，然后電纜本身的溫度降低到20K。冷卻劑將是液態(tài)氫氣或氦氣。

法國公司Nexans的項目負責人Christian Eric Bruzec說：“工作的低溫系統(tǒng)仍然是限制這一應用的主要方面,盡管如此，最終，地下MgB2電纜預計將與架空輸電線路競爭，Marian說。

關注“電纜寶”公眾號

免費獲取海量采購、招標、現(xiàn)貨、線纜價格最新信息

采購招標 | 現(xiàn)貨市場 | 廠商報價

電纜寶提供每日最新電線電纜價格行情及電線電纜資訊的實時報道；電纜寶只為您關注您所關注的！