从“同步”到“领先”——世界首条35千伏公里级超导输电示范工程背后的科研故事

　　这是目前为止全世界所有超导电缆系统工程中唯一一条在核心城区投运的线路;是目前为止全世界最长的一条公里级超导电缆示范工程项目;是全世界唯一采用全程排管敷设的超导电缆;是世界上唯一拥有双接头的超导电缆工程;在35千伏的电压等级上，它的实际传输容量是最大的……

　　位于上海市徐汇区的世界首条35千伏公里级超导输电示范工程，被人津津乐道的多是其开创的诸多“世界第一”的头衔，但鲜为人知的是，这许多“最”字中涵盖的核心技术是由申能集团旗下上海电缆研究所自主研发的，这背后是三代超导人20余载的攻坚克难与矢志不渝。

　　誓要在上海摘下这颗“明珠”

　　大屏幕上，“超导大负荷监控图”的折线正不断攀升，并在12时30分达到最高电流2160.12安培，电力调度大厅里爆发出一阵热烈的掌声。

　　2023年8月的这一刻值得被记住，世界首条35千伏公里级超导输电示范工程在这一天顺利实现满负荷运行。

　　超导输电，是当今电力行业最具革命性的前沿技术之一，超导电缆技术也一直被视为电能传输技术皇冠上的“明珠”。其原理是在低温液氮环境中，利用超导材料的超导特性，使电力传输电阻接近于零，电能传输损耗趋近于零，从而实现低电压等级的大容量输电。一条超导电缆的输送容量相当于许多根相同电压等级的传统电缆。

　　这项代表未来的技术，中国不能落于人后。而摘下这颗“明珠”的重任最终落在上海。

　　60多年前，在国内电缆技术一片空白的时候，上海电缆研究所带着“开疆”的期许与重任成立;20年前，面对在世界超导电缆行业开辟中国赛道的“拓土”任务，上海电缆研究所也自然站到了最前排。

　　“上海电缆研究所是中国电缆行业‘摇篮’般的存在。”上海电缆研究所有限公司总经理江斌说，数十年来，上海电缆研究所统筹管理了中国几乎所有的电缆国际标准，帮助建立了近20家国内电缆行业头部企业，“如今，公里级超导输电示范工程实现满负荷运行，上海电缆研究所成功摘下这颗‘明珠’，也证明了选择这条路径的正确性。”

　　在上海电缆研究所第一代超导人、中国工程院院士黄崇祺看来，上海除了拥有孕育产业的“摇篮”之外，“更有着最得天独厚的应用条件”。“如果高温超导电缆得到广泛应用，将能解决像上海这样的超大型城市用电密度高、建设用地紧张的问题，为超大型城市提供最佳输电方案，其带来的经济效益和社会效益不言而喻。”黄崇祺说。

　　接续攻关让“同步”变“领先”

　　“曾经，高电压等级的电缆、海缆都需要依靠进口，我们攻关实现国产是一个从‘落后’到‘追上’的过程。如今，高温超导输电技术我们早早布局，从一开始就是与世界‘同步’进行，经过三代人20年的接续攻关，在这一领域，我们从‘同步’变成了‘领先’。”上海国际超导科技有限公司总经理、上海电缆研究所副总工程师宗曦华说。

　　从一条建在仓库里的验证生产线开始，上海电缆所制定了长期的高温超导产业化规划，并打造了一支科研铁军。数不清的工艺图纸，记不全的调试改造次数……2010年，经过长期的基础性研究和关键技术攻关，一套电压35千伏、电流2000安培的30米超导电缆系统成功搭建。团队也形成了稳定的生产工艺，并实现了工艺车间中所有生产线的自主设计。

　　“自主的意义在于打破壁垒，我们将国外曾经垄断的原材料价格降低了近三分之二。”黄崇祺说。

　　从“同步”到“领先”绝非易事，很需要些迎难而上的坚持与直面疑虑的无畏。

　　科研团队在进行超导电缆试验时也遇到了一项世界级的难题——局部放电测试。超导电缆系统的特殊性让微弱信号检测隔离变得十分复杂，很容易测试失败。迎难而上、愈挫愈勇，团队终于在2019年底，完成了这个关键数据的测量。而这一关键数据，也让上海电缆研究所在全球首个超导电缆国际标准制订大会上极大地提升了我国在超导领域的话语权。

　　科创的最后一步就是为了“用”。上海大胆拿出最核心的城区地块支持电缆敷设，让世界首套全商业化运行35千伏公里级超导电缆示范工程落地、投运。

　　永远瞄准未来的初心

　　自2021年12月正式投入运行以来，上海的超导电缆示范工程已连续安全稳定运行超过600天，累计为上海徐家汇商圈、上海体育馆等核心区域4.9万户用户供电近3亿度，开创了公里级超导电缆在大型城市核心区域运行的世界先例。

　　国家发改委2022年9月公布的数据显示，我国已建成全球规模最大的电力系统，35千伏及以上输电线路长度达到226万公里，相当于绕地球56圈。

　　相对于如此庞大的数据，这条35千伏超导输电电缆的“1.2公里”显得十分渺小。

　　“这只是巨人迈开的‘第一步’。”黄崇祺说，“下一步我们还要向5公里级以及10公里级出发!”

　　据悉，上海电缆研究所还将继续开展超导电缆的大规模应用，逐步降低成本。同时，不断优化“一核两翼八驱”战略性布局，深入开展线缆领域共性技术研发，在新材料、轨道交通、架空导线、海底电力电缆、光电复合线缆等领域形成系列技术成果。围绕国家重大工程需求和行业关键共性需求，进一步拓展科技服务领域，构建相关技术领域的技术整合、优化、配套与转化协同的科研转化、科技创新平台。

　　“三代人20年，最可贵的是，这20年来，科研攻关团队的骨干成员没有流失，初心与恒心推动着我国高温超导电缆技术一步步实现产业化。”宗曦华说。

　　“从成立之日开始，上海电缆研究所的初心，就并非囿于推进技术本身，而是心怀国之大者，瞄准把握未来的方向与机遇。”江斌说，“科技创新对于推动实现经济高质量发展具有重大意义，今天我们在超导输电领域收获的一颗‘明珠’，光芒有限，但我们瞄准未来、始终前行，必将收获一片星光璀璨。”(经济参考报 记者 王默玲 参与采写：薛思雯)