重磅！室温超导引发储能行业巨变！

8月1日，韩国室温超导材料事件“剧情”开始反转。在此之前，没人认为韩国实验室找出的“LK-99”室温超导材料是真的；可随着昨天中美俄实验室同日复现该晶体，华中科技大学常海欣团队更是做出了抗磁样品，大家开始有点信了。

(资料图片)

不过，在室温超导论文引起国际关注后，该研究团队的一名成员李硕裴近日在接受媒体采访时称，论文存在缺陷，系团队中的一名成员擅自发布，目前团队已要求下架论文。

室温超导如何引发储能行业巨变

倘若室温超导材料成真，储能行业将是首当其冲被改变的行业之一。

超导电磁储能（SMES）是利用超导线圈将电磁能直接储存起来，需要时再将电磁能回馈电网或其他负载，并对电网的电压凹陷、谐波等进行灵活治理，或提供瞬态大功率有功支撑的一种电力设施。

其工作原理是：正常运行时，电网电流通过整流向超导电感充电，然后保持恒流运行（由于采用超导线圈储能，所储存的能量几乎可以无损耗地永久储存下去，直到需要释放时为止）。当电网发生瞬态电压跌落或骤升、瞬态有功不平衡时，可从超导电感提取能量，经逆变器转换为交流，并向电网输出可灵活调节的有功或无功，从而保障电网的瞬态电压稳定和有功平衡。

超导电磁储能系统主要包括4部分：超导储能线圈、功率变换系统、低温制冷系统和快速测量控制系统。其中超导储能线圈和功率变换系统为SMES的核心关键部件。

超导储能线圈是由在一定条件下具有超导特性的导体绕制而成，可以在一定条件下无阻、无损地承载稳态直流大电流，是系统中的电磁能量存储单元。

目前，超导储能线圈的发展经历了两个阶段，第一阶段是NbTi等低温储能超导材料，这一阶段，线圈结构由单螺管结构进阶为螺绕环构型，很好地解决了漏磁场及其引发的涡流损耗问题；1996年美国超导公司研发出世界第一台高温超导储能线圈，超导储能线圈发展进入第二阶段，不过受高温超导材料的价格、性能的影响，高温超导储能线圈技术的发展较为缓慢。

室温超导材料成真，成本的下降将推动超导储能线圈发展进入第三个阶段，极大地加快超导电磁储能技术的商业化进度。届时，储能行业将发生巨变。

超导电磁储能为何如此受重视

超导，被誉为“物理学的圣杯”，事实上，许多材料都能成为超导体，即无阻力地传输电力，前提是要把它们冷却到非常低的温度（零下269°左右）。由于其需要满足严苛的温度条件，因此关于它的应用尚未达到能够带来颠覆性改变的水平。

事实上，超导技术早已在储能领域展开了实际应用。超导储能装置的优点主要有以下几点：

1、无需能量转换、直接储能，转换效率高，响应速度快，功率密度大。

2、用于电网时，超导储能可以调节电网的负荷，低谷时储藏电能，高峰时释放电能，电力输入超导线圈中，电流可在里面长期流动而几乎不损耗电能，因此，可设计大容量的超导储能装置于地下岩石中，储存大量电能供电网调峰之用。

3、超导体约束的等离子体可以引起核聚变以实现受控热核反应，为解决能源危机发挥重大作用。

我国首台超导储能装置位于甘肃省白银变电站。但已有的超导体需要昂贵且笨重的冷却系统才能实现零电阻导电，因此，运行及维护成本高，尚未广泛地使用！目前主流的储能方式依旧是机械储能和电化学储能。

世界超导电磁储能发展格局

世界各大主要经济体在超导电磁储能领域均有布局，美国、中国、日本、韩国、俄罗斯、德国、法国、芬兰等均有重要成果。

美国是最早研究超导电磁储能的国家之一，小型超导电磁储能技术早已达到商业化水平。20世纪70年代初，威斯康辛大学应用超导中心利用1个由超导电感线圈和三相AC/DC格里茨桥路组成的电能存储系统，开创了超导储能在电力系统应用的先河。

日本和韩国在超导电磁储能研究方面也处于世界前列，早在1998年，日本就研制了一台5MJ的超导电磁储能系统，2007年，日本还研究成功了一台10 MV·A/20 MJ的超导电磁储能系统，并实际应用于一个水电站和轧钢厂之间。

2006年，韩国电气研究院（KERI）研制并完成了3MJ/750kV·A 超导电磁储能系统的实验测试，并已在2008年成功设计组装测试了600 kJ高温超导电磁储能系统。

俄罗斯、德国、法国、芬兰等国家也开展了超导电磁储能装置的设计与应用研究工作，其中法国2008年设计研制的800kJ高温超导电磁储能系统较具代表性。

我国虽然起步晚，但是进步快，2003年9月，清华大学与保定天威集团公司合作研制完成0.3 MJ超导储能线圈；2015年，华中科技大学联合中国科学院等离子研究所、国家电网湖北电力公司研制了一台600 V/150 kJ/100 kW的可移动高温超导电磁储能系统。

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