近年來(lái)，隨著超導(dǎo)技術(shù)在能源、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用取得重大突破，高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)材料與應(yīng)用相互促進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。產(chǎn)業(yè)既迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇，也面臨諸多挑戰(zhàn)，亟待產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)力，加快產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，搶占產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，為滿足高場(chǎng)強(qiáng)電領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略需求提供保障。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　超導(dǎo)材料具有零電阻和完全抗磁性等性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)常規(guī)材料無(wú)法實(shí)現(xiàn)的大容量無(wú)阻輸電、超強(qiáng)磁場(chǎng)等應(yīng)用，是具有重大經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略意義的先進(jìn)材料。《國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》等多個(gè)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃將超導(dǎo)材料列為未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)突破方向，明確提出，加快超導(dǎo)材料等前沿新材料創(chuàng)新應(yīng)用。目前，我國(guó)高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　一是高溫超導(dǎo)材料規(guī)模化制備技術(shù)取得突破。實(shí)用化的高溫超導(dǎo)材料主要包括銅氧化物超導(dǎo)材料、二硼化鎂超導(dǎo)材料和新型鐵基超導(dǎo)材料。在以釔鋇銅氧（YBCO）為代表的銅氧化物高溫超導(dǎo)線材規(guī)模化生產(chǎn)上，我國(guó)長(zhǎng)三角地區(qū)多家企業(yè)已具備千米級(jí)線材的生產(chǎn)能力，進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)水平行列。在二硼化鎂超導(dǎo)材料方面，我國(guó)也實(shí)現(xiàn)了千米級(jí)長(zhǎng)線技術(shù)的突破。在新型鐵基超導(dǎo)材料實(shí)用化研發(fā)領(lǐng)域，我國(guó)一直處于國(guó)際引領(lǐng)地位，率先突破了高性能長(zhǎng)線制備技術(shù)并建成了千米級(jí)長(zhǎng)線制備平臺(tái)，開(kāi)辟了實(shí)用化高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)“新賽道”。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　二是基于高溫超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用日趨成熟。在高溫超導(dǎo)電力應(yīng)用領(lǐng)域，我國(guó)研制出配電級(jí)超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)限流器和超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)等超導(dǎo)電力設(shè)備；建成全球首座超導(dǎo)變電站，實(shí)現(xiàn)了掛網(wǎng)示范運(yùn)行；國(guó)際首條1.2公里高溫超導(dǎo)電纜商業(yè)化示范段在上海正式投運(yùn)；自主研制的10千伏三相同軸高溫超導(dǎo)交流電纜在深圳投入運(yùn)行。在超導(dǎo)磁體應(yīng)用領(lǐng)域，我國(guó)研制的26特斯拉/50毫米孔徑高場(chǎng)超導(dǎo)磁體已用于懷柔國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施；自主研制的世界首臺(tái)兆瓦級(jí)高溫超導(dǎo)感應(yīng)加熱裝置成功投運(yùn)；自主研制的高溫超導(dǎo)磁控硅單晶生長(zhǎng)設(shè)備填補(bǔ)了高端硅晶體制造領(lǐng)域多項(xiàng)空白；首套高溫超導(dǎo)電動(dòng)懸浮全要素試驗(yàn)系統(tǒng)完成首次車(chē)輛懸浮運(yùn)行。上述應(yīng)用表明我國(guó)高溫超導(dǎo)材料應(yīng)用場(chǎng)景日益豐富，產(chǎn)業(yè)生態(tài)持續(xù)完善。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　三是高溫超導(dǎo)材料的市場(chǎng)需求迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。近年來(lái)，由于高溫超導(dǎo)材料的不斷發(fā)展，讓小型化、低成本的商業(yè)化聚變堆成為可能。未來(lái)，商業(yè)化聚變堆擬運(yùn)行于20特斯拉以上磁場(chǎng)強(qiáng)度，每個(gè)堆所需高溫超導(dǎo)線總長(zhǎng)度將達(dá)5000—10000公里。在聚變堆商業(yè)化的推動(dòng)下，高溫超導(dǎo)材料迎來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史性重大機(jī)遇，全球市場(chǎng)需求自2020年已提升10倍以上，達(dá)到每年數(shù)千公里。目前，全球商業(yè)核聚變領(lǐng)域企業(yè)總數(shù)已突破40家，共吸引超過(guò)70億美元的投資，未來(lái)一旦核聚變關(guān)鍵技術(shù)獲得突破，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到每年數(shù)千億級(jí)。此外，在高能加速器領(lǐng)域，歐洲規(guī)劃將16—20特斯拉的高場(chǎng)超導(dǎo)磁體用于下一代加速器，我國(guó)提出的新一代高能加速器磁場(chǎng)強(qiáng)度將達(dá)到16—24特斯拉國(guó)際最高水平。這些大科學(xué)裝置由數(shù)千個(gè)高場(chǎng)超導(dǎo)磁體組成，均需數(shù)千噸超導(dǎo)材料，也將極大帶動(dòng)高溫超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　當(dāng)前，我國(guó)高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展仍面臨材料性價(jià)比低、關(guān)鍵技術(shù)存在短板、產(chǎn)業(yè)鏈配套不完善等問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　一是材料制備成本偏高，規(guī)模化應(yīng)用受限。高溫超導(dǎo)材料由于實(shí)用化性能、規(guī)模化制備和生產(chǎn)成本等因素制約，仍處于規(guī)模化應(yīng)用初期。如YBCO超導(dǎo)線材主要采用鍍膜工藝制備，據(jù)2023年《科學(xué)》雜志報(bào)道，其市場(chǎng)價(jià)格為150美元/千安米左右，距業(yè)界公認(rèn)的50美元/千安米的大規(guī)模應(yīng)用目標(biāo)還存在差距。對(duì)于二硼化鎂和新型鐵基超導(dǎo)材料，采用粉末裝管法制備線材可降低成本，但其高場(chǎng)載流性能還需繼續(xù)提高。因此，持續(xù)提升載流能力、降低制造成本，是高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　二是關(guān)鍵技術(shù)存在短板，產(chǎn)業(yè)化能力不足。我國(guó)高端超導(dǎo)磁體長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展相對(duì)滯后。如大口徑高場(chǎng)超導(dǎo)磁體是高端醫(yī)療裝備、工業(yè)與特種裝備等領(lǐng)域的重要設(shè)備，我國(guó)商品化大口徑高場(chǎng)超導(dǎo)磁體的制造技術(shù)尚不成熟，相關(guān)產(chǎn)業(yè)仍無(wú)法與發(fā)達(dá)國(guó)家全面競(jìng)爭(zhēng)。核磁共振譜儀是生命科學(xué)、藥物研發(fā)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的高端分析儀器，近年來(lái)我國(guó)市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)。然而，核磁共振譜儀市場(chǎng)長(zhǎng)期被國(guó)外廠商壟斷，我國(guó)商品化核磁共振譜儀處于起步發(fā)展階段，需加強(qiáng)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　三是產(chǎn)業(yè)鏈配套不完善，自主可控缺乏保障。我國(guó)在高溫超導(dǎo)材料研發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域有著豐富的技術(shù)積累和較完整的產(chǎn)業(yè)布局，但由于創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈不完整，相關(guān)配套技術(shù)存在短板。如高溫超導(dǎo)材料研發(fā)所需的部分科研裝備，還依賴國(guó)外進(jìn)口，面臨配件購(gòu)買(mǎi)周期長(zhǎng)、維護(hù)費(fèi)用高等問(wèn)題。在高溫超導(dǎo)線材制備所需的部分高純?cè)牧稀⒏哔|(zhì)量靶材等方面，也存在依賴國(guó)外進(jìn)口的問(wèn)題，面臨斷供風(fēng)險(xiǎn)，需進(jìn)一步加強(qiáng)自主創(chuàng)新。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　產(chǎn)學(xué)研融合助力產(chǎn)業(yè)邁上新臺(tái)階Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　針對(duì)上述挑戰(zhàn)，我國(guó)應(yīng)從核心技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展和創(chuàng)新生態(tài)構(gòu)建三個(gè)方面入手，形成產(chǎn)學(xué)研相互協(xié)作、融合發(fā)展的創(chuàng)新體系，共同推動(dòng)高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　第一，完善頂層設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌核心技術(shù)攻關(guān)。高溫超導(dǎo)材料作為前沿新材料，其實(shí)用化研發(fā)涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，需完善國(guó)家科技創(chuàng)新戰(zhàn)略部署和頂層設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌優(yōu)勢(shì)科研隊(duì)伍、國(guó)家科研基地平臺(tái)和重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，強(qiáng)化目標(biāo)導(dǎo)向攻關(guān)，重點(diǎn)突破高性能高溫超導(dǎo)材料制備及高場(chǎng)強(qiáng)電應(yīng)用關(guān)鍵核心技術(shù)，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展筑牢基礎(chǔ)。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　第二，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)協(xié)同，持續(xù)推動(dòng)強(qiáng)鏈增效。在高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)上游重點(diǎn)加強(qiáng)高純度化學(xué)原料、高質(zhì)量靶材、高強(qiáng)度合金等原材料的自主可控。在產(chǎn)業(yè)中游強(qiáng)化低溫制冷技術(shù)與設(shè)備、材料成型精密加工設(shè)備、高端測(cè)試分析儀器等配套裝備和技術(shù)保障。在產(chǎn)業(yè)下游聚焦能源、電力、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域的重大需求，構(gòu)建應(yīng)用牽引的“市場(chǎng)驗(yàn)證—技術(shù)迭代—材料升級(jí)”反饋閉環(huán)，形成“原材料—配套技術(shù)—產(chǎn)業(yè)應(yīng)用”的全鏈條協(xié)同發(fā)展。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　第三，構(gòu)建創(chuàng)新生態(tài)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)升級(jí)。在國(guó)家層面支持的基礎(chǔ)上，積極引導(dǎo)和鼓勵(lì)地方政府、優(yōu)勢(shì)企業(yè)對(duì)高溫超導(dǎo)材料及應(yīng)用技術(shù)研發(fā)進(jìn)行投入，形成全社會(huì)共同參與和支持的多元研發(fā)體系。加快構(gòu)建由行業(yè)龍頭企業(yè)牽引，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)、高校及科研院所參與的協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，健全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，形成產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的高效產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系，推動(dòng)我國(guó)高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

　　（作者馬衍偉 系中國(guó)科學(xué)院電工研究所黨委副書(shū)記、副所長(zhǎng)、研究員）Dwn28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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