100多年前，荷蘭物理學家海克·卡默林·昂尼斯發現，將水銀在液氦中冷卻，它的電阻會突然消失。100多年后的今天，超導線材終于將用來構建國家電網。

韓國訂購3000公里超導線材

日前，位于韓國首爾外圍安陽市（Anyang-si）的一家公司——LSCable公司向馬薩諸塞州德文斯市的美國超導公司簽下了訂購3000公里超導線材的訂單。這是韓國自去年4月向美國超導公司訂購80公里長的高溫超導線材之后，最大的一筆商業訂單。

同樣體積下，超導線路傳輸的電量是傳統銅導線的10倍。盡管仍有一些電力損失，還需要用液態氮來給電纜制冷，用超導線制成的電纜效率仍然比銅線要高，它在傳輸過程中，只以熱的形式損失7%到10%的電能。

韓國去年推行“綠色新政”，希望刺激經濟增長并引領綠色科技潮流。為了建立起高效強大的“時尚電網”，讓電力系統更加綠色環保，他們對超導技術充滿了興趣。去年LSCable公司向美國訂購的線材，將安裝在韓國首爾附近韓國電力公司（KEPCO）的商業配電電網中。

美國超導公司并沒有說明韓國今年訂購如此大量超導線材的意義，但公司通訊部運營總監杰森·弗雷德特說，LSCable公司將用新訂購的超導線材來架構20個公里級電路，作為韓國電力網絡現代化項目的一部分，該項目首先在其首都首爾開始。

“時尚運動”推進“超導時代”

用這些超導線來發展現代電網，更像是一次“時尚運動”而非技術變革。但韓國作為世界綠色技術領先國，在高效能源和替代能源技術方面的投入確實遠遠超過其他很多國家。2009年，韓國總統李明博提出了為期5年的“綠色增長”計劃，包括建設新電網，這也是韓政府整體激勵措施的一部分。

用超導電纜代替目前現有的電網系統，其實并不像聽起來的那么復雜。英國布里斯托爾大學物理系教授安托尼·凱靈頓說，因為現有的銅電纜也需要制冷系統，基本上，僅僅需要換一種不同的制冷劑就行了。

弗雷德特解釋說，真正的不同在于變電站，這里需要用一個小型的泵設備讓液氮在電纜中循環。但是從外部來看，甚至分辨不出傳統的電纜和超導電纜有什么區別。花很長時間和很多資金去構建電力設施，付諸使用，不能僅僅是為了它們聽起來跟傳統電纜很不一樣。

弗雷德特表示，希望其他國家也能轉向研究一種陶瓷化合物——釔鋇銅氧（YBCO）來開發超導材料。他說，韓國將由LSCable公司搭建3個主要電力網絡，美國也有興趣使用超導電纜，中國也正在研究自己的項目，市場最終會發展起來，超導材料可能在未來的幾年中得到廣泛應用。

降低成本才是變革

高溫超導是與低溫超導體相對而言的，低溫超導金屬必須用液氦冷卻到30K（零下243攝氏度）以下才能實現超導，當電流超過某個臨界值時，還會失去超導性。因此，開發一種可用于商業化生產的超導體，就集中在高溫超導材料上。高溫超導體比低溫超導體能傳輸更大的電流，而YBCO成為最被看好的材料。

它首次發現于1986年，能在93K（零下180攝氏度）時仍然保持超導性，這就意味著可以用液氮來制冷。它只是“高溫”超導陶瓷材料家族中的一員，但專家預測，YBCO是最有可能讓世界電網變得充滿活力的材料。英國劍橋大學超導工程教授戴維·卡德威爾說，作為一種易碎的陶瓷材料，人們很難設想將它拉成導線。以前的商業化嘗試，致力于將YBCO晶體粉末裝入金屬管中，這是一個昂貴且耗時的過程。

YBCO花了將近25年時間來實現商業化。美國超導公司用YBCO作為內芯來制造超導線，外面涂覆一層銅、不銹鋼或黃銅以增加強度。三氧化二釔（Y2O3）納米點分布在YBCO涂層上，能使電流穩定地通過。通過控制導線周圍的磁場，可使電流傳輸能力大大提高。弗雷德特說，我們已經使這一過程的成本大大降低，當大規模生產的時候，制造導線必然更加便宜。目前不管是在美國還是在歐洲，很多試驗都已成功，YBCO導線帶來的利潤將會越來越大。

技術上的突破雖然讓超導電纜商業化的前景更加光明，然而卡德威爾認為，這只是一種進步，還不能稱為變革。只有讓電纜的價格下降到能被廣泛接受的程度，才是真正的變革。