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公里级高温超导电缆进城市电网——1.2公里示范背后的增容账

中国能源产业发展网发布时间：

2026-09-12 09:59

【中国能源产业发展网@原创】【作者：罗川】

2021年12月22日，上海徐汇区长春变电站与漕溪变电站之间的地下管廊里，国网上海电力运维人员合上开关的那一刻，一条总长1.2公里的35千伏高温超导电缆正式并入城市骨干电网。这是当时世界上输送容量最大、距离最长、接头数量最多且实现全商业化运行的35千伏超导电缆输电工程。

四年多过去，这条"超级动脉"已累计向徐家汇商圈、上海体育馆等核心区域4.9万户客户输送电量近7.6亿千瓦时，连续安全稳定运行超过3.5万小时。2023年8月18日，它更以运行电流2160.12安、容量13.36万千伏安的数据，刷新了我国商用超导输电工程最大实际运行容量纪录。

这条1.2公里的示范线路，究竟给城市电网的增容命题带来了什么？

一条超导电缆，等于几条常规电缆

走进长春变电站的超导电缆终端区，运维人员张寒每天都要对液氮进出口温度、电缆通道温度、接头工井水位等参数进行巡检。在他的脚下，是一个维持在零下196摄氏度的极寒世界——这正是高温超导电缆区别于常规输电线路的根本所在。

高温超导的"高温"是相对于绝对零度而言的，实际工作温度在液氮温区（约零下196摄氏度）。在这一温度下，超导材料内部电阻趋近于零，电流可以近乎无损地传输。这与常规铜芯电缆有着本质区别——铜导体有电阻，电流通过时必然产生损耗，而超导电缆则把这种损耗压到了极低水平。

直观的数据最能说明问题：这条35千伏超导电缆的额定电流为2200安培，额定容量达133兆伏安。上海市南供电公司专家黄川算过一笔账：如果用同电压等级的传统电缆达到同样的输送能力，至少需要4到6根；大负荷运行时，这一数字甚至可以到7到10根。换言之，一条35千伏超导电缆的供电能力，理论上可以媲美一条220千伏线路加一台主变压器。

更大的价值在于空间节约。上述示范工程全线采用排管敷设，较常规方案节省约70%的地下管廊空间。这对于徐家汇这类地下密布地铁、给排水、通信管网的超大城市核心区而言，意味着无需大规模开挖就能实现"无感增容"。

国产带材撑起"超导血管"

超导电缆的核心在于超导带材。这条示范工程采用的，是我国自主研发的第二代高温超导带材，核心技术国产化率达100%，从设计到生产制造完全实现自主可控。

第二代高温超导带材（REBCO带材，即钇钡铜氧涂层导体）的结构极为精密：厚度仅约0.4毫米的带材，由哈氏合金基带、缓冲层、超导层、银保护层、铜包覆层等多层材料复合而成，每层厚度仅几微米，原子排列精度控制在半纳米以内。电流在这条"超高速公路"上传输时，直流电阻趋近于零。

这一关键材料的国产化，是上海超导科技股份有限公司与上海上创超导科技有限公司两家公司共同攻下的阵地。以上海超导为例，其采用IBAD+PLD技术路线，经过十余年工艺攻关，将带材良品率提升至90%以上，年产能从2022年的约200公里迅速扩张至2024年的约1333公里，2025年更是有望突破4000公里。据上海市新材料协会出具的证明，其第二代高温超导带材国内市场占有率超过80%，2022至2024年连续三年排名第一。放眼全球，目前能实现年产千公里级以上第二代高温超导带材的厂商仅两家——中国上海超导与日本FFJ。

带材价格也在持续下降。据上海超导招股书数据，其第二代高温超导带材单位售价从2022年的约360元/米降至2024年的约241元/米。上创超导方面则透露，其超导带材已从最初的每米500多元降至100多元，扩产后成本还有30%以上的下降空间。这一趋势意味着，超导电缆最核心的材料成本正在进入下行通道。

成本账：建设贵三到五倍，但全生命周期未必亏

然而，乐观的数据背后，超导电缆在城市电网大规模推广仍面临一道必须正视的门槛——初始投资成本。

据上海市政府对政协提案的公开答复，上海1.2公里示范项目总投资约2亿元，单位公里投资约1.6亿元/公里。而拟议中的漕溪站5公里级超导电缆延伸项目，经测算总投资约4.5亿元，单位公里成本约1.2亿元/公里——尽管因产业逐渐成熟，单位成本已较示范项目下降约25%，但与同等输送容量的常规电缆相比，仍高出约十倍。

行业研究数据印证了这一判断。据多份研究报告，目前单公里超导电缆造价约为3000万至4000万元，而同等电压等级的传统XLPE铜芯电缆约为700万至800万元/公里，超导电缆贵出3到5倍。制冷系统是超导电缆独有的成本项：每公里需配套建设主动式液氮循环制冷系统及相关配套设施，初期投入约1500万至2000万元/公里。

但若将时间轴拉长，超导电缆的全生命周期经济账并非全盘皆输。全生命周期成本分析显示，在20至30年运行周期内，超导电缆的低损耗特性带来的节能效益相当可观。以一条输送容量500兆瓦的线路、年运行8000小时、电价0.6元/千瓦时计算，传统电缆满负荷运行时线路损耗约占输送电量的4%至6%，而超导电缆系统综合损耗可控制在0.5%以内，每年可减少电能损耗约1.8亿千瓦时，折合节能效益超1亿元。

与此同时，在城市核心区"增容不扩廊"的刚性需求下，超导电缆省出的地下空间价值不可忽视。一份行业研究报告指出，当走廊资源极度稀缺、必须新建地下管廊时，超导电缆因单回路即可满足大容量输电需求，可节省的管廊建设成本（3000万至5000万元/公里）可部分抵消其较高的本体造价。

国网上海电力也在积极探索新的商业模式。部分超导企业尝试将超导电缆与制冷运维服务打包，以"硬件销售+制冷运维SLA"的双轮模式降低用户的初期门槛。行业普遍认为，当超导电缆单位公里造价降至约850万至1100万元区间，且满足"线路长度大于3公里、输送容量不低于1000兆VA、城市土地或停电损失机会成本较高"这三个条件同时成立时，其全投资内部收益率可达到与常规电缆相当的经济性水平。

更长更远：从1.2公里出发的下一程

从工程意义上看，1.2公里示范的最大贡献，在于它用实打实的运行数据证明了超导电缆在城市电网应用的可行性——从材料、装备到设计、施工、运维，全产业链的关键环节均已跑通。依托这一工程实践，国网上海电力已牵头制定国内超导输电领域首个行业标准和企业标准，发表论文25篇，获得PCT国际专利4项、国家发明专利授权26项。

更长距离的超导电缆工程已在规划之中。据多位行业专家透露，下一步目标指向5公里级乃至10公里级线路。随着带材产能扩大和成本持续下降，超导电缆在城市电网增容领域的应用边界正在一点点向外延伸。

从更深层看，配电数字化的本质，是对城市电力供给能力边界的持续拓展。当常规电缆在地下管廊中已经排无可排，当新建变电站的空间在核心城区几乎找不到落点，超导技术提供了一种"在同一物理空间内实现更高输电密度"的解题思路。这不是对传统技术的替代，而是在特定场景下的能力补位——它是城市电网在增量受限条件下，向存量要密度的那把钥匙。

1.2公里的示范，证明的是这条路走得通；能否走得远，还要看带材成本曲线能否继续陡峭地下探，以及城市电网对"高密度输电"的刚需究竟有多刚性。

参考来源

人民日报、新华网、环球网、央广网、国家电网报、中央纪委国家监委网站、上海市人民政府、百度百科、上海超导科技股份有限公司、广发证券研究所、中银证券、三个皮匠报告、《电线电缆》期刊、新民晚报

来源：

中国能源产业发展网

作者：

罗川