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深刻解读超导产业化的现状与未来

2012.8.14

     ——访清华大学超导研究中心主任韩征和教授

  “各国之间的战争、人民的贫困往往是因为能源问题,解决了能源问题几乎就解决了一切问题。”已是花甲之年的韩征和教授如是说。

  那么怎样才能解决能源问题呢?

  材料是生产一切物资的根本,新材料则是其他产业振兴与发展的前提。因此,解决能源问题势必要大力发展新材料事业。在众多的新材料中,高温超导材料是不可小觑的一种力量。它以节能、环保、可替代多种材料而一枝独秀。可喜的是,中国是继美国、丹麦之后,世界上第三个将超导电缆投入电网运行的国家。而这一切成果的取得,韩征和功不可没。

清华大学超导研究中心主任 韩征和教授

  韩征和:现任清华大学应用超导研究中心主任、曾一手创办并担任北京英纳超导技术有限公司董事长。现在仍致力于超导技术的研究及应用。

  他1948年生于浙江杭州。1996年获丹麦哥本哈根奥斯特学院博士学位。一直从事高温超导研发和生产应用工作,在超导线材方面取得世界领先成就,是北欧超导公司NST的高级技术顾问,负责高温超导导线发展和生产线的建立。2000年5月,韩征和告别丹麦木屋别墅的雅致生活,独排众议,顶着朋友和家人的重重担心和劝阻,坚持回到国内,而让他如此坚定回国的唯一信念是“我想为国家做点事情”。

  就是如此单纯而又执着的一位老人,要组建一支“中国队”,参与全球高温超导产业的竞争,让国际一流的超导技术在中国走向产业化道路,要让超导技术为中国人民的经济发展服务。正是在他和同事的努力之下,继美国、丹麦之后,中国成为世界上第三个将超导电缆投入电网运行的国家。

  2012年恰好是韩征和回国创业的第12个年头,在清华大学他的办公室里,我们见到了这位满目慈爱温和却仍带着一种孩童般单纯和执着的超导界先驱。

  科技创新是强国之本发展超导材料势在必行

  1988年9月,邓小平同志根据当代科学技术发展的趋势和现状,提出了“科学技术是第一生产力”的论断。24年之后,韩征和教授发出与其如出一辙的感叹。他说,科技创新是强国之本。众多的国际争端往往是能源的争端,解决了能源问题也就解决了一切问题。而高温超导技术是新材料界乃至整个国民经济发展中越来越重要。

  韩征和教授介绍说,超导材料最独特的性能是零电阻,这种特性使电能在输送过程中零损失成为可能。将对远距离的电力输送、发电机和电动机的超导化以及其他大型电机设备的形状和性能上引起前所未有的革命。其次,高温超导在能源工业上意义重大,超导贮能来调节电网的负荷、超导磁体约束的等离子体和由此可能产生的核聚变。这些应用在世界上的能源日益紧张的情况下,有着重大的意义。第三,高温超导体可以广泛用于医学、探矿等方面,也极有可能会进入到人们的家庭生活。另外,高温超导体在交通运输和国防技术上也崭露头角,例如超导悬浮列车、超导船、超导陀螺仪,以及超导磁屏蔽系统等。

  目前,我国电力、通信、国防、医疗等方面的发展关键技术问题众多,急需利用超导技术解决。同时我国工业发展对电能需求量日益增长。而电力资源和负荷分布不均,因此长距离、低损耗的输电技术十分迫切。据韩教授统计,假如能建立起一个全国性的电力网,由于无电阻,电力网中就无损耗,那么将节省10%左右因输送而造成的电力损耗。另外,电力工业发展的需求越来越大,市场发展对供电质量和可靠性的要求越来越高,常规电力技术已越来越不能满足需要,因此发展超导材料势在必行。

  观念陈旧、支持不够,从科学到产品困难重重

  超导材料有着广阔的应用前景,但目前超导事业在中国的发展及应用情况并不太好。韩征和教授缓缓说道,此刻他眉间的皱纹又深了几许。从科学到产品困难重重的主要原因是从科研人员到政府到普通老百姓,整体的创新思想不够。人们一般还处于追赶国外技术的心态,而目前我国的超导事业已经处于世界前沿阶段,这很难再受到各界的支持。而在应用方面,由于是新技术新材料,人们需要有一定的时间去认识去接受去使用。现有企业科技集团不接受新技术,导致新技术得不到好的发展。他说:在新技术投入应用的初期往往是遇到困难最多的时候。用户的不熟悉,相关产业的抵制,政府的不好下决心等一系列问题导致超导技术走向大规模应用的产业化之路异常艰难。

  另一方面,超导技术研究的本身也并不尽如人意。探索新型超导材料是一项高风险、高投入的研究工作。要使超导材料实现产业化绝非易事。如何使超导材料实用化?如何提高临界转变温度、临界电流密度和改良其加工性能?如何制造出理想的超导材料?大规模应用超导体并形成一定的产业是一场艰巨的任务,它需要各方面的支持与努力。

  坚持不懈、众志成城,超导应用终会成为潮流

  “但行好事,莫问前程”是韩征和为学的态度,也是他放弃国外舒适的生活,优越的条件,执意回到国内的信念。自1986年以来,他一直从事高温超导基础研究和应用研究,拥有发明专利11项。为了更好的发展超导技术并将超导技术更快的应用到实践中去,不善交际辞令的他克服了重重困难,最终在多方的努力与支持之下创立了北京英纳超导技术有限公司。此外他还主持了多项国家“863”计划、发改委及北京市的项目并多次获奖。同时,他在高温超导电缆、超导磁体、超导磁悬浮列车等高温超导应用技术研发领域也取得多项重大的技术性突破。这一切成果的取得,与他对超导事业在中国的崛起持有的期待是分不开的。他说,虽然目前超导在中国的应用和发展情况并不是很好,但是21世纪发展的趋势必将是优胜劣汰。超导材料作为新材料界的先进技术材料,发展是必然的,前景是乐观的。

  他不是孤独的,像他一样花甲之年却仍不知疲倦的奋斗在科研一线,并且为新材料的发展及应用而费尽心血的科学家还有很多。据了解,多位院士也正在为超导技术在发展民族经济的应用上而奔走呼号。他们希望西电东送中能有超导的用武之地,他们希望能为百姓省下更多电,他们希望世界多一点绿色少一些污染,多一些和平少一些战乱……

  我们与韩征和教授一样相信,在未来社会,超导材料的研究将会努力向实用化发展。相信超导产业在创造巨大的社会效益和经济效益的同时,将会从根本上改变人们的用电方式,避免不必要的耗散,极大地降低人们的生活成本,提高人类的生活质量。我们坚信超导技术必将成为新材料界的宠儿,也必将是一场材料界的大革命……

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