超導(dǎo)磁儲(chǔ)能穩(wěn)定供電優(yōu)勢(shì)突出，規(guī)模化應(yīng)用面臨挑戰(zhàn)

超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈包括低溫超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈、高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈兩大類，已研發(fā)問(wèn)世的產(chǎn)品中，高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈儲(chǔ)能容量更大。

超導(dǎo)磁儲(chǔ)能（SMES），是將電磁能存儲(chǔ)在超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈中，需要時(shí)再將電磁能回饋給電網(wǎng)的儲(chǔ)能方式。對(duì)于我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)而言，主要電力資源供應(yīng)地與電力資源需求地分布不匹配，跨區(qū)域輸電成為解決方案，導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)峰困難。同時(shí)，我國(guó)光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等裝機(jī)容量不斷上升，新能源發(fā)電不連續(xù)、不穩(wěn)定特點(diǎn)突出。超導(dǎo)磁儲(chǔ)能可存儲(chǔ)能量、穩(wěn)定電壓，在提升電網(wǎng)供電可靠性方面具有重要意義。 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能以超導(dǎo)體為材料，電阻基本為零，儲(chǔ)能時(shí)損耗極小，與其他電網(wǎng)儲(chǔ)能方式相比，超導(dǎo)磁儲(chǔ)能的突出優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快、儲(chǔ)能效率高，響應(yīng)速度可達(dá)到毫秒級(jí)，儲(chǔ)能效率可達(dá)到90％以上，此外還具有體積小、質(zhì)量輕、功率大、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)單、有功和無(wú)功率輸出可靈活控制等優(yōu)點(diǎn)。超導(dǎo)磁儲(chǔ)能有望在電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。

超導(dǎo)磁儲(chǔ)能概念于20世紀(jì)60年代末被提出，70年代以來(lái)，美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家先后對(duì)其進(jìn)行研究，一直以來(lái)是超導(dǎo)電力技術(shù)研究熱點(diǎn)之一。超導(dǎo)磁儲(chǔ)能主要包括超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈、功率變換系統(tǒng)、低溫制冷系統(tǒng)、快速測(cè)量控制系統(tǒng)四大組成部分，超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈是核心部件。超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈包括低溫超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈、高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈兩大類，已研發(fā)問(wèn)世的產(chǎn)品中，高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈儲(chǔ)能容量更大。

現(xiàn)階段，全球研究超導(dǎo)磁儲(chǔ)能的高校、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)主要分布在北美、西歐、東亞地區(qū)，例如美國(guó)SuperPower公司、德國(guó)ACCEL集團(tuán)、波蘭電工研究所、日本中部電力、日本東芝、韓國(guó)電力研究院、中國(guó)華中科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院電工研究所等。其中，美國(guó)在超導(dǎo)磁儲(chǔ)能技術(shù)研究領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，技術(shù)水平最為先進(jìn)，是全球最大的超導(dǎo)磁儲(chǔ)能市場(chǎng)。

根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2021－2025年超導(dǎo)磁儲(chǔ)能（SMES）行業(yè)深度市場(chǎng)調(diào)研及投資策略建議報(bào)告》顯示，2020年，全球儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模接近11GWh，呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。但受制于技術(shù)、成本等因素限制，全球超導(dǎo)磁儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模小，2020年僅為4．2億元。預(yù)計(jì)2020－2025年，全球儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模將以30％左右的年均復(fù)合增速增長(zhǎng)，超導(dǎo)磁儲(chǔ)能擁有巨大發(fā)展空間，但面臨著技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)價(jià)值挑戰(zhàn)。

新思界行業(yè)分析人士表示，2020年，我國(guó)新增儲(chǔ)能裝機(jī)容量位居全球第一，超導(dǎo)磁儲(chǔ)能發(fā)展重要性突出。2021年，高性能高溫超導(dǎo)材料及磁儲(chǔ)能應(yīng)用被列入“高端功能與智能材料”重點(diǎn)專項(xiàng)，我國(guó)政府對(duì)超導(dǎo)磁儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展支持力度加大?，F(xiàn)階段，我國(guó)在超導(dǎo)磁儲(chǔ)能技術(shù)研究領(lǐng)域已經(jīng)取得一定成果，未來(lái)優(yōu)化工藝、降低成本以及進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能是研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)所需關(guān)注的重點(diǎn)。