其他领域中的超导技术应用

超导技术除了在上述的智能电网领域具有广阔的应用前景，在其他的技术领域也可以起到积极的创新引领作用，下面将对电网领域之外的超导创新技术进行简要介绍。

随着我国经济的高速增长，铝挤压型材的产销量从2000年开始以年均40%以上的速度增长。2005年，我国的铝型材产量达到419万t，超过了9个欧美主要发达国家产量的总和。2010年，我国铝型材的产量已经超过1200万t。可是，铝棒材在挤压前的加热过程中，电能能耗非常大，这一产业在我国电能使用中占据了相当大的比重。与此同时，我国当前的能源供应形势非常紧张，以至于各工业发达地区相继出现电荒。在此背景下，铝挤压型材的高耗电和我国工业的节能规划之间的矛盾变得日益突出。

高温超导技术提供了无可替代的大幅节能方案，能够改善现有的加热技术，从而有效解决上述矛盾。直流超导电磁感应加热技术与常规的交流感应加热器相比有如下优势：①效率高：常规交流感应加热器加热铝或铜的效率大约为50%～60%，而直流超导电磁加热器的全部能量效率（包括所有相关配置所产生的损耗）大于80%；②加热的材料更广泛：直流超导感应加热技术适用于各种金属材料的挤压加工，除了铝、铜以外，也适用于镁、钛、铬镍铁合金和其他的特殊合金；③加热深度大：频率越低或磁场强度越大，加热的穿透性就越强，由于直流超导电磁感应加热技术频率更低，因而其加热速度更快，加热也更均匀；④可以在棒材轴向上提供准确的温度梯度：通过调整磁体和锭坯之间的角度，可以改变磁场强度的梯度，进而建立起合理的温度梯度，为等温挤压创造良好的条件；⑤设备维护量小：超导磁体不受高温、振动或机械摩擦等因素的影响，所以其设备寿命也得以大大提高。

2008年，世界上第一台直流超导感应加热器在德国Weseralu公司铝挤压生产线上投入商业化运行。该加热炉可加工直径6～7in（1in=0.0254m）、长度为27in的铝合金铸块，总功率为360kW，当加热铝材时每小时具有2.2t的生产能力。两年以来，该设备运行平稳，已经生产了25万个挤压锭坯，与传统感应加热相比，节约电能接近50%，生产效率提高了25%^[35]。(www.xing528.com)

超导材料由于无阻和电流密度高的特点，非常适合于制造高场强、高稳定性的磁体。利用低温超导材料（NbTi、Nb3Sn等）制造的超导磁体已经过了50年的发展，应用于各类高精尖设备，例如：在ITER、LHC等高能物理束流装置中的低温超导磁体，医用核磁共振成像（MRI）设备中的低温超导磁体，在各类科研环节中提供6～18T背景磁场的低温超导磁体。但低温超导磁体工作温度低（4.2K），需要珍贵的战略资源液氦，或者大功率的制冷机，而且制冷时间长、低温维持系统要求高。因此，低温超导磁体在实验室和长时间运行条件下比较适合，而在野外等恶劣环境和需要快速部署的情况下，则有很大的应用局限性。

20世纪80年代中期高温超导材料被发现后受到了广泛关注和研发，高温超导材料具有临界温度高、临界磁场大的特点，在液氮温度（77K，-196℃）就可以进入超导态。因此，高温超导磁体凭借其较高的转变温度和高场下的优异性能，与低温超导磁体形成了很好的互补。从技术角度来讲，使用高温超导磁体的具体优势体现在两个区域：第一，在2～6T，高温超导线圈可工作在20～30K，无需液氦，仅利用制冷机就可在很短的时间内达到这个温度（1h以内），而且磁体运行具有高度的稳定性；由于不使用液态制冷剂，可以实现便携式快速制冷，免去安全隐患。这些特点颇受一些军方单位的看重。第二，利用高温超导磁体工作在25T以上作为内插二级磁体也有很好的应用。