对于我们大多数人来说，传输电力是现代生活中看不见的一部分。您轻按开关，灯就会亮。
但是我们传输电力的方式至关重要。为了让我们放弃化石燃料，我们需要一个更好的电网，将地区的可再生能源与城市连接起来。
电网是庞大而复杂的系统。建造新的高压输电线路常常会引起社区的强烈反对，因为他们担心铁塔的视觉影响。我们 20 世纪的电网损失了大约 10% 的热能。
一个解决方案？在电网的关键部分使用超导电缆。一根 17 厘米长的电缆可以承载多个核电站的全部输出。世界各地的城市和地区已经这样做，以减少排放、提高效率、保护关键基础设施免受灾害影响以及在地下铺设电力线。随着澳大利亚准备对其电网进行现代化改造，它应该效仿。这是千载难逢的机会。
我们久经考验的技术出了什么问题?
很多。
高压输电线路的主要优点是它们相对便宜。
但建造便宜会带来隐性成本。一项针对 140 个国家/地区的调查发现，目前浪费在传输中的电力占每年惊人的 5 亿吨二氧化碳。
这些不必要的排放量高于所有排放物的排放量世界卡车，或来自石油钻井平台燃烧的所有甲烷。
电力传输效率低下也意味着各国必须建造额外的发电厂来弥补电网损失。
工党已承诺提供 200 亿美元，使电网为清洁能源做好准备。这包括额外的 10,000 公里输电线路。但是什么类型的线？目前，这些计划是针对您在农村看到的传统高压架空电缆。
澳大利亚能源市场运营商的系统规划表明，许多电网现代化项目将使用上世纪的技术，传统的高压架空电缆。如果这些计划在不考虑超导体的情况下进行，那将是一个巨大的错失机会。
超导电缆如何提供帮助?
超导是电子可以无阻力或无损失地流动的地方。它内置于电力电缆中，有望实现长距离和短距离无损电力传输。这一点很重要，因为澳大利亚卓越的风能和太阳能资源通常位于远离城市能源用户的地方。
高压超导电缆将使我们能够以最小的热量或电力损失来输送电力对于相同的功率输出，电阻和占地面积至少比传统铜缆小 100 倍。
而且它们位于地下，因此更能抵御灾害和极端天气。
更重要的是，与传统传输电缆相比，典型的超导电缆可以在低得多的电压下提供相同或更大的功率。这意味着变压器和电网连接所需的空间从大型健身房的大小减少到只有一个双车库的大小。
将这些技术引入我们的电网提供社会、环境、商业和效率红利。
不幸的是，虽然超导体在澳大利亚的医学界很常见（它们通常用于 MRI 机器和诊断仪器），但它们尚未在我们的电力部门找到自己的家。
一个原因是超导体必须冷却才能工作。但是低温学的快速进步意味着您不再需要将它们的温度几乎降低到绝对零 (-273℃)。现代“高温”超导体只需要冷却到 -200℃，这可以用液氮来完成——液氮是一种廉价、容易获得的物质。
能源价格最终会下降，但成本会很高
澳大利亚的Gareth Hutchens 写道，能源转换必须迅速发生，但它会付出代价。
然而，在海外，他们每天都在证明自己。也许迄今为止最著名的例子是在德国的城市埃森。2014 年，工程师在人口稠密的市中心安装了一条 10 千伏 (kV) 超导电缆。尽管它只有一公里长，但它避免了在空间非常有限的地区建造第三个变电站的更高成本用于基础设施。埃森的电缆在一米宽的地役权中并不显眼，距离地下仅 70 厘米。
超导电缆可以铺设在地下，占地面积最小且具有成本效益。他们需要的少得多
传统的高压架空电缆需要约 130 米宽的地役权，塔架高达 80 米，以确保安全。相比之下，地下超导电缆将占用 6 米宽、2 米深的地役权。
这还有另一个好处：克服社区的怀疑。目前，许多当地人担心丛林大火和环境敏感地区的高压架空电缆的脆弱性，以及大型塔和线路对视觉的影响。一些地区的社区和农民强烈反对在他们的土地上或附近修建 85 米高的新塔和电力线的计划。
极端气候、前所未有的风暴、暴雨和雷击正如维多利亚小镇莫拉布尔在 2021 年发现的那样，电力供应网络可能会中断。
成本如何？这很难确定，因为它取决于任务的规模、性质和复杂性。但想想看——埃森电缆在 2014 年的成本约为 2000 万美元。更换 2020 年 1 月在 Moorabool 附近被风暴摧毁的六座 500kV 塔耗资 2600 万美元。
而超导电缆的成本会更高在前面，您可以通过避免大型地役权、需要更少的变电站（因为电力处于较低电压）和简化审批来节省开支。
超导体在哪里发挥最大作用？
昆士兰。阳光之州计划在 2030 年代中期建成四个新的高压输电项目。目标是将该州北部的清洁能源生产与南部的人口中心联系起来。
目前，昆士兰南部和中部之间存在严重的交通拥堵问题。在这里战略性地放置超导电缆将是最佳位置，服务于面向未来的基础设施，减少排放并避免电力损失。
Ian Mackinnon 是清洁能源技术和实践中心的主任在昆士兰科技大学。 Richard Taylor 是昆士兰科技大学电气工程与机器人学院的首席研究员。这篇文章首次出现在 The Conversation 上。
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