电力供应一直是国家发展的支撑，随着城市电力需求的不断增加，全球范围内的超大型城市纷纷面临严峻的供电问题，中国也不例外。为了解决这一挑战，中国的科研人员研发出了一项革命性的技术——10千伏三相同轴超导电缆系统，这一创新不仅为城市电力供应提供了可行的解决方案，还在环保领域具有显著优势。

这项超导系统采用了全新的高温超导输电技术，其电缆的直径不超过18厘米，但却能输送高达43兆伏安的电力，相当于传统电缆的5倍。这种高效率的输电系统不仅能够支持大城市的电力需求，还可以同时满足高铁等快速交通工具的电力需求，为城市发展和交通运输带来了巨大的经济效益。

“10千伏三相同轴超导电缆系统”获得认定

近日，国家能源局发布了第三批能源领域首台（套）重大技术装备（项目）名单，南方电网深圳供电局“10千伏三相同轴超导电缆系统”获得认定。该超导电缆系统是国家超导领域首个首台（套）重大技术装备，也是深圳供电局历史上首个牵头研制的首台（套）重大技术装备。

据了解，能源领域首台（套）重大技术装备是国内率先实现重大技术突破、拥有自主知识产权、尚未批量取得市场业绩的能源领域关键技术装备。对其进行评定是国家为持续推进能源领域首台（套）重大技术装备示范应用，加快能源重大技术装备创新，切实保障关键技术装备产业链供应链安全的重大举措。

据悉，深圳超导电缆系统于2021年9月成功研制并投运，是全球首个应用于超大型城市高负荷密度供电区域的三相同轴超导电缆工程，也是结构最紧凑、带材用量最少、土地资源最节约的超导电缆，具有“大容量、低损耗、窄通道”的优点，有效解决了高负荷密度区域土地资源受限情况下的电力供应难题，为全球超大型城市电网发展树立了样板。

该超导电缆系统实现超导电缆、制冷系统、保护控制系统等关键装备全国产化，填补了多项技术空白，且投运2年多来运行平稳，最大负荷电流1212安，为深圳地标平安国际金融中心等重要负荷供电，实证了超导电缆的供电优势及可靠性。通过该项目的实施，打通了“产学研用”全链条，为国家储备了战略性技术。相关成果在国内外进行了转化应用，带动形成可持续、市场化的超导产业发展环境。

据了解，近年来，深圳供电局通过构建“7个1”新型创新体系，广泛联合优质创新资源特别是粤港澳创新资源开展联合攻关，取得了“5G+全栈国产化+数字电网”、超导电缆、高压绝缘料、光储直柔、车网互动、虚拟电厂等一批行业领先的高价值创新成果，将有力推动新型电力系统、数字电网、新型储能、人工智能、先进电工设备等领域的技术创新。

第一台大型二氧化碳循环发电机组成功运行

此外，中国还取得了一项重大突破，成功利用二氧化碳进行发电，这对于清洁能源的利用具有重要意义。中国的第一台大型二氧化碳循环发电试验机组已成功运行，这项技术的优势在于其紧凑的体积、高效的发电效率以及明显降低碳排放强度的特点。从西安热工研究院了解到，我国首座大型超临界二氧化碳循环发电试验机组在西安正式投运。机组运行功率为5兆瓦，核心设备国产化率达到100%，具有400多项技术专利。标志着我国在该领域打破了国外公司的长期垄断地位，实现了关键设备设计制造的全国产化自主可控。

据悉，超临界二氧化碳循环发电试验机组坐落于西安阎良国家航空高技术产业区的西安热工研究院科研产业基地，总占地面积6000余平方米，分为室外锅炉岛和室内气机岛两大部分。整个机组包括锅炉燃烧加热系统、高压透平和低压透平发电系统、高低温回热器系统、主压缩机组系统、预冷器循环冷却水系统和工质重装系统，采用高温高压二氧化碳代替传统机组的水蒸气，驱动发电机进行发电。

据西安热工研究院董事长苏立新介绍，二氧化碳发电机组相比传统水蒸气发电具有三大优势：一是体积小，在同等装机容量下，二氧化碳发电机组体积只有蒸汽机组的二十五分之一；二是效率高，在600℃温度下，发电效率比蒸汽机组高3%到5%；三是污染小，采用二氧化碳机组的电厂单位发电量碳排放强度可减少10%。

这台二氧化碳发电机组由中国华能主导，西安热工研究院历时7年攻关，先后攻克了系统设计、设备制造、建设调试、运行优化等环节上千个技术难题，联合国内相关企业自主研制了超临界二氧化碳锅炉、印刷电路板换热器、透平、压缩机、干气密封等关键装置。

专家表示，超临界二氧化碳循环发电技术是热力发电领域一项重要的变革性技术，也是我国发电领域节能降碳的有效路径。未来超临界二氧化碳循环发电技术还可进一步应用于火电、高效光热、核电、储能等领域，前景十分广阔，对于我国构建以新能源为主体的新型电力系统、实现“双碳”目标具有积极的推动作用。

新型电力系统助力“双碳”目标

近年来，随着绿色发展步伐的加快，中国电力低碳转型取得显著成效。截至2022年底，全国发电装机容量达到25.6亿千瓦、发电量8.7万亿千瓦时，占全世界总发电量的30%；非化石能源的发电装机占比49%、发电量占比36%，煤电装机占比2020年以来历史性降至50%以下。过去10年，中国非化石能源消费比重从9.7%提高到17.4%，增幅是世界同期平均水平的2.1倍。

煤电实现清洁高效利用，94%的煤电机组完成超低排放改造，高参数30万千瓦以上的机组占比超过80%。2022年，全国平均供电煤耗降至301.5克/千瓦时，百万千瓦机组的发电煤耗降至249.7克/千瓦时。过去10年，中国以年均3.1%的能源消费增长支撑了年均6.7%的GDP增长，单位GDP能耗下降了26%，碳排放强度下降34%，单位发电量碳排放减少22%。

特高压技术得到大规模推广应用，建成跨省区特高压输电通道35条，特高压“西电东送”电量超过6000亿千瓦时/年，70%以上的输电为清洁能源；电力系统安全稳定控制技术保持世界领先水平，建立了“三道防线”的电力系统安全防御体系，中国30多年没有发生大面积停电事故，保持特大型电网安全运行的世界纪录。

实现“双碳”目标，根本上要减少化石能源消费、大幅增加非化石能源消费。到2060年，中国能源电力转型将实现“70/80/90”目标，即电能消费比重、非化石能源消费比重与清洁能源发电比重分别达到70%、80%、90%以上，其中，新能源发电量占比超过60%。随着化石能源发电逐步被新能源替代，新型电力系统形态特征发生显著改变，将以数字信息技术为驱动，在保障能源电力供应安全、实现绿色可持续发展等方面发挥重要作用。

构建新型电力系统的主要途径是两端发力推进“两个替代”，即电力生产侧实施清洁替代、能源消费侧实施电能替代，实现源端减碳、终端脱碳。在电力生产侧，我国发电用煤占煤炭消耗的一半、约17亿吨标煤，产生二氧化碳排放45亿吨。减碳的根本途径在于清洁能源对煤炭发电的稳步替代，形成以新能源、水电、核电、生物质发电等为主的电力供应体系。在能源消费侧，工业、建筑、交通领域电气化率分别为26%、44%、4%，合计二氧化碳排放70亿吨，要提升工业、建筑、交通电气化水平，实现电能对化石能源的深度替代。

清洁低碳发展已成为未来趋势，新型电力系统从基础理论到核心技术都需要创新，相关政策机制需要统筹推进，我们要充分发挥科技创新引领作用，打破路径依赖，加强底层技术、前沿技术、颠覆性技术攻关，加大研发力度，在清洁发电技术、电网技术、储能技术、氢能技术、再电气化技术、捕碳固碳技术、数字化技术、标准化技术等方面，加快实现创新突破。