科普丨什么是超导储能?
栏目:企业动态 发布时间:2025-09-16 来源:能课堂

超导储能(SMES)没有化学反应,也不靠机械转动,它把能量直接存进磁场:

E=½L·I²

一条NbTi线圈在液氦里(4.2K,-268.8℃)流过千安级电流,电阻为零,磁场一旦建立,电流“永”不衰竭,电能就被“冻结”在磁感线里。

需要时,变流器毫秒级反向并网,能量→电能→电网,全程效率>95%,比锂电高一个量级,比飞轮快两个数量级。

现货市场中毫秒级套利

2024年12月18日,甘肃河西走廊光伏大发,现货实时价1秒内从-80元/MWh冲到650元/MWh(市场限价)。

位于酒泉330kV变电站的中科院电工所1MJ/1MW高温超导储能系统在0.8ms内满功率放电,连续3.2s捕获高价脉冲,单次电量3.2MJ,现货套利0.65元/kWh×3.2MWh≈2080元。

超导储能(SMES)性能特点:

功率密度:是锂电池的30倍,一台1MJ线圈占地<1m³;

循环寿命:理论上无限,实测10万次后电感量下降<0.1%;

弱点:液氦制冷机7kW连续耗电,年电费≈30万元/MW,折合EAC0.12元/kWh;

高温超导YBCO(77K,-196℃)可把制冷功耗降60%,但线材2025年价仍3美元/kA·m,是NbTi的8倍。

超导储能(SMES)电网调频的应用

华北电网2025-04-15发布《调频辅助服务市场细则》:

响应时间≤1s,里程报价上限12元/MW;

Kp≥6可拿1.2倍补偿。

锂电Kp≈4,飞轮≈5,SMES实测Kp=8.7。

一条1MW/1MJ线圈,年调频收益=基础容量费42万元+里程费78万元,扣掉制冷电费30万元,净收益90万元,静态回收期4.2年(含税,按2025年山东市场价)。

超导储能的结构示意图

超导储能(SMES)未来两条路线

1.低温NbTi+高效制冷机:先把调频市场吃透,目标2026年制冷功耗<5kW/MW;

2.高温YBCO+液氮冷却:等线材降到1美元/kA·m,即可进入“秒级现货套利+无功补偿”双市场,预计2028年规模化。

资讯来源:能课堂

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