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【热门题材】超导材料概念简介

 fastcat 2014-11-30

【热门题材】超导材料概念简介

 

 概念爆发原因:

2014110日上午,国家科学技术奖励大会在人民大礼堂举行。2013年国家最高科学技术奖由物理化学家张存浩和物理学家程开甲获得。铁基超导技术夺得空缺三年自然科学一等奖。每年不超过两名的国家最高科技奖,是中国科技界的最高荣誉,奖金为500万元。

 

      大城市的输电一般采用地下电缆,导体为铜线或铝线。使用这些传统的电线或电缆,电能在输送过程中要损失5-10%。为了减少电能在输送过程中的损失,在长距离输电时要尽量提高电压,如采用22万伏或50万伏超高压线路。超高压线路对输电塔的绝缘瓷瓶和对空间使用有很苛刻的要求,尤其是对线路终端附件的材料和制作技术要求更高,这些都大大地提高了超高压线路的建设成本。目前我国还不能生产超高压线路终端附件,需要进口。进口的超高压线路终端附件十分昂贵。如果用高温超导电缆进行输电,电压不用升高,超高压输电的技术难题就不复存在。超导电缆的交流阻抗仅为常规电缆的十分之一,所以可以减少电网线损50%左右,带来很高的经济效益。

 

 

 产业简述:

定义:

超导材料:

具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。

 

其具有三大物理特点:

零电阻:

超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。

 

抗磁性:

导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。

 

同位素效应:

导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。

由于其所具有的这三种特性,使得超导材料当前主要应用于电力电气设备,陀螺仪及核物理反应堆中。

 

 

发展历史:

超导技术距今已有整整100年历史,人们把处于超导状态的导体称之为超导体

超高压输电会有很大的损耗,而利用超导体则可最大限度地降低损耗。经过多年的技术发展,超导目前已经进入产业化阶段。超导包括超导发电机、超导变压器、超导电缆、超导限流器以及超导储能技术等。美国和日本都将超导限流器视为21世纪具有经济战略意义高新技术产品之一。美国计划在2030年用高温超导材料建成连接全国的超导骨干电网,以及几个大的电力负荷中心。国网天津电力公司的世界首台220KV超导限流器项目即将挂网运行,这是我国超导产业继云南普吉和甘肃白银两大项目之后在电网行业应用的又一重大突破,意味着超导产业化进程正在加快。 


超导材料分类:

超导材料与技术的发展趋势是不断探求更高度的超导体,实现高超导材料产业化技术在能源、电力、移动通讯、国防领域的应用。根据不同临界度的分类,超导材料可以分为低超导材料和高超导材料:

1
、低超导材料:液低超导材料主要可以分为以下3类。
①、超导元素

②、合金材料

③、超导化合物

2、高超导材料
高超导材料一般是指在液氮度(摄氏零下196)电阻可接近零的超导材料。同样直径的高超导材料和普通铜材料相比,前者的导电能力是后者的100倍以上。


产业应用:
超导电缆

超导电缆主要可用于发电和电网两个领域。

发电领域主要来自人造太阳向中国计划采购的约11亿元电缆采购;发电领域目前尚处于小规模试运行阶段,目前上网运行的有美国、丹麦和中国各30米长的电缆系统。

在电网应用方面,超导电缆是智能电网的关键技术。如果超导电缆的价格能够具有足够吸引力,就将进入智能电网的商业化应用,前景非常广阔。近期,高温超导电缆可能的应用领域包括:城市密集居住区、摩天大厦等;金属冶炼设备等大电流、短距离、小空间的应用中;电站和变电站内大电流传输母线等领域。

国家电网公司20101号文件就是《关于加快推进坚强智能电网建设的意见》,可见智能电网的战略意义。智能电网正成为拉动世界经济的下一个引擎,对中国而言,智能电网对投资的拉动作用非常大。世界银行预测,2020年,高温超导电缆将取代80%的城市传统地下电缆。

 

有关政策:

201214日工信部公布《新材料产业十二五发展规划》。其中对于属于前沿新材料领域的超导材料提出发展规划为突破高度均匀合金的熔炼及超导线材制备技术,提高铌钛合金和铌锡合金等低温超导材料工程化制备技术水平,发展高温超导千米长线、高温超导薄膜材料规模化制备技术,满足核磁共振成像、超导电缆、无线通信等需求。

 

 

 

 

产业前景:

 

 超导行业产业链由三部分组成:上游矿资源,如钇、钡、铋、锶等金属;中游是超导材料如YBCOBSCCO等;下游是超导应用产品,如超导电缆、超导限流器、超导滤波器、超导储能、超导发电机和超导变压器等。

  由于其应用广泛故产业前景被看好,具体分析为:

(1)巨大的市场容量。超导市场潜在规模2000亿,而超导材料占比30-40%,由此,预计超导材料潜在市场规模800亿左右。

(2)超导材料是超导行业的核心。从整个产业链价值分析来讲,超导材料占超导设备40-50%的成本。从盈利能力来讲,超导材料盈利能力最强,毛利率约50%左右。

(3)超导材料有望国产化。目前国内超导材料主要是依赖于美国和日本进口,价格昂贵,占超导应用产品的50%左右成本。超导行业发展必将引发对超导材料大量的需求,因此,超导行业要发展壮大,超导材料必须要实现国产化。

(4)YBCO是超导材料的未来发展方向

 

 

   随着第二代高温超导带材产业化生产以后,可有效解决人口密集的大都市圈电力扩容问题,并改善供电系统的安全性和可靠性。目前国际上第二代高温超导带材即将进入大规模市场化应用,我国大力介入这一领域的产业化研发恰逢其时。

 在刚起步的高温超导产业当中,行业普遍预计限流器是超导行业实现商业化最早、市场前景最明确的超导应用。因为在各网的输配电都要用到它。


 业内人士指出,超导限流器是目前唯一能解决短路电流过大,并且保护电路的产品。按照十二五规划中,短路电流超过100KA的变电站数量测算,到2020年,我国超导限流器潜在市场容量2000亿元。

产业对接:

由超导材料特性及我国的产业规划和近期政府决策来看,2014年超导材料可能将受益于4G基建的正式启动及智能电网的继续铺设与完善。

 

 

 

 个股简介:

 

实际运营或投产:

600770综艺股份:

 公司是国内唯一能够进行高温超导滤波技术研究、开发以及工程化实施的高新技术企业。
公司200611月与清华大学等合资设立综艺超导科技有限公司开发高超导滤波器技术(项目总投资6000万元,公司拥有50.1%股份),高超导滤波器技术是目前移动通讯基站和雷达系统必不可少的技术。

目前能够完整拥有知识产权和产品生产能力的只有美国和中国,该高超导项目为国家863的重大项目,拥有完整的自主知识产权,2011年在北京已经完成规模化装备,覆盖人群超过10万人。
 

综艺股份111日晚间公告,公司控股子公司综艺超导科技有限公司(简称综艺超导 )申报的高温超导薄膜材料和超导滤波器的研发和产业化项目 被列入财政部经济建设司2013年拟支持的新材料研发及产业化项目,并在财政部网站进行了公示。

综艺超导研发的超导滤波器可广泛应用于移动通信、卫星通信等领域,能大幅提高灵敏度、通信距离和抗干扰能力。

关键词:高温超导滤波技术研究,产品应用于4G通信,大股东持续增持

 

 

 

002130沃尔核材:
2007年由中国科学院电工研究所牵头研制的75米长10.5kV/1.5kA三相交流高超导电缆,半年多以前已完成了7000小时的配电网试验运行,目前该电缆未出现任何故障,并获得了大量实时数据,为今后更长距离更大容量高超导电缆的研发打下了坚实的基础。该项目由科技部、中国科学院、甘肃长通电缆科技股份有限公司联合资助完成。研发工作集中了国内在超导技术、低技术、电缆绝缘和制造技术等方面的优势力量,由中科院电工研究所牵头,甘肃长通电缆科技股份有限公司、中科院理化技术所、河北宝丰企业集团有限公司、深圳市沃尔核材股份有限公司等单位共同完成。863计划新材料领域办公室组织专家组对该超导电缆了进行现场检查并通过验收。 
关键词:10.5KV三相交流高超导电缆试运行项目

 

 

600089特变电工:
新疆特变电工股份有限公司宣布,经过4年多的研发,世界上第二台挂网运行的三相高超导变压器,也是全球首台非晶合金铁芯高超导变压器在通过并网前的各种测试后,在新疆成功投入电网运行。这是我国第一台拥有自主知识产权的高超导电力变压器。据了解,这台高超导变压器样机的负载损耗仅相当于同容量油浸式变压器9型国家标准的4.5%,在产品结构和原材料选用上均是对具有百年历史的传统变压器的突破。高超导电力变压器的研制成功,将加快我国超导电力技术的应用步伐,标志着我国在高超导变压器的研制开发方面已经进入世界先进行列。

关键词:高超导电力变压器新疆电网试运行

 

 

 

 

 

600973宝胜股份:

宝胜集团主要生产500Kv及以下电线电缆、电缆材料、超导导体材料以及变压器、开关柜等电气产品,是目前国内最大的民用电线电缆生产企业,2012年营业收入达到136亿元。

2003年开启的多国联合开发的核聚变发电项目(又称人造太阳)可望从中国采购约11亿元的超导电缆。公司为试制阶段的参与者,目前已具备生产能力,是该订单的参与竞争者之一。(实际超导项目订单已由西部超导材料科技有限公司获得,详见下文)

公司的TFPF低温超导电缆短样已经通过检测和论证,完成TF780dummy 电缆生产,并通过论证和交付。

关键词:低温超导电缆通过测试论证

 

 

在建项目:

600105永鼎股份:
永鼎股份所在的江苏吴江市的三大支柱产业分别是光电子、光电缆和丝绸。吴江市在十一五重大项目专项规划中提到:十五重大项目有76个将结转到十一五期间续建,需结转项目中包括制造业项目18个,如江苏永鼎股份有限公司的高超导等。永鼎股份在光电线缆新材料方面寻求合作,其中包括高超导材料,由于高超导材料像玻璃一样脆,难以做成柔软的丝,需要用将玻璃拉成光纤那样的办法,将高超导材料拉成细丝,然后捻成束,这样既结实又有柔性,而光缆、电缆生产企业有此优势。永鼎股份集光缆、电缆生产于一身,有望在高超导领域取得突破。

20131219日晚间披露了投资者关注的二代高温超导材料制备研发的进展情况。截至日前,新型高温超导材料制备所需要的研发生产设备和检验检测设备都已全部到位,工艺部门基本完成了设备的安装调试,陆续进入了工艺调整过程,先后相继完成了关键核心工艺的实验计划,全流程工艺研究取得了突破性的进展。

由于新型高温超导材料制备的整个工艺过程较为复杂,工艺设备尚未达到理想的设计性能指标,目前公司控股子公司苏州新材料研究所有限公司正在按既定方案和计划对相关工序进行完善和优化工作。

公司曾在2012年年报经营计划中对超导项目的研发和建设作出预测,表示争取在2013年底成功试制出第一批新产品 

关键词:二代高温超导材料完成安装调试,尚无具体进展

 

 

 

 

 

拟投建项目:

600468百利电气:
公司公布非公开发行预案,拟发行不超过6500万股,面向不超过10名特定对象,发行价格不低于16.39/股,拟募集资金100000万元,用于超导限流器、GIS、电子式互感器、VW60以及稀有金属深加工五个项目。云南普吉变电站的35KV1.2KA90MVA饱和铁心型超导限流器是由百利机电控股集团公司与北京云电英纳超导电缆有限公司合作的项目,并成为目前世界上挂网运行电压等级最高、容量最大的超导限流器。另已经完成220kv超导限流器挂网试验和准备挂网运行。                         

2013122日公告继续启动关于超导等项目的非公开发行预案,这是公司就同一项目第三次启动再融资方案。

公司在20131012日的一份公告中称,未能在有效期内完成非公开发行工作的主要原因是募投项目中的高温超导限流器样机进行升级和优化,延后了挂网运行时间,同时子公司股权转让事宜尚未完成。

股价跌跌不休也是此次增发未能成功的原因之一。20139月份,百利电气股价一度上涨至13/股以上,高于增发底价,但此后股价步入跌势,并且在定增批文到期日前后跌至增发底价区间,对于机构投资者而言并无太大吸引力。

为此,百利电气在最新发布的最新版本定增预案中特意加进了实际控制人承诺认购股份的内容,百利机电集团将以现金方式一次性认购不低于此次发行股份的10%,且限售三年,为投资者打了一剂定心针。

关键词:3次坚持推出高温超导限流器募投项目

 

 

项目研发:

600595中孚实业:

20134月,中孚实业承担的国家“863计划新材料领域“10KA 温超导直流输电电缆课题项目通过科技部验收。该项目围绕高温超导电缆长距离、大容量两大核心科学问题进行攻关,攻克了超导电缆通电导体的电磁设计和制造 关键技术等诸多技术难题,在世界上首次实现了长距离、低损耗低温杜瓦管的多段模块化真空插接技术的重大突破,解决了长距离低温连接技术难题。

关键词:10KA高温超导直流输电电缆课题项目

 

600522中天科技:
为了更好更快地发展面向输电系统应用的超导限流技术,进而加速相关技术向实用化和产业化转化的步伐,中天科技股份有限公司与中国科学院电工研究所经过协商,决定建立电力超导技术联合研究开发中心,双方结成面向输电系统应用的超导限流技术研究开发的战略合作伙伴,共同促成相关技术的转化和产业化。合作双方将以智能电网的建设为导向,共同面向广阔的未来市场。中天科技将充分发挥产品制造、质量检测、市场开拓、资金资源、管理和运行机制等方面的优势;中科院电工将充分发挥人力资源、技术积累、实验平台、测试手段、学术交流等方面的优势。
关键词:输电系统超导限流技术研发项目

 

600701工大高新:

由中心环境水质学国家重点实验室栾兆坤研究组发起并牵头,联合哈尔滨工业大学等单位组成的课题组,历经数年研发,日前成功建立我国第一台工业超导磁分离系统,并证实该系统在废弃物二次资源利用、污水废水快速集约化处理、矿产资源高效除铁除杂等领域具技术可行性。工大高新为哈尔滨工业大学所属的上市平台公司。

关键词:工业超导磁分离系统,应用于资源回收及污水处理

 

非直接关联:

002149西部材料: 
公司第一大股东西北有色研究院西部超导公司是中国唯一国家认可生产超导材料的厂家和国家实验基地,世界上四大生产超导材料的厂家之一。

西部超导材料科技股份有限公司于2003年成立于西安经济技术开发区,总占地721亩,注册资本33207.2万元。公司是我国航空用特种钛合金材料的主要研发生产基地,也是国际上唯一的低温超导合金棒材及线材全流程生产企业。

通过自主创新,建成了国际一流、国内唯一的NbTiNb3Sn低温超导线材生产线。现已具备年产棒材3500吨、NbTiNb3Sn低温超导线材400吨的生产能力。

2003年中国参与国际热核聚变实验堆计划(ITER计划),该计划项目中中国承担两部分超导线材生产任务:一是69%PF线圈用NbTi超导线材和全部CC线圈用NbTi超导线材,约180吨;二是7%TF线圈用Nb3Sn超导线材,约30吨。上述中国承担的全部Nb3SnNbTi超导线材将全部由西部超导材料科技股份有限公司生产。

关键词:公司大股东为国际热合聚变反应堆低温超导线材单一供应商

 

 

600770汉缆股份:

公司在高压、超高压电缆领域处于主导地位,该领域进入壁垒很高,220kV能参与竞标企业只有7家,受益于特高压和城网改造,公司成长性明确。子公司英纳超导是全球少数能生产高温超导产品的公司之一,其参股子公司云电英纳开发的我国第一、世界第三组超导电缆已投入运行。

    北京英纳公司成立于2000年,公司主营业务以开发、销售高温超导材料及其应用产品。2009725日,公司向北京英纳增资3122.499万元,增资后公司持有北京英纳51%股权,成为其控股股东。英纳公司从2002年开始为国内外市场供应高温超导线材,产品出口欧洲、美国、日本、韩国和伊朗等国家和地区,现在专注于一代鉍系高温超导线材的生产和应用项目。

 不过,北京英纳的财务指标却迟迟不见好转,据公告,公司2011年主营营业收入为14.70万元,利润总额为-387.73万元。截至2012930日,净资产为2586.26万元,公司主营营业收入为24.81万元,利润总额为-234.90万元。

因其连续亏损,公司已于2013117日将其持有的北京英纳超导技术有限公司51%的股权出售给天津液压机械(集团)有限公司。                        

2013510日公司公告,公司收到科学技术部通知,公司参与的"交联聚乙烯超高压绝缘材料生产技术开发"的课题是其中唯一一项超高压绝缘材料项目,该项目由公司和哈普电气共同承担。交联聚乙烯材料为超导材料之一。

关键词:参股英纳超导,参与超导材料联合项目研发

 



000890
法尔胜:
投资北京英纳超导技术有限公司,北京英纳超导技术有限公司成立于20009月,由北京科技风险投资股份 有限公司、江苏法尔胜集团公司、北博大科技投资开发有限公司、北清华科技园技术资产经营有限公司、中财国企投资有限公司等共同出资成立,是我国第一家以高超导产品为主业的高科技公司,拥有世界一流的铋系高超导线材生产技术。是专业从事高超导材料及其应用产品开发、生产和销售的高新技术企业。公司除生产标准型高超导线材外,还自主研发了镀锡型及绝缘型高超导线材,并可根据客户的不同需求提供超导磁体、超导电流引线,等不同种类的超导应用产品。

关键词:参股北京英纳超导公司

 

 

600777新潮实业:    
控股子公司烟台新牟电缆有限公司主要从事新牟牌宽带网络数据缆和CATV高物理发泡同轴电缆系列产品的研制开发和生产经营,系山东省高新技术企业和外商投资先进技术企业。
关键词:数据线缆和电缆生产公司,潜在受益超导线缆

 

600255鑫科材料: 
作为国内的电线电缆行业龙头企业,其电缆看点实质性突出。
关键词:电线电缆龙头企业,潜在受益超导线缆

600203福日电子:

主营为电子计算机及配件、电子产品及通讯设备、家用电器、电子元、器件的制造、销售。传闻间接持有美国超导技术公司股份!

关键词:电子通讯产品企业,潜在受益超导线缆。传闻间接持有美国超导技术公司股份

 

000530大冷股份:

主营为制冷设备及配套辅机、阀门、配件以及制冷工程所需配套产品的加工、制造。高温超导40k以上,指零下233度以上,需要特殊制冷设备,获得超低温,才能令材料有超导性能,大冷参与人造太阳设备核心部件的超导制造。

关键词:参与人造太阳设备核心部件的超导制造

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