作为电力装备的战略任务和重点之一。《中国制造2025》重点领域技术创新绿皮书将10MW等级超导风电机组纳入发电装备重点发展产品;将高温超导储能装置、超导变压器、超导限流器纳入输变电装备重点发展产品。
根据工信部、科技部、自然资源部联合发布的《“十四五”原材料工业发展规划》来看,提出发展超导材料前瞻布局行动,强化应用领域的支持和引导,明确了超导材料在现代产业中的定位。
超导全称超导电性,是指在一定条件下电阻等于零,电流可在其间无损流动的现象,具备这种特性的材料被称为超导材料或超导体。超导材料是一项具有远大战略意义的高新技术,可以大范围的使用在电子通信、医疗设施、交通运输、电力能源等领域,其中超导技术在MRI、超导限流器、超导电缆等产品研究开发中均已成功应用。
前瞻产业研究院对其产业链进行剖析发现:超导材料产业链上游为矿资源,如钇、钡、铋、锶、硼等金属;中游是超导材料,如YBCO、BSCCO和MgB2等;下游是超导应用产品,如超导电缆、超导限流器、超导滤波、超导储能以及超导发电机等。
目前,我国在第二代高温超导线材的研究和应用上持续投入大量时间和经费,并将其作为下一代能源、交通和医疗等领域的关键支撑技术,其重点应用包括感应加热、磁约束可控核聚变、超导储能、超导电缆、核磁共振成像、超导磁悬浮、超导电机、粒子加速器等。
当前,超导产业正处于发展的黄金时期。各地政府纷纷加大招商引资力度,通过举办招商引资推介会等方式,吸引更加多的企业投资超导领域。这不仅为当地经济发展注入了新的活力,也为超导产业的发展提供了更广阔的市场空间。同时,一些具有前瞻性的企业也开始积极布局超导市场,加大研发技术和投入力度,推动超导产业技术的创新和应用。
综上来看,我国在超导材料领域已拥有一大批代表性企业,最重要的包含西部超导、上海超导、宝胜科技、海泰超导等。
业务竞争格局方面,各家公司涉足超导产业链领域均不相同。与超导产业链相关的领域包括NbTi锭棒和线Ti线材、超导磁体和超导设备。
在NbTi锭棒领域,国内仅有西部超导掌握有关技术,西部超导NbTi合金铸锭、棒材的工程化制备有关技术获授权专利6项,相关技术成果获国家技术发明二等奖,产品实现了批量化生产且成功应用于ITER项目及MRI超导线材制备任务。
在超导线材领域,西部超导采用“青铜法”和“内锡法”两种方法生产Nb3Sn线材,其他公司目前还未进行布局。
在超导磁体领域,有多家企业拥有制备能力,国内主要有宁波健信、西部超导和潍坊新力,成都奥泰拥有自由的超导磁体工厂,但所生产产品不对外出售。
在超导设备领域,目前高端超导MRI市场被GE、PHILIPS、SIEMENS三家国外公司垄断,主流产品以3.0T为主,而SIEMENS慢慢的开始量产7T产品。国内成都奥泰、苏州安科等多家企业目前已实现1.5T、3T超导MRI的商业化生产。其中,西部超导作为产业上游原材料供应商。
西部超导材料科技股份有限公司2003年成立于西安经济技术开发区。企业主要从事高端钛合金材料、高性能高温合金材料、超导材料的研发、生产和销售,是我国航空用钛合金棒丝材的主要研发生产基地,是目前国内唯一实现超导线材商业化生产的企业,也是国际上唯一的铌钛铸锭、棒材、超导线材生产及超导磁体制造全流程企业。
西部超导于2019年7月22日在上海证交所科创板上市,先后建成了国际领先水平的航空用高端钛合金棒丝材专业化生产线,以及国际一流、国内唯一的NbTi和Nb3Sn超导线材生产线。企业具有年产高性能钛合金铸锭10000吨、丝棒材8000吨、高性能高温合金棒材2000吨、NbTi、Nb3Sn超导线吨的生产能力。
西部超导基本的产品包括钛合金棒材、丝材、异型材、高温合金棒材;铌钛(NbTi)超导线Sn)超导线材等先进材料;以及超导磁体、热工装备、特种医疗器械等高端装备。
从营收和利润方面看,公司本报告期实现营业总收入7.94亿元,同比下降13.96%,净利润1.10亿元,同比下降46.95%,基本每股盈利为0.17元。
从资产方面看,公司报告期内,期末资产合计为124.21亿元,应收账款为22.72亿元;现金流量方面,经营活动产生的现金流量净额为1.45亿元,销售商品、提供劳务收到的现金为9.26亿元。
目前,全球超导第一大技术来源国为中国,中国超导专利申请量占全球超导专利总申请量的82.83%;其次是美国,美国超导专利申请量占全球超导专利总申请量的6.65%。日本和欧洲虽然排名第三和第四,但是与排名第一的专利申请量差距较大。
统计说明:①按每件申请显示一个公开文本的去重规则进行统计,并选择公开日最新的文本计算。②按照专利优先权国家进行统计,若无优先权,则按照受理局国家计算。如果有多个优先权国家,则按照最早优先权国家计算。
从技术路线发展来看,低温超导能够产生的磁场强度有限,叠加需要用昂贵的液氦制冷因此限制其应用场景,而高温超导技术可突破低温超导磁场强度上限而且制冷成本大幅度降低,打开超导技术大规模商业化应用空间。
从技术支撑体系来看,中国超导创新单元最重要的包含超导国家重点实验室、上海大学高温超导重点实验室、南京大学超导物理与材料研究中心等实验室和研究中心;昆山瀚漾投资、高合资本等产业投资基金;GB/T 25080-2022《超导用铌-钛(Nb-Ti)合金棒坯和棒材规范》、GB/T 22586-2018《电子学特性测量 超导体在微波频率下的表面电阻》等技术标准。
综合来看,高温超导材料当前技术成熟度低于低温超导材料,正处在产业化的发展阶段,未来具有广泛的应用潜力。超导技术在电力及能源的主要应用集中在超导电缆、超导变压器等产的研发技术和应用,当前在超导材料、低温工程等各方面均得到较大的突破。可再次生产的能源的快速的提升无疑对未来电网的远距离输送容量、安全稳定性、电力质量、综合效率等提出了更高的和更为迫切的需求,而基于超导体的独有特性而发展起来的超导电力技术在提高电网安全稳定性和电能质量、提高大容量远距离输电能力、降低电网的损耗和减少电力设备用地等方面具有非常明显优势,因而超导技术在电力及能源领域的应用具有广阔的发展前景。
注:评估星级自一星至三星,星级越高,代表从该指标来看,技术投资潜力越大,☆代表半星。
我国超导行业经历了打破国外垄断、传统产业爆发和新型产业部署三个阶段。前瞻产业研究院指出,随着我们国家发展云计算、人工智能、大数据的热情越来越高涨,我国超导支出额以及市场规模总额都已增长到较大规模,预计未来随着数字化的经济、新基建等战略实施,我国超导市场规模将继续增长。
中国科学院院士陈仙辉认为,若能够在常压室温下实现超导状态,就可以摆脱冷却系统的限制,真正大规模应用超导技术。他设想道:“如果实现室温超导,将带来天翻地覆的变化。届时,人类能乘坐悬浮的超导车出行,甚至手机、手提电脑只需要充电一次就能使用好几个月。”陈仙辉进一步设想:“人类文明可以用材料来界定,室温超导材料能成为划分人类社会文明时期的标志性材料。”
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国超导行业发展前途与投资战略规划分析报告》
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