日本官方在1987年9月建立了Super-GM (Engineering Research Association for Superconductive Generation Equipment and Materials)計(jì)劃,其長(zhǎng)期目標(biāo)是發(fā)展超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)及相關(guān)的電力應(yīng)用。日本國(guó)際超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心(ISTEC)成立于1988年,致力于有關(guān)超導(dǎo)技術(shù)的調(diào)查研究和基礎(chǔ)研究開(kāi)發(fā)以及國(guó)際交流的促進(jìn)。從事超導(dǎo)裝置開(kāi)發(fā)的企業(yè)主要有杜邦(日本)公司、日立、東芝、NEC、FUJITSU、三菱重工及三洋電器。
1、預(yù)算
日本一直積極開(kāi)展在高溫超導(dǎo)電纜、變壓器、飛輪儲(chǔ)能、發(fā)電機(jī)、故障限流器等方面的研究開(kāi)發(fā)工作。從1988年至2004年超導(dǎo)研究開(kāi)發(fā)預(yù)算均由新能源和工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織(NEDO)下的新能源技術(shù)發(fā)展部所控制,這表示日本政府在超導(dǎo)方面投入了相當(dāng)大的精力,但其中大部分的預(yù)算均用于電力和電子應(yīng)用的研究開(kāi)發(fā)中。NEDO的支出很好的描繪出日本超導(dǎo)研究的進(jìn)展過(guò)程、資金趨勢(shì)和未來(lái)方向。
在過(guò)去的10年間,NEDO對(duì)超導(dǎo)的總投入達(dá)到626億日元。其中材料與設(shè)備的開(kāi)發(fā)約達(dá)到314億日元,幾乎占總投入的一半。余下部分主要分布在以下幾個(gè)主要工程中:
發(fā)電機(jī) 214億日元
SMES 87億
調(diào)速輪 39億
可調(diào)電流設(shè)備 62億
雖然過(guò)去幾年的研究已覆蓋了大量的超導(dǎo)設(shè)備,但在某些應(yīng)用方面的工作卻發(fā)生中斷。其中在1998年至2003年間花費(fèi)的312億日元成功完成了70MW LTS發(fā)電機(jī)模型單元,并已連續(xù)運(yùn)行1500小時(shí),但由于200MW和600MW的工作而減少費(fèi)用,研究終止。調(diào)速輪工程也由于電纜導(dǎo)線(xiàn)、FCL和HTS磁體的開(kāi)發(fā)而于2004年停止。與之相反,第二階段(2003~2007年)在線(xiàn)材與設(shè)備上興趣大增,2003年和2004年達(dá)到71億日元的投入水平。該計(jì)劃聚焦于發(fā)展更有效、長(zhǎng)期且低成本的YBCO線(xiàn)材和用LTS和HTS材料開(kāi)發(fā)大規(guī)模單流量量子(SFQ)設(shè)備。同樣,超導(dǎo)磁能存儲(chǔ)(SMES)工程將是新階段(2004~2007)的又一重點(diǎn),其在2004年的投入已達(dá)到7億日元。新的SMES計(jì)劃致力于論證SMES系統(tǒng)性能,開(kāi)發(fā)HTS SMES技術(shù)。
2、材料發(fā)展
日本超導(dǎo)材料的發(fā)展一直在國(guó)際上處于先進(jìn)地位,從*基礎(chǔ)的MgB2超導(dǎo)線(xiàn)材,到近幾年研究*多的高性能Y(釔)超導(dǎo)材料,經(jīng)濟(jì)型的Bi超導(dǎo)線(xiàn)材,和實(shí)用型的Nb超導(dǎo)線(xiàn)材。雖然前幾年,在主要能源儲(chǔ)運(yùn)消耗后,北美特別是美國(guó)加速了Y超導(dǎo)材料的研究和開(kāi)發(fā)。但目前,日本Y材料的開(kāi)發(fā)優(yōu)于歐洲和美國(guó)。負(fù)責(zé)Y超導(dǎo)線(xiàn)材的主要是日本ISTEC(International Superconductivity Technology Center,國(guó)際超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院)、住友電子工業(yè)和FUJITSU,其中FUJITSU還將負(fù)責(zé)Bi和Nb超導(dǎo)線(xiàn)材的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。
在未來(lái)幾年中,NEDO計(jì)劃支持相關(guān)材料與設(shè)備的開(kāi)發(fā)工程,及相關(guān)聯(lián)系。超導(dǎo)設(shè)備在電力發(fā)電機(jī)和電器、工業(yè)應(yīng)用、信息處理、通訊、運(yùn)輸、醫(yī)藥和社會(huì)安全等多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用將在2010年左右給社會(huì)帶來(lái)巨大影響。
參考文獻(xiàn):
1、http://www.istec.or.jp
2、“國(guó)外的超導(dǎo)研發(fā)計(jì)劃” 新材料產(chǎn)業(yè),2004年7期,78-83