光伏产业跃迁与高温超导，共绘能源未来蓝图

本文聚焦高温超导技术的发展与应用，介绍了其在电力传输、能源等领域的成果，分析了成本对商业化的影响，同时阐述了光伏产业的现状与技术变革，以及高温超导磁控硅单晶生长装备的突破，还提及了高温超导在核聚变领域的应用前景和国内核聚变赛道的发展情况。

高温超导技术正处于从实验室走向产业化的关键节点。

在电力传输领域，国产第二代高温超导带材已经成功实现了百米级制备。相较于传统电缆，其损耗大幅降低，这一突破为电力传输的高效性和稳定性提供了有力保障。在能源方面，高温超导磁控硅单晶生长装备发挥着重要作用。它不仅推动了光伏组件向更高转换效率发展，还具备扩展至半导体级硅材料制备的潜力，为能源产业的升级提供了新的途径。

据行业预测，到2025年，全球高温超导市场规模将突破100亿欧元，其中中国市场占比将超过40%。其应用涵盖核聚变、智能电网、磁悬浮交通等八大战略方向。这场由材料革新驱动的能源科技革命，正以惊人的速度重塑着人类社会的能量图景。

然而，记者了解到，高温超导技术要实现大规模应用，降低成本是关键。

联创光电证券部工作人员在接受采访时表示，高温超导设备的大部分成本集中在带材产品方面。实际上，第二代高温超导YBCO的原材料价格并不昂贵。随着行业规模化的推进，生产成本将随之下降。一旦具备一定的成本优势，其商业化进程也将大大加快。

光伏产业跃迁

2025年，气候变化与地缘政治博弈相互交织，形成了复杂的世纪难题。在这样的背景下，能源安全已成为重塑全球经济格局的核心命题。

当前，全球能源版图正经历着前所未有的深刻变革。从北极圈的风电矩阵到撒哈拉的光伏走廊，从挪威的氢能港口到中国的特高压电网，一场以新能源替代化石能源为主导的产业革命正在重塑人类文明的能源基因。

作为全球最大的能源消费国与碳排放国，中国面临着保障14亿人口能源需求和兑现国际承诺的双重压力。在这种情况下，太阳能凭借其独特的资源禀赋优势，正从战略选项转变为能源安全体系的核心支撑。

2024年，中国光伏新增装机约278GW，累计装机突破880GW；全球光伏新增装机约为530GW，累计装机已超过2000GW。业内预计，到2030年，国内装机总量将达到1500GW，全球将达4000GW以上。

在光伏产业的价值链条中，硅单晶材料起着至关重要的作用，如同生物基因般决定着整个产业的性能与成本。

这种纯度高达99.9999%的晶体材料，通过直拉法或区熔法工艺生长出圆柱形晶锭，再经过切割、制绒、扩散等20余道工序，最终转化为光电转换的核心载体——太阳能电池片。其晶格结构的完整性直接决定电池转换效率，而杂质含量ppm级的控制精度则影响组件的衰减速率。

随着薄片化大尺寸硅片成为主流趋势，对晶体质量的极致要求推动制造技术向原子级精度突破。2023年起，光伏行业迎来了继多晶硅向单晶硅转型后的又一次重大技术革命，硅单晶从P型硼掺杂结构全面转向N型磷掺杂体系。

如同十年前单晶硅取代多晶硅重塑产业格局一样，此次N型化浪潮正推动中国光伏产业从规模优势向技术主导跨越。2023年，P型和N型硅单晶的出货量比例是7:3，到了2024年，N型出货量占比已经达到了80%。这表明，N型是当前以及未来一段时间内，整个硅单晶发展的重要方向。

能拉出340mm硅棒

由于N型硅单晶需要在对流平稳、低氧含量的环境中生长，因此在单晶生长过程中需要引入磁场。记者了解到，加载磁场可以优化晶体生长界面的稳定性，使晶体生长更加均匀，从而显著提高硅单晶的质量和性能。

目前，相关技术已日渐成熟。3月15日，由中国电工技术学会主持、宁夏超导泛半导体科技有限责任公司（下称“宁夏超导泛科技”）牵头组织的“高温超导磁控硅单晶生长装备、技术及应用科技成果鉴定会”在宁夏银川市举办。

宁夏超导泛科技相关技术负责人表示，磁控直拉法是高品质硅单晶生长的关键技术路线，超导磁体是其核心部件。团队首次将高温超导技术应用于硅单晶生长领域，在降氧方面表现出色，对光伏产业链的高质量创新发展具有重要意义。

天眼查显示，宁夏超导泛科技成立于2024年12月，由宁夏盈谷实业股份有限公司、江西联创超导技术有限公司（下称“联创超导”）等多家企业和自然人联合投资设立。

项目报告显示，宁夏超导泛科技自主研发的高温超导磁控硅单晶生长设备及技术可将硅片含氧量稳定控制在5ppma以下，硅棒头尾利用率提升4%以上，生产效率提升12%，目前已拉出直径达340mm的高品质硅棒。

中国科学院院士甘子钊院士在评审中指出：“这是国际上首次将高温超导技术应用于磁控直拉单晶生长，为高温超导技术产业化做了很多开创性的工作，开辟了超导技术产业化新赛道。”

可用于核聚变领域

资料显示，超导是指材料在特定条件下（临界温度以下）电阻突然消失（零电阻），同时完全排斥磁场（迈斯纳效应）。高温超导的“高温”是相对于传统低温超导而言的，其临界温度突破了液氮温区（-196°C，77K），使实际应用的成本大幅降低。

近几年，高温超导体在材料大规模制备方面逐步成熟，开始在多个领域得到应用。

上述工作人员表示，就公司而言，目前高温超导主要应用于需要强磁场的领域，基本上都可以进行替代。“例如感应加热装置、单晶硅生长装置、核聚变这三个领域，都是通过高温超导磁体来产生强磁场。”

需要指出的是，目前高温超导产业化尚处于发展初期，未能实现大规模应用。

“因为这是新兴行业，前期研发设备等投入较高，随着规模化的推进，各项生产成本自然会下降。”上述工作人员解释道。

近几年，随着AI的发展，电力需求激增，可控核聚变在美国资本市场受到热捧，微软、谷歌、亚马逊、Meta等科技公司纷纷押注核能。

国内核聚变赛道也呈现出百花齐放的局面，大型国央企、民间资本和地方政府纷纷参与其中。中国核电和浙能电力参股中国聚变能源有限公司；中石油昆仑资本入股了聚变新能；中核集团则与江西省政府签署《全面战略作何框架协议》。目前，中国主要的商业核聚变公司包括星环聚能、能量奇点、聚变新能、瀚海聚能和新奥集团等。

本文围绕高温超导技术展开，介绍了其在电力传输、光伏、核聚变等领域的应用现状和前景。虽然高温超导技术在多个领域展现出巨大潜力，但目前产业化尚处初期，成本问题仍是大规模应用的阻碍。随着技术的发展和行业规模化，高温超导有望在能源领域发挥更大作用，推动能源产业的变革和升级。