论文部分内容阅读
在随州这场高温超导磁悬浮项目风波中,一个至关重要的问题是:项目的核心技术究竟可靠不可靠?全世界都没有能够完成的一个科学难题,这个项目的核心技术提供者,有没有最后完成的可能?
“不能说,全世界都没有做出来的东西,我们就不能完成;但就目前实际情况看,高温超导磁悬浮技术进入商业应用,似乎还很遥远。”超导国家重点实验室副主任、中国科学院物理所研究员郑东宁如此告诉本刊。
迄今尚未到可能性论证阶段
随州这一项目,技术的“核心部分”来自西南交大超导研究所,由王家素、王素玉夫妇主持。
6月23日晚,《中国新闻周刊》记者参观了王氏夫妇设在西南交大超导技术研究所的实验室,王素玉为《中国新闻周刊》介绍了他们这一“领先全世界”的技术走过的历程。“我们1997年开始项目攻关,2000年的最后一天完成,当时的试验车因此被命名为‘世纪号’。这个863项目给的经费只有100万。”王素玉还说,当年的这个863项目,中国科学院物理研究所的中科院院士、国际著名的超导材料研究专家赵忠贤是支持的。
根据王素玉的介绍,他们设计的列车将以500公里的时速运行,“理论时速可以达到1000公里以上。”
但此前在接受本刊采访时,赵忠贤并没有提及他与这一项目的关系,相反,却对其与此相关的宣传提出了质疑:“500公里每小时?1000公里每小时?是新闻记者报道出现错误了吧,还是真是他们说的话?他们自己如果有那么多钱,随他做好了,我们也没必要去批评。”
——王氏夫妇使用的超导材料,正是赵忠贤于上世纪80年代研究得到的。
郑东宁介绍说,王氏夫妇实验室中完成的这个项目,当时还是有一定影响,“几次国际会议都邀请他们参加,客观上对高温超导磁悬浮的研究起到了推动作用。但能不能应用于实际,则是另一回事。”
郑东宁认为,按照正常程序,对于这么大的工程,需要组织专家进行可行性论证,提出一系列问题,探讨这些问题如何解决。“如果技术提供方认为这些都不是问题,需要给出令人信服的理由。”
项目相关方告诉《中国新闻周刊》,这个项目迄今尚未到可行性论证的阶段。
核心是控制技术要求
根据郑东宁等相关专家的介绍,对于磁悬浮列车来说,控制技术(比如说,磁悬浮列车运行过程中,超高的速度会导致它发生震动,因此技术上要求控制震动幅度不超过悬浮高度,诸如此类的控制要求还有多项)的重要性甚至超过了超导技术,而成为这类项目真正的“核心技术”——实际上,这些年来高温超导技术没有取得质的突破,大家所掌握的情况都差不多,实验室里的高温超导磁悬浮技术没有太神秘的东西。商业化应用的困难就在于,如何保证列车在悬浮状态下保持稳定的高速运行,郑东宁告诉本刊。
而王素玉则介绍说,他们设计的磁悬浮列车解决了这一问题:“上海的常导磁悬浮列车,悬浮高度只有8毫米,控制技术的确非常复杂,西门子公司做的这个控制技术,后来以此为骄傲。但按照设计,我们的列车悬浮高度在20毫米左右,并且车体每米的重量只有两三百公斤——而上海磁悬浮列车与火车相若,每米重两三吨。这样,我们的辅助技术(主要为控制技术)要求就低很多。”
但郑东宁认为,即使一切如王素玉所说,控制技术依然是关键。而“在这一方面,中国跟世界前沿还差得很远”。
王素玉也承认,从实验室到示范线,完全不是一回事。“这面临着庞大的综合技术考验,包括路桥设计、机械控制等技术。里面还有很多未知问题,或许会面临一些难以解决的问题。我们因此才认为不适合于做之前就做过多的新闻宣传。”
成本如何确定
根据随州和美尔斯通的宣传,2~13公里的示范线,预计成本投入为2~13亿人民币。
“1公里一个亿的成本,是根据美尔斯通公司所做的评估估算出来的。具体的成本,要根据具体要求而定。”王素玉说。
采用常温导体磁悬浮技术,每公里成本就超过5亿。王素玉解释说,成本低得多的原因,主要还是由于悬浮高度达到了20毫米,对控制技术的要求就低多了。
具体到这条示范线的成本,王素玉表示,项目真正启动之前,还得对这边的地层进行分析。“现在还没有到选线那个程度。那边的地形和地质状况,现在都还没有资料。”因此具体成本他们的项目组并没有给出结论。
另外,随州这个项目,与整个工程有关的辅助技术,在几个方面都还没有最终落实,“找了两三家合作机构和单位。可能最后要投标决定。”王素玉说。
而中科院一位退休的超导研究专家对这一成本提出了严厉的质疑:“他们完全基于实验室数据给出结论。从理论到实践应用,有时需要解决的问题远远超过初始的想象——这个跨度之大,大到迄今世界上还没有人能跨过去的地步。现阶段,认为高温超导磁悬浮成本比常导磁悬浮还低、甚至低几倍,那只能是对这方面问题丝毫没有实践的凭空想象。如果达到500公里以上的时速,要求之高也就更加不可想象。”
日本为什么用低温超导技术?
前述这位不愿透露姓名的专家说,高温超导磁悬浮这项技术,多年前在国际上叫得很响,但迄今在国际上都没有落实。从实验室到实际应用,技术上的难点很多,其中之一是材料问题。“良好的超导体往往会在超导性能之外有着其他缺点,比如太脆、难加工、应用寿命短等等。液氮在大范围内的保存也是一个巨大的问题。”
国际上,在实验室里利用磁悬浮技术“把车子悬起来”的技术已经很多,日本、美国、德国都有。但大家用的更多是低温超导技术。
“日本试验的是低温超导磁悬浮技术,已经做了几十年了。”郑东宁说,“之所以做低温超导,还是觉得低温超导技术更成熟,尽管冷却成本更高一些,但由于冷却成本在整个工程中所占比例很小,其他如控制、车辆制作等成本比例更高,因此认为这样(即采用低温超导而不是高温超导做磁悬浮技术基础)还是更合理、更现实。现在医院里用的核磁共振成像,就利用的是低温超导技术做支持。”
西南交大为何“不支持”?
实际上,高温超导磁悬浮应用项目落户随州之前,已经有了比较长的一段故事。
“从2000年项目完成开始,迄今已有亚泰集团、波导等等公司来找过我们,要求我们合作。波导想投资1000万,与学校合作共同承担风险,但我们学校没有接受。”王素玉说,“从2000年到现在,我们又做了第二号设备、第三号设备,有好多次,在可能要做成示范线的情况下又给停下来了。但我们的研究工作一直没有停。”
针对这个项目,西南交大为什么不自己来推广?实际上,在西南交大这座学校,类似的项目还有一个,在青城山开展,而青城山项目似乎受到了学校意外的青睐,他们还将在学校新校区修建试验线。“学校给青城山那个项目投了很多钱,而对我们这个项目却丝毫不表示热情。他们认为我们的应该由国家来投资。当然,这里面还有人事关系等问题的原因。”这是王素玉的解释。
西南交大科技处一位负责人对这一问题的回答则是:根据资料,从1989年到2007年,学校对王氏夫妇的高温超导项目有10个自然基金小项目支持,7个已完成,3个在研,学校共拨给匹配项目经费50多万元。“主要原因在于他们的人际关系不好,与其他专业交往存在困难,并且‘要价’上千万,学校正在建设新校区,经费困难。”
而对青城山项目,学校投资也就是几十万,主要投资来自成都市政府——看来迄今学校对这两个项目均没有表现出过高的热情。