2023年超導(dǎo)材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析
產(chǎn)業(yè)趨勢 2023-11-14 06:26:07 中金普華產(chǎn)業(yè)研究院
超導(dǎo)材料是一種在低于某一溫度(臨界溫度)下表現(xiàn)出零電阻和完全抗磁性的材料,具有廣泛的應(yīng)用前景。本文將從超導(dǎo)材料的分類、產(chǎn)業(yè)鏈、市場規(guī)模、應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展趨勢等方面對2023年超導(dǎo)材料行業(yè)進行分析。
一、超導(dǎo)材料的分類
根據(jù)臨界溫度的不同,超導(dǎo)材料可以分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料。低溫超導(dǎo)材料是指臨界溫度低于液氦溫度(4.2K)的超導(dǎo)材料,也稱為常規(guī)超導(dǎo)材料,如鈮鈦(NbTi)、鈮三錫(Nb3Sn)等。高溫超導(dǎo)材料是指臨界溫度高于液氮溫度(77K)的超導(dǎo)材料,也稱為非常規(guī)超導(dǎo)材料,如銅氧化物超導(dǎo)材料、鐵基超導(dǎo)材料等。
二、超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)鏈
超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)鏈上游為制造超導(dǎo)材料的原材料,如鈮、鈦、釔、鋇、鉍、鍶、硼等金屬材料;中游產(chǎn)業(yè)是超導(dǎo)材料;下游的產(chǎn)業(yè)是超導(dǎo)應(yīng)用領(lǐng)域,如航天航空、醫(yī)療、電子電器以及新能源等。
三、超導(dǎo)材料的市場規(guī)模
據(jù)歐洲超導(dǎo)行業(yè)協(xié)會(Conectus)的數(shù)據(jù),全球超導(dǎo)材料的市場規(guī)模近年來保持平穩(wěn)增長,2018年全球超導(dǎo)材料市場規(guī)模為61.51億歐元,同比增長6.1%。2019年全球超導(dǎo)材料市場規(guī)模約為64億歐元。預(yù)計到2023年,全球超導(dǎo)材料市場規(guī)模將達到75億歐元,年均增長率為4.1%。
目前,全球超導(dǎo)材料市場的主要參與者是美國、日本、歐盟及中國等地區(qū),其中日本的市場份額最大,近年來中國也加快了發(fā)展超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)的步伐,在高鐵、磁懸浮、超導(dǎo)電纜等領(lǐng)域取得了重要進展。
四、超導(dǎo)材料的應(yīng)用領(lǐng)域
超導(dǎo)材料的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,通常分為三大類:大電流應(yīng)用(強電應(yīng)用)、電子學(xué)應(yīng)用(弱電應(yīng)用)和抗磁性應(yīng)用。其中,大電流應(yīng)用是指利用超導(dǎo)材料的零電阻特性,實現(xiàn)高效率、低損耗的電力輸配電、儲能、變壓、發(fā)電等功能,如超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)儲能系統(tǒng)、超導(dǎo)變壓器等。電子學(xué)應(yīng)用是指利用超導(dǎo)材料的量子隧穿效應(yīng),實現(xiàn)高速、高靈敏、高精度的信息處理、傳輸、存儲等功能,如超導(dǎo)單光子探測器、超導(dǎo)量子計算、超導(dǎo)微波器件等??勾判詰?yīng)用是指利用超導(dǎo)材料的完全抗磁性,實現(xiàn)高場強、高均勻度、高穩(wěn)定性的磁場生成、控制、屏蔽等功能,如超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)磁懸浮、超導(dǎo)屏蔽罩等。
五、超導(dǎo)材料的發(fā)展趨勢
超導(dǎo)材料的發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面:
(1)提高臨界溫度。提高臨界溫度是超導(dǎo)材料研究的核心目標(biāo),也是實現(xiàn)超導(dǎo)材料廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。目前,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種高溫超導(dǎo)材料,如銅氧化物超導(dǎo)材料、鐵基超導(dǎo)材料、氫化物超導(dǎo)材料等,但其臨界溫度仍然低于室溫,制冷成本依然較高,應(yīng)用范圍也受到一定限制。因此,探索更高溫度的超導(dǎo)材料,甚至實現(xiàn)室溫超導(dǎo),是超導(dǎo)材料研究的重要方向。
(2)降低成本。降低成本是超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)化的必要條件,也是提高超導(dǎo)材料市場競爭力的重要手段。目前,超導(dǎo)材料的成本主要包括原材料成本、制備成本和制冷成本。為了降低成本,需要開發(fā)更廉價、更穩(wěn)定、更易加工的超導(dǎo)材料,優(yōu)化制備工藝,提高生產(chǎn)效率,以及采用更高效、更可靠的制冷系統(tǒng)。
(3)拓展應(yīng)用領(lǐng)域。拓展應(yīng)用領(lǐng)域是超導(dǎo)材料市場規(guī)模擴張的重要途徑,也是推動超導(dǎo)材料技術(shù)創(chuàng)新的重要動力。目前,超導(dǎo)材料已經(jīng)在電力、通信、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域取得了一定的應(yīng)用,但仍有很多潛在的應(yīng)用領(lǐng)域有待開發(fā),如新型能源、新一代信息技術(shù)、環(huán)保技術(shù)等。為了拓展應(yīng)用領(lǐng)域,需要結(jié)合不同領(lǐng)域的需求,設(shè)計更適合的超導(dǎo)材料,開發(fā)更多的超導(dǎo)產(chǎn)品,提高超導(dǎo)系統(tǒng)的可靠性和安全性。
綜上所述,超導(dǎo)材料是一種具有巨大應(yīng)用潛力的新型材料,其行業(yè)發(fā)展前景廣闊。隨著技術(shù)的不斷進步和產(chǎn)業(yè)化的推廣,超導(dǎo)材料的臨界溫度、性能、成本和應(yīng)用范圍都將得到不斷的改善和拓展,超導(dǎo)材料有望成為新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要推動力量。
一、超導(dǎo)材料的分類
根據(jù)臨界溫度的不同,超導(dǎo)材料可以分為低溫超導(dǎo)材料和高溫超導(dǎo)材料。低溫超導(dǎo)材料是指臨界溫度低于液氦溫度(4.2K)的超導(dǎo)材料,也稱為常規(guī)超導(dǎo)材料,如鈮鈦(NbTi)、鈮三錫(Nb3Sn)等。高溫超導(dǎo)材料是指臨界溫度高于液氮溫度(77K)的超導(dǎo)材料,也稱為非常規(guī)超導(dǎo)材料,如銅氧化物超導(dǎo)材料、鐵基超導(dǎo)材料等。
二、超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)鏈
超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)鏈上游為制造超導(dǎo)材料的原材料,如鈮、鈦、釔、鋇、鉍、鍶、硼等金屬材料;中游產(chǎn)業(yè)是超導(dǎo)材料;下游的產(chǎn)業(yè)是超導(dǎo)應(yīng)用領(lǐng)域,如航天航空、醫(yī)療、電子電器以及新能源等。
三、超導(dǎo)材料的市場規(guī)模
據(jù)歐洲超導(dǎo)行業(yè)協(xié)會(Conectus)的數(shù)據(jù),全球超導(dǎo)材料的市場規(guī)模近年來保持平穩(wěn)增長,2018年全球超導(dǎo)材料市場規(guī)模為61.51億歐元,同比增長6.1%。2019年全球超導(dǎo)材料市場規(guī)模約為64億歐元。預(yù)計到2023年,全球超導(dǎo)材料市場規(guī)模將達到75億歐元,年均增長率為4.1%。
目前,全球超導(dǎo)材料市場的主要參與者是美國、日本、歐盟及中國等地區(qū),其中日本的市場份額最大,近年來中國也加快了發(fā)展超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)的步伐,在高鐵、磁懸浮、超導(dǎo)電纜等領(lǐng)域取得了重要進展。
四、超導(dǎo)材料的應(yīng)用領(lǐng)域
超導(dǎo)材料的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,通常分為三大類:大電流應(yīng)用(強電應(yīng)用)、電子學(xué)應(yīng)用(弱電應(yīng)用)和抗磁性應(yīng)用。其中,大電流應(yīng)用是指利用超導(dǎo)材料的零電阻特性,實現(xiàn)高效率、低損耗的電力輸配電、儲能、變壓、發(fā)電等功能,如超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)儲能系統(tǒng)、超導(dǎo)變壓器等。電子學(xué)應(yīng)用是指利用超導(dǎo)材料的量子隧穿效應(yīng),實現(xiàn)高速、高靈敏、高精度的信息處理、傳輸、存儲等功能,如超導(dǎo)單光子探測器、超導(dǎo)量子計算、超導(dǎo)微波器件等??勾判詰?yīng)用是指利用超導(dǎo)材料的完全抗磁性,實現(xiàn)高場強、高均勻度、高穩(wěn)定性的磁場生成、控制、屏蔽等功能,如超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)磁懸浮、超導(dǎo)屏蔽罩等。
五、超導(dǎo)材料的發(fā)展趨勢
超導(dǎo)材料的發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面:
(1)提高臨界溫度。提高臨界溫度是超導(dǎo)材料研究的核心目標(biāo),也是實現(xiàn)超導(dǎo)材料廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。目前,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種高溫超導(dǎo)材料,如銅氧化物超導(dǎo)材料、鐵基超導(dǎo)材料、氫化物超導(dǎo)材料等,但其臨界溫度仍然低于室溫,制冷成本依然較高,應(yīng)用范圍也受到一定限制。因此,探索更高溫度的超導(dǎo)材料,甚至實現(xiàn)室溫超導(dǎo),是超導(dǎo)材料研究的重要方向。
(2)降低成本。降低成本是超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)化的必要條件,也是提高超導(dǎo)材料市場競爭力的重要手段。目前,超導(dǎo)材料的成本主要包括原材料成本、制備成本和制冷成本。為了降低成本,需要開發(fā)更廉價、更穩(wěn)定、更易加工的超導(dǎo)材料,優(yōu)化制備工藝,提高生產(chǎn)效率,以及采用更高效、更可靠的制冷系統(tǒng)。
(3)拓展應(yīng)用領(lǐng)域。拓展應(yīng)用領(lǐng)域是超導(dǎo)材料市場規(guī)模擴張的重要途徑,也是推動超導(dǎo)材料技術(shù)創(chuàng)新的重要動力。目前,超導(dǎo)材料已經(jīng)在電力、通信、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域取得了一定的應(yīng)用,但仍有很多潛在的應(yīng)用領(lǐng)域有待開發(fā),如新型能源、新一代信息技術(shù)、環(huán)保技術(shù)等。為了拓展應(yīng)用領(lǐng)域,需要結(jié)合不同領(lǐng)域的需求,設(shè)計更適合的超導(dǎo)材料,開發(fā)更多的超導(dǎo)產(chǎn)品,提高超導(dǎo)系統(tǒng)的可靠性和安全性。
綜上所述,超導(dǎo)材料是一種具有巨大應(yīng)用潛力的新型材料,其行業(yè)發(fā)展前景廣闊。隨著技術(shù)的不斷進步和產(chǎn)業(yè)化的推廣,超導(dǎo)材料的臨界溫度、性能、成本和應(yīng)用范圍都將得到不斷的改善和拓展,超導(dǎo)材料有望成為新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要推動力量。
免責(zé)聲明:
1、本站部分文章為轉(zhuǎn)載,其目的在于傳遞更多信息,我們不對其準(zhǔn)確性、完整性、及時性、有效性和適用性等作任何的陳述和保證。本文僅代表作者本人觀點,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責(zé)。
2、中金普華產(chǎn)業(yè)研究院一貫高度重視知識產(chǎn)權(quán)保護并遵守中國各項知識產(chǎn)權(quán)法律。如涉及文章內(nèi)容、版權(quán)等問題,我們將及時溝通與處理。
相關(guān)文章