我国虽然是世界上最大的发展中国家,但常常被其他发达国家从各种技术上“卡脖子”。
比如在半导体领域,美国带头封锁,直接断了华为的芯片供应,而在航天航空领域,则拒绝中国加入空间站。
但我国是一个自强不息的国家,你不让我用,我就自己搞,而且在某些技术发展上,中国已经实现了全球领先。
那么我们有什么技术突破了发达国家的封锁,在全球拥有绝对的话语权呢?
引领世界的特高压输电技术
目前为止,我国户户通电的通电率已经达到了99.4%,对于我国人口多、分布不均、地形复杂多样的情况来说,这个覆盖率高得让人不敢相信。
为什么我国能达到这么高的覆盖率呢?这都源于核心技术—特高压输电技术。
通常电压按照等级划分可分为低压、高压、超高压、特高压,就像衡量水的深度一样,不同电压各有各的用途和特点。
低压电力系统就像一条小溪流,它的电压范围在220V及以下,主要用于家庭、商业和工业设施的电力供应。举个例子,我们平时用的电器和灯泡就是在低压电力系统中工作的。
中压电力系统就像一条大河流,它的电压范围在1千伏(kV)到35千伏之间,主要用于电力输配电、城市供电和轨道交通等领域。举例来说,地铁线路就需要中压电力系统提供稳定的电力供应。
高压电力系统就像一条大海洋,它的电压范围在35千伏到230千伏之间,主要用于输电和大型工业设施的电力供应。这种电压等级可以让电力在较长距离内输送,例如把电力从一个城市输送到另一个城市。
超高压电力系统就像一条深海,它的电压范围在1000千伏及以上,主要用于长距离输电,例如大型电站到远离城市的地方。这种电压等级需要更高的技术水平来维护和管理,但可以有效地减少能源损失和提高电网的稳定性。
特高压是一种极高电压的输电方式,其电压等级通常在800千伏以上,最高可达1100千伏。这种电压等级比一般城市的输电电压高出很多倍,因此也被称为“千千万万伏”的电压等级。
特高电压有什么好处呢?
它远高于传统的电力输配电技术,能够大幅度减少输电线路的损耗,提高输电效率,同时也能大幅度降低电网占地面积。
例如,在特高压输电线路中,电线的截面积可以比传统输电线路小得多,但仍然可以承载更大的电流和功率。
目前,中国是世界上特高压电网建设最快、技术最先进的国家之一。中国的特高压电网已经建设了多条特高压输电线路,例如青藏特高压直流输电工程、晋南特高压工程、陕西特高压工程等。
想要提高电压并不难,难的是如何做好绝缘,当电压达到一定程度时,任何绝缘体都会成为导体。
比如说空气一般属于绝缘体,但是在雷雨天气,当积云携带的电到达一定程度的时候,超高的电压就会击穿空气,这个时候空气就成了导体,就能看见闪电了。
特高压也是如此,为了解决这个问题,科研工作者进行了各种尝试,最终决定用“纸”。这个“纸”可不是一般的纸,而是根据特高压设计的绝缘纸。
目前我国在特高压行业处于绝对领先,而且已经走出了国门,与俄罗斯、巴基斯坦、蒙古等国家都进行了特高压技术项目的合作。
国之重器-盾构机技术
盾构机就是隧道掘进机,是一种用于地下隧道建设的机器,它就像是一辆可以钻进地下的巨型“蚯蚓”,能够把地下的土壤和岩石挖掘出来,同时安装隧道支撑结构,最终形成一个完整的隧道。
盾构机技术最早在英国诞生,距今已经有200多年的历史。
起初,盾构机的技术一直被欧美、日本牢牢把控,中国只能花费高昂的价格进口,同时还要忍受他们的刻意刁难。
1966年修建秦岭隧道的时候,为了提高效率,我国决定向德国购买2台直径8.8米的TBM(隧道掘进机),当时一台TBM高达3亿美元,堪比天价,但是也只能咬牙硬买。
为此还签订了一系列条件苛刻的合同,例如维修保养的时候中方人员不许在场,德国派来的维修人员工资要按天计算,一个人一天数千美元。
更令人气愤不已的是,欧美根本不重视和中国合作,我们提出的需求往往得不到回应。当机器出现问题,比如零件需要换修之类,对方工程师就开始踢皮球,非常耽误施工进度。
种种不公平的待遇,让我国下定决心制造自己的盾构机。我国记录最早的盾构机是1963年,这个时候已经落后了140年。
想要追赶上百年的差距并非是一朝一夕的事情,但是科研人员坚信,只要齐心协力,没有办不成的事。
2002年,国家科技部首次将研究直径6.3米盾构机计划列入了863计划,最后由中铁牵头召集了一批大学生开始研究怎么制造盾构机。
2008年,“中国中铁一号”诞生,成功填补了我国在盾构机领域的空白。
之后盾构机开始蓬勃发展,先行号、先行2号、天和一号、京华号一次又一次的创造了历史。
国产盾构机的优点是拥有强大的“心脏”-国产主轴承,可以连续工作1300个小时,与其他国家的盾构机相比,我国盾构机性价比很高。
盾构机诞生之后,“基建狂魔”如虎添翼,加速了中国基建发展之路,比如北京地铁10号线,全程46.5公里使用了29台盾构机,效率大大提升。
中国长江公路大桥南北工程是世界最长的跨海大桥,其中南北主桥之间通过一条长达9.1公里的隧道相连。这个隧道就是采用了16台国产盾构机进行施工,成功地实现了长江隧道的全线贯通。
因为中国盾构机物美价廉,不仅在国内应用广泛,在海外项目中也有着卓越表现。
例如,印尼雅加达地铁、马来西亚吉隆坡地铁等多个国家的地铁隧道建设,都采用了中国盾构机进行施工。2017年,国产盾构机销量全球第一。
如今,整个世界的盾构机市场有70%都由我国牢牢把控,出口了21个国家和地区。
令人眼红的无人机技术
在无人机领域,中国已经在该领域占据了世界领先地位。
无人机技术大家都不陌生,小时候很多人应该都玩过遥控飞机,无人机原理与此类似,在很多领域得到了广泛的应用。
最典型的案例就是在疫情期间,我国利用无人机配合5G网络,进行物质运输和消毒,不管缩短了物质到达的时间,还减少了交叉感染的风险。
目前,全球著名的无人机品牌是我国的大疆无人机,占据了八成世界市场。
与此同时,大疆也是全球领先的无人飞行器控制系统及无人机解决方案的研发和生产商。
2015年,大疆推出了首款智能农业喷洒防治无人机——“御”2S,还获得了美国权威媒体的超高评价。
大疆无人机在飞行时的稳定性、控制性是最好的,并且图像处理和传输方面技术也遥遥领先。
于是,美国实行了老套路,像当初指控华为那样,指控大疆专利侵权,要求对大疆下禁令,禁止美国军方购买和使用大疆的无人机。
没想到在一番操作后,大疆依旧占领着全球市场70%的市场份额。
国家盾牌-量子通信技术
你知道量子通信技术是什么吗?
量子通信技术有着超强的安全性,无法被破解,是利用量子特殊的形态-叠加态和纠缠效应来传递信息的新型通信方式。
目前量子通信的距离是许多国家都在攻克的难题,不过我们国家已经领先一步,不仅成功发射墨子号量子通信卫星,还通过京沪干线实现了长达2000公里的超长距离传输。
根据中科院院士潘建伟的文章介绍,目前国内的量子保密通信网络已经取得了阶段性的成果,总线路已经达到了4600千米,这都是国外还没达到的成就。
这些成果都依赖于我国科研工作者夜以继日的研发,也离不开人民群众的大力支持。
奥巴马曾经说,如果让中国人都过上好日子,那将是全世界的灾难。我们国家从一穷二白发展到现在才只用了七十多年,中华民族伟大复兴之路势不可挡,这也是为什么西方国家拼命限制我们发展的原因。
你还知道我国还突破了什么技术封锁吗?
参考文献:
1.汤广福.中国先进输电技术创新与特高压技术发展探索[J].电器工业,2015,(9):43-47.
2.胡敏.盾构机技术在中国的发展与展望.《市政技术》.2010年S1期
3.张枥允.浅析大疆无人机面临的机遇和挑战.《全国流通经济》.2019年19期
4.胡鑫磊.李强.马蕊.量子通信网络组网方式及标准化研究展望.《通信技术》.2019年52卷1期
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