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文 | BT財經,作者Han
中國在這場科技競逐中,優勢在哪里?
2023年8月伊始,科技領域有關“室溫超導”的大新聞再次火爆出圈,席卷了全球投資市場——
8月1日美股開盤后,美國超導( NASDAQ:AMSC )股價從10美元跳漲到17美元上方,當天收漲60%。A股同步沸騰,東方財富“超導概念”8月1日大漲5.66%,漲勢延續到次日,永鼎股份( 600105.SH )、百利電氣( 600468.SH )、法爾勝( 000890.SZ )、中孚實業( 600595.SH )等多個概念股連日攀升到漲停。
BTmt科技注意到,這是2023年內,投資市場第二次因“室溫超導”概念而嗨翻了。
什么是“室溫超導”?它為什么總能調動投資市場的積極情緒?分析師怎么展望它的未來?中國在這場科技競逐中,優勢在哪里?
夢寐以求的“室溫超導”
室溫超導,也被稱為常溫超導,是人類科學孜孜不倦追求的“終極夢想”之一,還被譽為當代科學“夢寐以求的明珠”。
怎么理解室溫超導?我們把這個概念拆解,先來看看“超導”。
所謂“超導”,就是超級導電性。世間萬物有電流通過時,都會出現電阻,而當電阻為0的時候,即進入一種超導的狀態——此時的超導體不會發生電熱損耗,電流可以毫無阻力地在導線中形成強大的電流,并產生出強烈的磁場。
超導的應用空間是非常廣闊和誘人的,例如降低輸電損耗、利用超導體磁場的變化制造懸浮無摩擦的高速列車,另外在醫療、軍工等方面也都有落地場景。超導還有可能幫助人類實現“能源革命”的終極幻想,因為超導業務的長期發展愿景還聚焦于磁約束受控核聚變,后者是打開“能源自由”的密鑰。
目前超導能否實現,并被人類可用呢?答案是肯定的,但是有前提:極低的溫度、或超高的壓力環境。
在實驗室實現超導,對現代科學而言其實并非難事。早在100年前的1900年代初,人們就認識到了超導現象的存在,在實驗環境下,需要約-269℃、接近絕對零度的超低溫,即可實現。
但顯然,上述極低溫實在是太過于嚴苛。因此在之后的數十年里,人們不斷嘗試在更接近室溫的環境下實現超導,終極目標就是我們今天研究的主角——“室溫超導”,也就是尋覓一種材料或一種方法,在接近室溫的條件下,讓物質產生超導性。
在科學家孜孜不倦的研究下,實現超導的溫度從零下二百多度,逐漸上升到了零下一百多度、零下幾十度甚至更高。
但似乎是造物主在和人類在開玩笑,犧牲低溫的“代價”是需要施加高壓,例如有科研團隊曾經宣稱,自己研發的材料能在-23℃和170GPa(約等于常壓的170萬倍)實現超導。
總而言之,室溫超導在一百多年的時間里,一直是一個可望而不可及的夢,因此在整個現代科學史上,每當有科研團隊宣稱實現了室溫超導,就會引發學界強烈關注。
△室溫超導相關進展多次登上頂級期刊封面
投資市場“一廂情愿”為室溫超導買單
最近的這次“室溫超導熱潮”,始于7月23日。當時韓國科學技術研究院的一個團隊公開發表學術成果,聲稱合成了首個室溫常壓超導體——LK-99。這種材料采用改性鉛磷灰石晶體結構,合成方法簡單,被宣稱可以在常壓和127℃的條件下實現超導。
LK-99的發現最開始并未引起廣泛注意,但兩件事情幫助其獲得了輿論的關注。
其一,是上述韓國研究團隊“內訌”,同一個研究成果先后于7月22日和29日見刊。三位作者Sukbae Lee、Ji-Hoon Kim、Young-Wan Kwon中,前兩位指控后一位未征得其他成員同意、率先發表了共同成果。后來這一事件發酵,被網友解讀為“作者因爭奪諾獎署名而搶發論文”,噱頭十足。
其二,也是起到更重要推波助瀾效果的,是因為這種材料合成方法簡單,學術界開始按圖索驥去復制重現這種材料,在圈子里掀起了一股“煉丹”熱。出人意料的是,越來越多的人發現,“開爐”煉成的LK-99真的具備一些接近超導的特性——請注意,這里也僅僅是“接近超導”。
在美國,勞倫斯伯克利國家實驗室發表觀點稱,理論上支持LK-99室溫超導的可能性;在中國,也有華中科技大學相關團隊在視頻網站上表示復現了LK-99試驗,成功合成可懸浮的晶體,但僅僅驗證了其抗磁性、而不是嚴格意義上的超導性。
一來二去,無論是學術界還是投資市場當時都開始相信,這一次,室溫超導怕是真的要來了,于是投資市場相關個股應聲暴漲。
BTmt科技注意到,就在不久前的2023年初,室溫超導也曾經“刷屏”輿論、并引爆了投資市場。
把時間推回到半年前的3月7日,在美國物理學會年會上,羅徹斯特大學蘭加·迪亞斯教授宣布,他的團隊發現了一種室溫超導材料,相關研究結果已在全球頂級學術期刊《自然》發表。但后來這一成果被證偽。
當時噱頭十足、引發公眾關注的是,社交媒體廣泛流傳著照片和視頻,顯示迪亞斯教授在學術會議現場發布研究結果時,全世界的頂級科學家都爭相進入會場去圍觀、捧場迪亞斯的科研成果,超高的人氣甚至讓安保不得不控制入場人數、驅散人群。
后來有多個科研團隊發表結果,證明上述迪亞斯教授的成果不存在超導性。而投資市場被“帶飛”的室溫超導概念股也逐漸偃旗息鼓、高位回落。
最新的動態顯示,7月底的這次韓國研究團隊idLK-99大概率也將會以被證偽而收場。資本的潮起潮落,也反映出這個趨勢。大漲后的美國超導轉眼在8月2日就收跌29%、基本回吐了這一輪炒作里的全部漲幅。
8月2日,韓國超導學會宣布成立專門委員會來驗證LK-99結果的真實性;據《科學》新聞(Science News)援引美國阿貢國家實驗室的研究員Michael Norman認為LK-99以鉛磷灰石合成超導體的希望不大,且質疑該團隊呈現數據的方式;南京大學物理學院聞海虎對媒體從多方面分析認為,不足以說明LK-99是超導材料;上海市超導材料及系統工程研究中心主任、領域專家洪智勇也發表觀點直言,LK-99極大概率不能實現室溫超導。
而最終一錘定音的結果,全世界科學界還在等著中國實驗室復現的過程和論文。有業內人士對BTmt科技指出,中國在超導試驗的投入和相關團隊建設、實驗場所的完善性等方面,比其他國家更具備優勢。目前美國的研究機構多在計算機上做相關的理論推導,更具價值的實驗室復現仍待中國聲音的定論。
超導的商業化仍看中國
既然室溫超導總是被證偽,那為什么投資市場還會一次又一次“天真地”被帶飛呢?
首先,科學界和商界還是執著地相信,一些突破性的發現確實是蘊藏在偶然之中,例如斬獲諾貝爾獎的石墨烯相關研究,真就是在極其小概率的事件里誕生的偉大發現。
其次,室溫超導技術蘊藏著財富的金鑰匙。正如科學家展望,室溫超導帶來的將會是顛覆性的,“蘋果一哥”分析師郭明錤也參與討論舉例道,如果這一技術順利實現,可以讓一臺iphone擁有媲美量子計算機的運算能力。
能研發出室溫超導的科學家不僅能名垂青史,更能通過專利撬動巨大的財富。也正因如此,一些投資者認為,室溫超導是賠率豐厚的一場博弈,即便希望渺茫,也要義無反顧地去“賭一把”。
最后,資本永不眠,一輪又一輪炒作背后的真相是,市場并不關心室溫超導是不是真的存在、距離實現還有多遠,而是在乎這是不是一個優質的炒作題材。畢竟大多數人都不是科學家,鏡花水月的倒影就足以讓資本賺得盆滿缽滿。
回歸到價值分析,從商業視角來看,無論是超導還是其他新技術,只要成本夠低、有利可圖,那么就是有經濟價值的模式。顯而易見的是,當前需要極低溫和極高壓的超導技術,在多數場景里面并不具備商業性。
且不論超導體材料造價,只是維持超低溫和超高壓的環境,就已經是開啟“焚鈔機”了。
戳破室溫超導的“夢幻泡泡”,目前超導技術產業鏈走到了哪一步呢?
東吳證券的一份研報整理道,以液氦和液氮兩種降溫材料作為區分,可以劃分出低溫超導體(-269℃,液氦溫區下工作的材料)和高溫超導體(-196℃,液氮溫區下工作的材料)——注意,即便這里的“高溫”,也是指在約零下200℃。
在1980年代,低溫超導體就已經商業化,但鑒于液氦的稀缺性和高成本,僅在醫療磁共振MRI設備中有商業化價值。隨著高溫超導體的成熟,相對便宜的液氮取代液氦,2000年后,超導在新的領域得到了商業化應用。
尤其是中企在內的業內領先機構,近幾年在高溫超導材料大規模制備方面工藝趨于成熟,成本下降和良率提升都明顯加速,這讓超導技術的商業化應用領域延伸到了超導線纜(電網)、可控核聚變、高溫超導感應加熱設備等下,甚至還呈現出加速放量的趨勢。
相較于室溫超導,高溫超導隨著材料的成熟和下游應用領域的不斷開展,行業已經開始迎來規模商業化。
放眼全世界,中國有希望在超導科研和商業化中,占據領先位置。為什么這么說?回顧中國科學在超導領域扎扎實實、一步一個腳印的歷史,或許是最有力的答案——
1987年,趙忠賢院士團隊發現了-183℃以上銅氧化物高溫超導現象,打破了科學界認知的傳統超導轉變溫度上限,并在國際上公布了這一材料釔鋇銅氧的元素組成;2008年,趙忠賢團隊將鐵基超導體的臨界溫度提高到-218.15℃,推動中國科學在高溫超導領域的基礎研究繼續走在世界前沿;2013年,上海電纜研究所牽頭建成的國內首套30米、35kV、低溫絕緣高溫超導電纜掛網運行;2016年,中科院電工研究所馬衍偉團隊研制出首根鐵基超導線材、成功制造出全球第一根百米級鐵基超導的線材,推動超導在實用化方向邁出實質性一步;2021年12月,全世界首條35千伏公里級超導電纜示范工程在上海投運……
△35千伏公里級超導電纜示范工程的概述圖
鑒于超導應用的前瞻性和戰略性意義,中國還在持續加大基礎科學研究,吸引聚集了全球人才。前述業內人士分析道,無論是超導技術還是材料學,就是要“像煉丹一樣一爐一爐地煉下去”,這需要大量的人力財力物力傾注。而中國近年是不遺余力地在這方面科研上投入,帶動了材料等學科的飛速發展。
政策層面,中國也對超導材料的發展布局了相關支持,例如《中國制造 2025》將超導材料列為“前沿顛覆性新材料中需重點發展的項目”,“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃特別指出應積極參與國際熱核聚變實驗堆計劃、不斷完善全超導托卡馬克核聚變實驗裝置等國家重大科技基礎設施……
對于投資市場而言,除了今年的兩次熱點炒作,超導領域也有價值投資機會。中航證券在行業研究挖掘中發現,背靠西北有色金屬研究院的西部超導( 688122.SH )等標的在低溫超導產業化進程中,具備國際領先性。
在高溫超導產業鏈中,永鼎股份、特變電工( 600089.SH )參與到部分中間環節。
這也讓市場有理由相信,無論是科學研究、還是商業化應用,拋卻泡沫和炒作,中國在超導領域有較大勝率可以脫穎而出,引領未來的發展。