近日韩国发现常温超导体LK-99的新闻比较火爆，很多网友开始畅想未来常温超导体大规模应用的场景，本文中我们将会探讨一个超导体在储能方面的应用——超导电磁能量储存技术（SMES），也可以叫做超导磁储能/超导电池，或者是超导储能。

其实超导储能技术并不是一种科幻的概念，现在科学家就已经制造出了一些超导储能设备，但是因为现在超导体需要工作在极低的温度下，所以这些超导储能实验装置并不具备实用功能。

目前的超导储能设备主要包括三个部分：超导线圈、功率调节系统和低温制冷机。

超导储能技术的原理

超导储能技术的原理并不复杂，它主要是利用了超导体电阻为0这一重要特性。

根据法拉第电磁感应定律，当直流电流过超导线圈的时候，就会产生磁场，因为超导体没有电阻，所以进入到超导线圈闭环中的循环电流会一直在流动，从而将电能以直流磁场的形式存储在超导线圈中，理论上，这种能量是可以无限存储的。

超导储能技术的能量存储容量主要由两个因素决定：超导线圈的尺寸和几何形状，它决定了线圈的电感，很显然，线圈越大，存储的能量就越多。第二个因素是电流的大小，很显然，越大的电流，能够存储的能量也越高。

当需要超导储能输出电力的时候，通过超导线圈放电就能够将存储的能量释放到出来。

超导储能技术的优点

和其他的一些储能技术相比，超导储能技术最大的优点是充电和放电的时间延迟非常短，可以达到毫秒级别的相应速度（小于5毫秒），几乎可以在瞬间获得电力，并在短时间内提供非常高的电力输出。

这也使得超导储能技术能够提供非常大的放电功率，可以在极端的时间内释放大量的能量。

超导储能技术的第二个优点是它的电力损耗非常少，因为超导体中的电阻为零，所以电流几乎不会遇到任何阻力，自然也不会有任何损失，当然唯一的损失是通过逆变器/整流器将交流电转为直流电或者是将直流电转为交流电的过程中，会产生大约2~3%的能量损失，但是超导储能技术充放电的整体效率依然会高于95%。

超导储能技术的第三个优点是它的主要结构零部件都是静止的，几乎没有可以活动的零部件，特别是高速运动的零件，这使得其非常稳定，不会产生机械磨损，可靠性也非常高。

超导储能技术的第四个优点是它的寿命不受充放电循环次数的影响，我们使用锂电池都知道，随着时间的推移，锂电池的容量会不断的衰减，比如三元锂电池理论寿命只有2000次充放电循环，但是实际上三元锂电池充放电循环大约1000次以后，它的容量就剩下设计容量的60%。而超导储能技术却不存在这样的问题。

超导储能技术的缺点

超导储能技术的核心是超导体，但是目前我们还没有找到实用的高温超导体，更不要说更实用的常温超导体，所以为了获得超导体，就需要使用额外的制冷机来维持低温，从而获得超导体。

而制冷机消耗的能量往往会远远大于超导储能技术存储的能量，而且超导体的材料成本也非常高，所以不具有实用性质。

上述是超导储能技术目前遇到的最大问题，但是这是超导体的问题，并不是超导储能技术的问题，所以一旦科学家找到了常温超导体，那么超导储能技术将会迎来非常大的应用场景，它可能会取代目前的一些储能技术。

超导储能技术的第二个缺点是它的体积可能会比较大，通过前面我们了解到超导储能技术能储存的电量多少主要取决于两个因素：超导线圈的长度和电流的大小。

所以在电流恒定的情况下，我们想要提高容量的话，就必须要增加超导线圈的长度，这最终会导致超导储能设备体积变得很大，比如一个能够储存大约500万度电的超导储能设备，它可能需要一个直径800米的闭环线圈，这需要占用大量的土地。

也可以说超导储能技术的能量密度很低，实际目前的超导储能设备如果换算成能量密度的话，只有1~10Wh/Kg，要知道三元锂电池的能量密度最高可以达到300Wh/Kg了。但是超导储能技术的这个缺点在未来常温超导体的加持下，应该会改善非常多的。

超导储能技术的应用范围

因为超导储能技术具有极快的响应时间，所以它非常适合用来稳定电网，目前就有一些地方小规模的使用超导储能技术来稳定电网。

超导储能技术还能够和电磁发射系统相结合，最大限度的释放电磁发射系统的作用。

以上便是超导储能技术的一些介绍，总的来说，这项技术并不算是一种新鲜事物，在30多年前就已经出现了。但是常温超导体是它的核心，所以缺乏实用性的超导体导致这项技术目前不具备太大的实用价值，但是在未来，相信超导储能技术肯定会成为主流的储能技术。