人類在享受現代文明的同時，面臨著日益嚴重的能源危機、資源危機。在被稱為數字時代的今天，人們卻依賴著為昨天設計的電力系統，唯一的變化是電纜越來越粗、機組越來越大。一方面，能源供應越來越緊張，另一方面，大量電能卻被浪費在所使用的傳統材料上。當前，我國電網的電能損耗約佔總發電量的9%，其中90%左右是由電纜損耗的。到2010年，按預測的裝機容量，中國在輸配電網上將損失二到三個三峽電站的發電量;在美國，每年僅在輸電線路上的損失就高達40億美元。如果使用高溫超導線材，不僅可以避免這些損失，而且可以節約大量的金屬材料。
1、 超導與高溫超導
1911年，荷蘭科學家昂尼斯(Onnes)發現，在液氦(4.2K)低溫條件下水銀的電阻突降為零。這種在低溫條件下物質電阻突然消失的現象被稱為超導現象,轉變溫度稱為臨界溫度(Tc)。
1)低溫超導材料
低溫超導材料的臨界溫度是絕對溫度十幾K以下，需要在液氦中工作。由於液氦及其製冷費用昂貴，低溫超導材料的應用受到了很大的限制。目前商品化的低溫超導線材主要有NbTi，Nb3Sn，主要用於核磁共振成像儀、加速器磁體等方面，全世界的市場有十多億美元。
2)高溫超導材料
高溫超導材料一般是指臨界溫度在絕對溫度77K以上、電阻接近零的超導材料，通常可以在廉價的液氮(77K)製冷環境中使用，主要分為兩種：釔鋇銅氧(YBCO)和鉍鍶鈣銅氧(BSCCO)。釔鋇銅氧一般用於製備超導薄膜，應用在電子、通信等領域;鉍鍶鈣銅氧主要用於線材的製造。
2、鉍系高溫超導線材的產業化
1986年高溫超導材料被發現後，全世界投入數十億美元的科研經費進行高溫超導材料的產業化研究。經過一大批優秀科學家十多年的努力工作，在釔鋇銅氧、鉍鍶鈣銅氧等幾種高溫超導材料中，1997年首先實現了鉍系高溫超導線材產業化。這也是目前唯一產業化的高溫超導材料。
3、高溫超導線材的應用
高溫超導線材具有損耗低、通電能力強(是相同截面積普通銅導線的100倍以上)等特點，其在應用領域的研究發展迅速。
(1)超導輸電電纜：
使用Bi系高溫超導線材的高溫超導電纜損耗低，不用絕緣油，沒有環境汙染，使用方式靈活，可以減少電力運行成本。高溫超導電纜比常規電纜所傳送的電力要高三到五倍(相同截面時)，可以滿足城市不斷增長的電力需求。地下高溫超導電纜在不能安裝架空線路環境中可以代替架空線路。在特殊場合，原有常規地下電纜不能進行擴容時可以用高溫超導電纜代替，封閉母線也適合於用高溫超導電纜代替。
(2)超導變壓器：
使用Bi系高溫超導線材的高溫超導變壓器具有非常小的耗損，不需變壓器油，結構緊湊，重量小，噪音低，同時具有能源和環境效益，便於運輸。超導變壓器可以被安裝在人口較為集中的市區和建築物內以滿足不斷增加的電力需求。另外，高溫超導變壓器還可以具有故障限流功能，以保護系統設備及用電設備，並減少它們的故障損失，配合有載分接開關可以提高電壓調節能力。沒有變壓器油，消除了火災及環境汙染的危險，因此特別適合於在不適合安裝油浸變壓器的地方使用，例如高密度城區及建築物的內部。
(3)超導電動機：
使用Bi系高溫超導線材的高溫超導電動機體積小、重量輕，效率可以超過 98%，與常規電動機相比損耗減少 50%，節省能源，從而減少消耗能源時產生的汙染，並且可以降低生命周期成本。適於用作公用設施和工業市場中泵與風扇的驅動電動機(大於 1000 hp)，如果艦船的推進裝置使用高溫超導電動機，則推進裝置的體積將減小為原裝置的五分之一，特別適合於艦船的電力推進裝置。
(4)超導限流器：
高溫超導限流器是一種新型的電力設備，可用於限制故障電流。該裝置被安裝在輸配電系統的關鍵位置(特別是用於高速增長和高密度地區電力公用事業及大型能源用戶的系統)，用作子迴路快速斷路器。它的應用將增強系統的安全性、可靠性，提高電能質量;可與現有保護裝置兼容;最大可允許電流為可調的，這意味著更大的系統靈活性;推遲了輸配電系統升級擴容的時間，也就減少了所需的資本投資。高溫超導限流器可以提高公用電力系統的運行容量。常規限流器(如限流電抗器)給系統增加了額外的電抗，導致電力系統的電壓不穩定，這使得系統中要增加電容來補償。高溫超導限流器沒有電抗，因而也就不需要電容補償，在無故障條件期間處於非「活動」狀態。電力系統中安裝了高溫超導限流器後，可以減少或根本不需要斷路器和熔斷器。典型變壓器上的故障電流比穩態電流高出10到20倍。限制故障電流的一個常規方法是使用更高額定值的電路斷路器和電力熔斷器。不僅更新電路斷路器需要耗費大量資金成本，而且更新整個變電站總線系統也需要大量資金開銷。通過正確的設計，高溫超導限流器可以將故障電流限制為穩態電流的3到5倍以內，使得現有低額定值斷路器和熔斷器具有更大的靈活性。
(5)超導磁分離器：
使用Bi系高溫超導線材的高溫超導磁分離器比常規磁分離器體積小，重量輕。需要的電能少，運行磁體的能源成本將減少 90% 以上。也就是說，高溫超導磁分離器比常規磁分離器的效率高，運行費用少。可以產生比常規磁分離器更強的磁場和更大的磁場梯度，使數量眾多的材料可以在較短的時間內被分離，還可分離很多稀釋溶液中的材料。相當多工業領域將受益於高溫超導技術所帶來的高效分離能力，該技術將會對化學處理工業產生革命性的影響。
(6)超導磁共振成像(MRI)：
使用Bi系高溫超導線材的磁共振成像裝置的磁場強度高，磁場具有高度的均勻性和高度穩定性。與目前大量的低溫超導核磁共振成像裝置相比，其製冷劑和製冷設備相對簡單、便宜。
(7)超導儲能裝置：
使用Bi系高溫超導線材的超導磁場能量儲存裝置可以長期保存儲存的能量，能量密度大，體積小，不受場地限制，可節省送變電設備，減少送變電損耗，提高電能質量。目前世界上有多套商品化的超導儲能裝置，它還可以提供很高的瞬間能量。
(8)超導磁懸浮列車：
使用Bi系高溫超導線材的超導磁懸浮列車，懸浮間隙大，速度高，相對於低溫超導的磁懸浮列車而言，製冷費用低，製冷設備簡單。
(9)超導電磁推進系統：
使用Bi系高溫超導線材的超導電磁推進系統，其關鍵部件--高溫超導磁體可以產生一個很強的磁場，使船舶不再需要螺旋漿，因此可以大大降低振動和噪聲。