國(guó)際復(fù)材研發(fā)出的玻璃纖維，單絲直徑只有頭發(fā)絲的1/10 “重慶造”為百米長(zhǎng)風(fēng)電葉片“強(qiáng)筋壯骨”
2025-03-21 06:12:13 來源： 新重慶-重慶日?qǐng)?bào)
領(lǐng)跑事跡：
國(guó)際復(fù)材自主研發(fā)的超高模玻璃纖維填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白,，并率先在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)萬噸級(jí)超高模量玻璃纖維規(guī)模化生產(chǎn),，是全球最主要的玻璃纖維供應(yīng)商之一。
群山間，長(zhǎng)約百米的風(fēng)電葉片,，如“鋼鐵巨人”的長(zhǎng)臂般輕盈舞動(dòng)，源源不斷地將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為綠色電能,。
支撐這些風(fēng)電葉片的“骨骼”,，主要材料是一束束單絲直徑僅有頭發(fā)絲十分之一的玻璃纖維——超高模量玻璃纖維。而你可能不知道的是,，全球每四片風(fēng)電葉片,，就有一片的“骨骼”來自云天化集團(tuán)重慶國(guó)際復(fù)合材料股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱國(guó)際復(fù)材）。
一場(chǎng)“豪賭”
攻克百米風(fēng)電葉片世界難題
2015年初春,，重慶大渡口區(qū),，國(guó)際復(fù)材會(huì)議室氣氛凝重，參會(huì)人員臉上仿佛寫著兩個(gè)字：焦灼,。
要么冒風(fēng)險(xiǎn)研發(fā),，要么等待被市場(chǎng)淘汰——一場(chǎng)“豪賭”正在醞釀。
為何說是豪賭,？
因?yàn)榇藭r(shí),，中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正走到一個(gè)十字路口。
上個(gè)世紀(jì)中葉,，中國(guó)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)還是一片空白,，直到1986年，山東榮成才建成首個(gè)外資風(fēng)電場(chǎng),。一直到2002年,，風(fēng)電葉片的關(guān)鍵原材料——玻璃纖維產(chǎn)品，依然完全依賴進(jìn)口,。
2003年起,，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策支持風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中國(guó)風(fēng)電技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展階段。2004年,，主要生產(chǎn)玻璃纖維的國(guó)際復(fù)材,，正式進(jìn)軍風(fēng)電領(lǐng)域，研發(fā)專用于風(fēng)電葉片的玻璃纖維,。
2010年,，國(guó)際復(fù)材成功研發(fā)出模量為90GPa（吉帕）的高模量玻璃纖維生產(chǎn)線，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高模玻璃纖維產(chǎn)品空白,。模量,，是衡量玻璃纖維性能的重要指標(biāo)，模量越高,，其彈性和強(qiáng)度越高,。通俗地說，就是模量越高,，制成的風(fēng)電葉片越長(zhǎng),。
而風(fēng)電葉片的長(zhǎng)度與發(fā)電量密切相關(guān)。葉片每延長(zhǎng)1米,，可提升掃風(fēng)面積2%—3%,、增加發(fā)電量4%。如果風(fēng)電葉片長(zhǎng)度達(dá)到100米,，發(fā)電量可大幅增加,，發(fā)電成本則可大幅降低。
因?yàn)樵诋?dāng)時(shí),，百米級(jí)的風(fēng)電葉片技術(shù),，不僅國(guó)內(nèi)沒有，國(guó)外也沒有,。
以國(guó)際復(fù)材的技術(shù),，其高模量玻璃纖維僅能支撐90米以下葉片長(zhǎng)度。這一長(zhǎng)度,，已經(jīng)是當(dāng)時(shí)行業(yè)內(nèi)的最高水平,。如果要生產(chǎn)百米級(jí)風(fēng)電葉片，則需要模量在95GPa以上的超高模玻璃纖維,，從理論體系到生產(chǎn)工藝都需要全面重構(gòu),。
是否向百米級(jí)風(fēng)電葉片發(fā)起攻堅(jiān)？成了擺在國(guó)際復(fù)材面前的一道世界級(jí)難題,。
如果繼續(xù)研發(fā),，國(guó)際復(fù)材不僅要面臨“無圖紙、無技術(shù),、無經(jīng)驗(yàn)”的“三無”現(xiàn)狀,，還要投入幾千萬元，重新建立實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)線，引進(jìn)更多專業(yè)人才,，組建新的攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)等,。
而此時(shí)，國(guó)家為推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,，走市場(chǎng)化道路,，已經(jīng)減少了補(bǔ)貼。此外,，由于原材料成本上漲等諸多因素,，此時(shí)投入巨資搞研發(fā)，無疑是一場(chǎng)豪賭,。
經(jīng)反復(fù)研討,，會(huì)議最后決定：自研超高模玻璃纖維，背水一戰(zhàn),！
在接下來兩年多時(shí)間里,，研發(fā)團(tuán)隊(duì)試驗(yàn)了百余組玻璃纖維配方，最終在2017年夏天取得突破,，優(yōu)選配方體系性能得到明顯提升，生產(chǎn)難度明顯下降,。團(tuán)隊(duì)看到了勝利的曙光,。
然而，最殘酷的考驗(yàn),，卻在2018年悄然降臨,。
“冰火鏖戰(zhàn)”
1600℃熔爐前的蹲守攻堅(jiān)
“漏板又堵了！”
2018年7月的一天,，40℃高溫天氣,，國(guó)際復(fù)材中試車間內(nèi)突然響起刺耳的警報(bào)聲。價(jià)值數(shù)百萬元的漏板上,，1600℃的玻璃液本該如銀瀑般流瀉成絲,，卻因漏嘴設(shè)備堵塞凝結(jié)成團(tuán)，無法成絲,。
原來,，超高模玻璃纖維由天然礦石按一定的配方，經(jīng)1600℃左右高溫熔制,、拉絲,、烘干等多道工藝特制而成。一束不到2毫米的高模量玻璃纖維,，由4000根細(xì)絲（單絲）組成,，每根細(xì)絲的直徑只有頭發(fā)絲的1/10。
哪里出了問題？
一個(gè)多月時(shí)間里,，研發(fā)團(tuán)隊(duì)連續(xù)更換了5臺(tái)設(shè)備,，試驗(yàn)了數(shù)十次，仍無法突破“拉絲不成型”的魔咒,，無法形成由4000根細(xì)絲組成的玻璃纖維集束,。
中試車間溫度高達(dá)50℃，如同蒸桑拿,。研發(fā)人員輪班值守在窯爐現(xiàn)場(chǎng),，手動(dòng)疏通比發(fā)絲更細(xì)的漏嘴。鋼針在熾熱熔爐前頻繁折損,，汗水浸透的工作服上結(jié)出鹽漬,。
持續(xù)高強(qiáng)度的勞作，讓研發(fā)人員的情緒接近崩潰,，一些泄氣的想法開始蔓延,。“這是在燒錢,，還不如放棄”“兩年研發(fā)已耗資幾千萬元,，若失敗，一切歸零”……
質(zhì)疑聲中,，公司領(lǐng)導(dǎo)駐廠蹲守,，穩(wěn)定人心，解決難題,。
“參數(shù)偏差1%,，就可能前功盡棄?！碑?dāng)時(shí),，國(guó)際復(fù)材研發(fā)中心玻璃配方研發(fā)經(jīng)理韓利雄每天上班第一件事，就是到窯爐現(xiàn)場(chǎng)觀察漏板拉絲狀態(tài),，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)配方進(jìn)行微調(diào)或?qū)に囘M(jìn)行優(yōu)化,。拉絲狀態(tài)要在晚班時(shí)間才能體現(xiàn)，他就半夜蹲守在現(xiàn)場(chǎng),，經(jīng)常在漏板下方一站就是幾個(gè)小時(shí),。
這樣的“熔爐蹲守模式”持續(xù)了十多天。
“因長(zhǎng)時(shí)間目不轉(zhuǎn)睛盯著漏嘴,，導(dǎo)致眼睛腫脹,，一度模糊看不清東西?！表n利雄回憶,，研發(fā)團(tuán)隊(duì)逐幀分析上千組數(shù)據(jù),，逐個(gè)解決遇到的難題。
最終研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：礦石配方中一元素配方比例細(xì)微失衡,，導(dǎo)致熔液黏度過高,。調(diào)整配方后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)再次反復(fù)試驗(yàn),。
2018年底,，玻璃液終于在漏嘴上織出了4000根細(xì)絲的完美集束，生產(chǎn)出首批達(dá)到95GPa的超高模玻璃纖維,。這不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,，技術(shù)也引領(lǐng)國(guó)際水平。
這些細(xì)絲與傳統(tǒng)玻璃纖維相比,，模量高出30%左右,，可助風(fēng)電葉片長(zhǎng)度從90米躍升至100米，掃風(fēng)面積增加20%以上,，理論發(fā)電量可提升約40%,，且可讓風(fēng)電葉片以超過20年的壽命穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。如用超高模玻璃纖維制成的單葉片長(zhǎng)102米左右的海上風(fēng)電機(jī)組,，掃風(fēng)面積相當(dāng)于4.7個(gè)足球場(chǎng)左右,，年發(fā)電量可達(dá)4000萬千瓦時(shí)以上，可滿足約2萬戶普通家庭一年的用電需求,。
全球前三
玻璃纖維年產(chǎn)能突破120萬噸
瞄準(zhǔn)風(fēng)電葉片制作技術(shù)前沿市場(chǎng),，國(guó)際復(fù)材在研發(fā)超高模量玻璃纖維產(chǎn)品上，持續(xù)領(lǐng)先全球,。
2024年初，國(guó)際復(fù)材推出超高模風(fēng)電用玻璃纖維迭代產(chǎn)品,，模量達(dá)到100GPa,，其制作的風(fēng)電葉片長(zhǎng)度可超過110米，即使在遭遇千噸拉力后仍能瞬間復(fù)原,，哪怕是極端暴風(fēng)雪天氣,，葉片也能抵御形變。
與此同時(shí),，針對(duì)風(fēng)機(jī)葉片回收難的行業(yè)痛點(diǎn),，2024年，國(guó)際復(fù)材整合產(chǎn)業(yè)鏈資源,，聯(lián)合全球知名企業(yè),，開發(fā)試制出全球首款近百米長(zhǎng)的熱塑性葉片，將可循環(huán)利用率提升30%,。
除了風(fēng)電領(lǐng)域,，國(guó)際復(fù)材還在工程塑料,、電子電器和電力絕緣等領(lǐng)域研發(fā)出一系列具有全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品。
如,，為解決我國(guó)在5G原材料及超細(xì)玻璃纖維的“卡脖子”問題,，全面實(shí)現(xiàn)高端5G原材料的全面國(guó)產(chǎn)化，形成國(guó)內(nèi)可自主生產(chǎn)的完整供應(yīng)鏈體系,，國(guó)際復(fù)材創(chuàng)新研發(fā)出低介電玻璃纖維產(chǎn)品,，技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,。目前,，該產(chǎn)品已廣泛運(yùn)用于5G高速高頻服務(wù)器、高端智能手機(jī),、交換機(jī)等領(lǐng)域,，助推了國(guó)內(nèi)多層電路板的快速發(fā)展。
不僅如此,，國(guó)際復(fù)材通過玻璃纖維材料制成的高鐵枕木,，已經(jīng)鋪進(jìn)了日本新干線；玻璃纖維做成的特高壓設(shè)備產(chǎn)品,，已經(jīng)運(yùn)用在“疆電入渝”的設(shè)備上……
記者在國(guó)際復(fù)材的展廳內(nèi)看到,，其用玻璃纖維制品制成的下游產(chǎn)品有上百種，廣泛應(yīng)用于汽車制造,、軌道交通,、電子通信、家用電器,、工業(yè)管罐,、建筑材料、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域,。這些產(chǎn)品已經(jīng)銷往全球60多個(gè)國(guó)家和地區(qū),。2024年，國(guó)際復(fù)材玻璃纖維產(chǎn)能突破120萬噸,，進(jìn)入全球前三,。
“下一步，我們將以重慶制造場(chǎng)景為需求,，以智能化提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,，繼續(xù)加大產(chǎn)品研發(fā)投入，讓新產(chǎn)品持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展,?！眹?guó)際復(fù)材相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
責(zé)任編輯：趙秋云
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