超大型玻璃纖維風電葉片。（受訪單位供圖）

崇山峻嶺上，一排排“大風車”矗立。一片片百米長的風電葉片，宛如“鋼鐵巨人”的長臂隨風舞動，成為一道獨特的風景線，更是源源不斷地將風能高效轉化為綠色電能。

“大風車”上的風電葉片之所以“筋骨”強健，剛度、強度都很高，得益於一種關鍵材料——超高模量玻璃纖維的應用。別看這種纖維的單絲直徑僅為頭發絲的十分之一，它卻是推動風機大型化和提高發電效率的最大“功臣”。

8月28日，2024年度重慶市科學技術獎正式揭曉，重慶國際復合材料股份有限公司（以下簡稱國際復材）等單位完成的“超大型高模量玻璃纖維風電葉片關鍵技術開發及產業化”項目，獲得重慶市科技進步獎一等獎。

必須啃下“硬骨頭”

風電葉片是風電所需關鍵部件，風機的功率與風輪掃風面積成正比。簡單說就是，要捕獲更多風能、提高發電效率、降低每度電的成本，最有效途徑就是制造更長的葉片。

從10多年前起，全球風電產業逐漸向風機大型化發展。然而，葉片長度的增加，會讓重量和所承受風載急劇增加，進而導致葉片在工作中出現巨大彎曲變形。

要發展超長葉片，必須解決“剛度不足”和“重量失控”的技術難題。

“高模量玻璃纖維是一種剛度極高的增強材料，主要應用於風電葉片的主梁上。”國際復材董事長江凌介紹，高模量玻璃纖維的使用能大幅提升葉片的抗彎曲能力，保障超長葉片的安全性，同時有效減輕葉片重量和提升抗疲勞性能。

實際上，早在2010年，國際復材就成功研發出模量為90GPa（吉帕）的高模量玻璃纖維生產線，能生產長度90米的風電葉片，填補了國內高模量玻璃纖維產品空白。這一長度，已經是當時業內最高水平。

要往模量更高方向發展，讓葉片達到百米級，很長時間內國際復材做不到，全球范圍內也沒有相關技術。

是否對百米級風電葉片發起攻關？這一道難題擺在了國際復材面前。

“這項研發投入大，風險大，但不搞這個研發的話，就可能面臨被市場淘汰的命運，風險更大。”江凌坦言。

經過公司內部反復研判，國際復材最終決定：自主研發超高模量玻璃纖維，啃下這塊“硬骨頭”！

達到國際先進水平

投入5000多萬元，建立全新實驗生產線，引進更多專業人才，組成新的攻堅團隊……一場關鍵核心技術攻堅戰在國際復材打響。

“通過產學研合作，我們陸續攻克了一系列技術難題，尤其是在超高模量玻璃纖維配方設計開發、玻璃纖維表面處理技術、高玻纖含量拉擠板成型、超大型葉片設計及制造等方面，達到了國際先進水平。”項目負責人黃偉九說。

這並不容易。以超高模量玻璃纖維配方設計開發為例，團隊耗時兩年多，對百余組玻璃纖維配方進行了實驗，才最終實現突破。

中試車間，項目團隊在炎炎夏日，頂著50多攝氏度的高溫，長時間蹲守在熔爐邊上，尋找玻璃纖維“拉絲不成型”的原因……

功夫不負有心人。2018年底，項目團隊研發生產出95GPa的超高模量玻璃纖維。2024年初，國際復材推出迭代升級產品，模量達到100GPa，以其制作的風電葉片長度可超過110米，即使在遭遇千噸拉力后，仍能瞬間復原﹔哪怕是在極端暴風雪天氣中，也能抵御形變。

目前，該項目團隊研發的主要產品已經獲得英國勞氏（LR）、挪威船級社（DNV）、美國FDA、中國船級社等產品認証，形成國家標准20項和行業標准1項。

推廣到航空航天等領域

目前，項目成果在國際復材、重慶風渡新材料有限公司、重慶重通成飛新材料有限公司等企業和單位形成了高模量玻纖材料、風電葉片設計及制造等風電葉片全產業鏈。

“2024年底，我國風電能源佔比達9.1%，已成為國家新型能源體系的重要組成部分。未來，隨著風電規模的不斷擴大，我們將迎來更大發展機遇。”江凌介紹。

江凌表示，國際復材將持續聯合產業鏈上下游，協同推進產學研合作，不斷深入研究大尺寸風電葉片在不同工況條件下的材料疲勞、老化等長期性能模型，進一步開發超高模量玻璃纖維與碳纖維、芳綸纖維等高性能材料復合協同技術，推動我國風電行業的技術發展，助力重慶打造萬億級先進材料產業集群。

據了解，項目團隊研發的超高模量玻璃纖維還逐步推廣應用到其他行業領域，比如軌道交通、新能源汽車、光伏與基建、航空航天等。（新重慶-重慶日報首席記者 張亦筑）

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