11月12日21:30重磅播出的中国强度篇——栋梁之材,中国建材集团党委书记、董事长周育先,做客“对话”讲述中国建材集团,聚力打造“国之大材 勇担材料强国使命的精彩故事!
在对话中,中国建材集团董事长周育先表示,2021年,我们国家整个的碳纤维的消耗量是在6.3万吨。其中有2/3是进口的,1/3是自产的。中国建材青海这个万吨碳纤维生产基地,到了今年年底就能达到2.5万吨。那也就是说,该基地的投产基本上能够满足我们国家1/3的供货量。到了2022年年底,我们国家可能有2/3是可以用我们自己的国产。所以这个实际上是一个非常跨越的进步。
中国工程院院士杜善义表示,碳纤维产量提高了,规模上来以后,能用,同时又能用得起,那么这样的话就会带动一系列的比如能源企业,能用碳纤维的产业来用它。
中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩表示,现在叶片用到了碳纤维的比重还是非常小的,但是未来风电行业对碳纤维的用量,我觉得会远远超过其他各行业加起来。
举个例子,就是去年2021年,我们行业只有很少的一部分叶片使用碳纤维,我们用量是3万吨,基本上占了全球的30%的碳纤维的用量了,未来更大的叶片应用,那我们这个需求量会成倍的增长。
我们预测过,如果到2025年,因为海上风电的发展,大叶片的发展,我们需求是9万吨。到2030年可能要增长到20万吨,所以这时候碳纤维对我们行业来说非常重要。碳纤维的性能能满足我们行业的需求。但是对行业来说,制约我们使用碳纤维的关键的制约点就是价格成本,现在基本上我们这个行业买碳纤维要140元每公斤,这个价格对风电行业来说太贵了,如果价格降到100块钱以下,降到70块钱,那对我们行业来说真是一个天翻地覆的变化。
中国建材集团党委书记、董事长周育先
左:著名力学和复合材料专家、中国工程院院士杜善义
右:世界风能协会副主席、中国可再生能源学会风能专业委会秘书长秦海岩
详情见下:(速记整理,仅供参考)视频链接戳→https://w.yangshipin.cn/video?type=0&vid=z0000767xo6&cid=shnt59rdjgl8grc
它是一个国家科技创新的基石,决定中国从制造大国走向制造强国。它被称为黑色黄金,曾被国外封锁禁运。一项技术,决定一个产业,甚至是国家的命运。对话中国产业坐标,解锁中国强度,探秘栋梁之材。
主持人:大家好,这里是对话中国这10年产业坐标,今天我们请到的是中国强度的代言人,中国建材集团董事长周育先来让我们欢迎他。
周育先:您好。
主持人:来,请您站上我们的坐标开启点,为我们开启今天的坐标。好,让我们一起来看一看周总今天定位的产业坐标会把我们带到哪里?周总能不能跟大家来解释一下,T1000究竟是什么样的一个含义?
周育先:T1000实际上是一个强度指标,T1000在中国来说,目前的碳纤维里面强度是最高的一种牌号的碳纤维。
主持人:谢谢您的解密。今天我们就沿着这样的一个中国强度共同来探究我们的产业坐标。来,周总您请坐。同时我们今天也要特别欢迎来到现场的两位产业坐标的见证者,他们分别是著名力学和复合材料的专家,中国工程院院士杜善义院士。杜院士开启了我们中国复合材料之路。还有一位见证嘉宾是世界风能协会的副主席,中国可再生能源学会风能专业委员会的秘书长秦海岩。欢迎。我们今天围绕的关键词毫无疑问就是材料。
我很好奇像我们今天节目一开始,您给大家展现的坐标点上的T1000这样,到底它的强度有多强?
周育先:你看在现场有一根T1000,就这样一束碳纤维一米长的话才0.5克。但是它的强度可以承担500公斤左右的力量。我们手指头粗的这样的一个碳纤维束的话,可以拉动两架C919的飞机。
主持人:那我就在想,这样的一种新材料,这么厉害。我看到过一个说法说碳纤维叫做黑色黄金。那我就更不敢想象它的价格有多高。
周育先:像T1000这样的碳纤维,曾经也出现过1000万元一吨。但是现在比如说我们集团已经研发出来了 T1000的这样的碳纤维,目前市场上面的售价已经是1000万元的1/3左右,就是这两三百万元/吨。
主持人:所以我刚才提着那颗心稍微放下来了一点点。您能不能在今天的节目当中带着大家看看,黑色黄金到底是经过了怎样的一个过程生产出来。
周育先:我们有一个万吨的基地在青海,是全球最大的T700、T800生产基地。
主持人:我们一起来呼叫我们的产业坐标。
中复神鹰碳纤维西宁有限公司常务副总经理连峰:董事长好,大家好,我现在所在的位置是青海西宁中复神鹰公司。2021年度央企十大超级工程,我国首个万吨碳纤维生产基地的现场。我身后是数据信息中心,也是万吨基地的大脑,每秒有数10万数据在这里交互传输,控制着这个超级工程的运行。说到这个超级工程,这个包含3000多个关键工艺点的庞大的生产系统,从起初的一片荒地到建成投产,仅仅用了700多天的时间。经过紧张建设,我们基地于2021年9月实现了一次性投产成功。好的,主持人,我先介绍到这里。
主持人:我注意到了一个细节,为什么我们在现场看到的碳纤维是黑色的。但是刚才我们看到的都是白色的,您能给大家介绍一下这是什么原因吗?
连峰:好的。我现在也来到了生产车间,在这里我带大家一探究竟。碳纤维生产流程有1000多米长,分为聚合、纺丝和碳化三大工序。这里是碳化生产线,大家可以看到这里,这些白色的纤维是原丝,是在上一个纺织工具生产出来的。我们采用的核心技术是我们在国内首次自主开发的干喷丝纺技术。
大家可以看这里,白色的原丝经过热处理后,颜色逐步变深,形成了这种递变色,很漂亮,最终变成黑色的碳纤维。这些纤维后续还要经过1000多度的高温处理,逐步由有机纤维演变成无机纤维,碳含量也从67%逐步升高到95%以上。这里是碳纤维生产的最后一道工序,卷绕工序。经过长途跋涉和千锤百炼,刚才那些白色的原丝最终变成了这一根根黑色的碳纤维。好的,我就介绍到这里,谢谢。
主持人:其实刚才的很多画面让我觉得好像是在纺织厂里面一样,跟之前我们看到的纺织厂里面在纺纱、在织布很像,但原材料已经完全不一样了,那到底碳纤维是用什么做的?
周育先:来自于我们的石油化工里边的一种原料叫丙烯腈,从结构上看,这个丙烯腈就是,黑的是代表碳,白的是代表氢,然后蓝的是氮,这么样的一个是有机的要变成无机的,最后要做成一个什么样,都变成类似这样的网状层的结构,而且全是碳了,而且纯度越高,它的强度就会越高,缺陷就会越少。
主持人:那碳纤维一直也被大家称作是材料王国当中“皇冠上的明珠”,为什么碳纤维会如此的重要?
周育先:碳纤维它本身具有非常好的力学性能和其他的综合性能,比如说碳纤维的强度是钢的10倍,但是它的密度又只有钢的1/4,就是单位重量所体现出来的强度是钢的40倍。所以如果是在一定的应用领域里边,比如说汽车、航空航天器,重量的降低对它的要求是非常严的。比如说一辆汽车如果能够减重一公斤,那他就能够多跑很多的路。如果是从航空航天来说,一颗卫星能够减重10公斤,那就不得了了。
杜善义:过去我们航天的创始人钱学森先生在1961年讲到了,一个零件减少一克重量都是贡献。我多一公斤可能就要多花1万美金,过去还贵2万美金。但是更重要的你减一公斤,我有效载荷就可以多了,相机、各种通讯的,这些设备就可以比较多,所以它的意义是非常大。
主持人:谢谢杜院士,我们现在国内可以造的最强的强度是不是T1000?
周育先:因为从国际上我们现在能够做到T1000,刚才看到的生产线是做T700、T800的。
主持人:T700、T800跟T1000,它们在强度上的差别可以用什么样的感性的方式来认识?
周育先:如果你要是按照一般的来说,相对比较低一点的就是T300。T300的应用领域,在现在一般用的比较大的面,就在风力发电叶片就可以用。比如说我们的网球拍、羽毛球拍、滑雪板这些大部分用的是T700,还有一个很重要的部分,航空航天,从火箭的发射的火箭筒体到上面的卫星,以及到了现在的空间站,很多的部件都需要用T700、T80甚至T1000这样的去做。
主持人:从数字上来看T300、T700,似乎差距不大。但是真正回到我们碳纤维的生产过程当中,我要实现从T300突破到可以生产T700、T1000,这个难度大不大?
周育先:这个难度实际上也是非常大的。因为我们国家实际上是在2009年之前,就已经出来了T300这样的碳纤维。但是才发现,用这种工艺它做不出来T700、T800,那T1000就根本不用去想了。所以就必须要去跟踪全球领先的这种生产工艺。而这种生产工艺它本身对我们就是封锁的。产品有时候都是禁运的。
所以在这种情况下,中国建材从2009年开始另辟蹊径,试验工作一直在做,但是从2009年一直到2012年的时候,连续三年就出不来东西。中复神鹰的现在的董事长张国良先生,他那个时候一直在从事这方面的研发工作。他其中跟我说过一段话,研发的高潮的时候,(研发费用相当于)每天烧一辆桑塔纳的车。一天的研发费用就有这么大。那么通过了三年多的努力,终于突破了从0到1,就是从原来的T300出来了T700这样的碳纤维。
主持人:在这个过程当中,杜院士您是见证者,这么多的科研人员攻坚克难。什么样的瞬间,什么样的时刻让您印象最深?
杜善义:这件事情确实我经历了很长时间,因为我们国家碳纤维理论上来说,我们属于清醒的还是比较早。1959年日本人发明了碳纤维,和其他国家一样,我们1966年就开始在做这件事情。
那么做这件事情,我们的速度并不快,因为当时国家还不是像现在这么富裕。大概到2019年以前这个阶段,基本上是以引进为主。但是到2019年、2020年左右,人家就开始禁运了。于是这件事情就成我们最厉害的一个“卡脖子”的问题了。我们的飞机等着碳纤维,我们的卫星也等着碳纤维。
主持人:如果当时我们不去这么努力去攻克这个“卡脖子”的问题。您能够想象今天我们会面临什么样的困难?
杜善义:不过那是不可想象的。可以讲我们的航空,我们的航天,包括讲的现在风电,包括我们的船舰如此等等,我想做我们是能做,但水平可能会极低。因为材料它本身是一切装备的一个设计的基础,它不好你装备本身它可能就比较落后。所以我讲,这是涉及到国家一个工业水平的问题。
主持人:我们攻克了提高强度的核心技术,那再上点产能,这个难度大不大?
周育先:刚才说了从我们的中国建材的T300到T700,0到1花了3年时间。可是我们从1到100,我们差不多花了有7年时间。所以从1到100的这一段花的时间更多,需要的资金也更大。
从这个7年过程当中,我们需要解决的是量产化的装备要自主可控,国产。如果简单的比喻的话,就是0到1,也有人说翻过了珠穆朗玛峰,实际上从1到100,我觉得更多的你可以去比喻成走向了空间,就是真正地进行了太空的行走。
所以我们有时候说中国建材花了大几十亿、十几年的努力才能够解决T300到T700 T800、T1000的0到1,又能够解决了1到100。如果我们不从1到100,就没有像刚才看到的这样的万吨的基地,实际上你就转化不成大面积的用,也解决不了我们的航空航天上面的应用。因为只有量产,才能性能稳定、一致。如果你没有量产,只有在实验室里边拿出来一点,那是不敢用在航空航天上。
主持人:我们刚才已经看到,今天的我们早已经拥有了可以生产万吨级产量的这样的一个生产基地。这个万吨级刚才您强调了,这其实是我们行业发展的一个标志。如果说它是标志的话,它对我们的意义究竟是什么?
杜善义:这个意义我想重要的是有两个,第一个意义它就是能满足需求,因为我们中国对碳纤维的需求是越来越快,大概在2021、2022年,我们已经差不多将近达到了世界总的碳纤维需求量的50%,这个需求量在世界绝对是第一,所以是解决需求问题。
第二个问题来讲,这个万吨级的解决的本身,我想应该说在我们从事材料这个行业的研究中间,我们是树立了信心。外国人能做的,我们中国人能做,我们可能将来做都比他好、比他快。现在已经可以预测,我们碳纤维的发展速度会超过国外的。而且我想大概在三两年之内,我们不管从我们的质量和从我们的数量,应该说我认为至少是和国外并跑,甚至我想可能会超过。
周育先:刚才杜院士说的很对,就是作为中国建材在做这个万吨级基地,实际上是对中国建材研发成果的一个最好验证,更重要的是能够推动我们整个国家的材料产业的进步。
主持人:像这样的基地,它可以在多大程度上解决我们从前依赖进口的现状。
周育先:比如说2021年,举个例子的话,我们国家整个的碳纤维的消耗量是在6.3万吨,有2/3是进口的。1/3是自产的。但是我们这个基地,到了今年年底就能达到2.5万吨。那也就是说,我们基地的投产基本上能够满足我们国家1/3的供货量。到了2022年年底,我们国家可能有2/3是可以用我们自己的国产。所以这个实际上是一个非常跨越的进步。
主持人:这个前景应该会让杜院士特别欣慰。从60年代开始,我们终于迎来了这一天。如果我们在量产上满足了各行各业的需求的话,是不是意味着以前一些用不上碳纤维的,或者说用不起碳纤维的、没机会用的,他们因此都可以来使用碳纤维了。
杜善义:我们产量提高了,规模上来以后,能用,同时又能用得起,那么这样的话就会带动一系列的能用碳纤维的产业来用它。所以现在碳纤维已经是从国防、航空到其他的企业,比如说能源企业、现代交通企业、海洋工程和船舶结构,包括我们基础建设的基础设施,甚至包括桥梁等,碳纤维用的范围就非常广泛。这样的话就提高各种装备的水平。这个不仅是作为材料,作为装备来看,我们可以进入到国际竞争行列。
举例来讲,大飞机他要参加国际竞争,要看它碳纤维用多少。波音787,在结构上要用50%碳纤维。空客350要用53%。所以将来我们的C929和他同类的飞机,使用碳纤维一定要超过50%。没有这个,你在国际上没有竞争力。
主持人:您刚才提到用户的扩大,您身旁的秦先生对这点是特别有感触。在风电领域,在行业内我们的叶片用到了碳纤维的比重,已经提高到了什么样的一个程度。
秦海岩:现在叶片用到了碳纤维的比重还是非常小的,但是未来风电行业对碳纤维的用量,我觉得会远远超过其他各行业加起来。
举个例子,就是去年2021年,我们行业只有很少的一部分叶片使用碳纤维,我们用量是3万吨,基本上占了全球的30%的碳纤维的用量了,未来更大的叶片应用,那我们这个需求量会成倍的增长。
我们预测过,如果到2025年,因为海上风电的发展,大叶片的发展,我们需求是9万吨。到2030年可能要增长到20万吨,所以这时候碳纤维对我们行业来说非常重要。碳纤维的性能能满足我们行业的需求。但是对行业来说,制约我们使用碳纤维的关键的制约点就是价格成本,现在基本上我们这个行业买碳纤维要140元每公斤,这个价格对风电行业来说太贵了,如果价格降到100块钱以下,降到70块钱,那对我们行业来说真是一个天翻地覆的变化。
主持人:谢谢秦先生把市场的声音带到了我们今天《对话》的现场。
我很好奇,周总您刚才听到我们期待产能进一步的提升,你的心中是充满了惊喜,说我们有更多的订单来了,还是有一点隐隐的担心,是我们现在的产能真的可能还跟市场的需求之间没有办法完美地匹配?
周育先:我们目前的成熟的技术,上产能没有障碍。所以我们真正要做的一个工作就是,我们要在产能往前走的过程当中,还需要不断的去做技术进步,降低成本、稳定性能,能够使得这个价格更具有进入到千家万户这样的一个水平。
主持人:秦会长您说的100指的是t1000的价格还是t300。
秦海岩:T300对我们来说就足够用了。
周育先:因为在风力发电叶片上面,它的综合性能的话不需要T1000。
主持人:节目进行到这里,相信材料这两个字让所有的观众已经更多了一份了解和认识,常常会听到这样的说法,叫材料就是强国之基。周总您一直都在跟材料打交道,能不能告诉我们您对材料的认识?
周育先:我是一直从事材料。大学学的材料专业,后来也一直从事材料的研发和制造。我自己觉得,第一点,现在全世界的科技和产业革命到了,现在这种程度,实际上新材料已经成为了一个国家科技创新的先导和基石。每一个国家自己的国民经济的发展,科技创新的以及其他方面的国防建设上面的衡量指标,就是新材料的水平。全世界来看的话,有70%以上的新的战略性发展都是依靠了新材料。
第二点来说,就是像总书记说的新材料是一个基础的和战略的产业,每一项新的技术,每一项新的产品以及每一项新的装备和工程的创新的突破,都是要基于材料的突破,全世界的国家都会把战略性的领域都设定成新材料的突破。那么从现在全世界看的话,新材料之所以持续的这些年能够高速的成长,背后是隐含着像美国、德国、日本这样的制造强国,它在产业的政策上面在支持新材料的发展,使得我们全世界要突破,新材料的技术的壁垒越来越高,这个也是它的战略性的价值所在。
所以中国要变成一个制造大国,转化成一个制造强国,离不开材料,更离不开新材料。
主持人:我相信很多的观众对刚才您说的这些都会有共鸣。因为事实上伴随着新材料在很多领域的应用,老百姓也开始接触到了一些,我们从前其实会略感陌生的一些材料名称,可是今天他在我们的生活当中出现了,除了您带到现场的碳纤维之外,这个白色的又是属于什么样的纤维?
周育先:白色的就是玻璃纤维。目前用在风电叶片上面最多的产品,那么玻璃纤维作为中国建材集团来说,是世界老大。在我们中国建材集团里新材料的板块里边,规模最大的就是玻璃纤维。产能在全球有359万吨。这个玻璃纤维,它用的范围就非常广,最常见的就是我们的手机。
我们的手机的外壳就是用玻璃纤维增强复合材料做的,所以一般的不会那么容易断。你除了这个手机以外,我们家里边的冰箱、洗衣机的壳板,现在几乎绝大部分都是用了玻璃纤维的增强复合材料做。
除了在国内布局以外,中国建材的玻璃纤维还在全球做了布局,在美国有工厂,在埃及也有工厂。在埃及的工厂第一条线就是8万吨,第二条线就是12万吨,我们现在还在做10万吨以上的第三条线。所以我们可以看看埃及的生产基地。
主持人:好的,来我们呼叫一下。
巨石埃及玻璃纤维股份有限公司总经理吴平 :这里是埃及东北部的苏伊士经济特区,中国玻璃纤维在海外最大的生产基地,占地面积达到36万平方米,相当于50个足球场的大小,现在我就带大家到厂里去转一转。
吴平:我现在所处的是络纱车间,就是将玻璃纤维加工成一个个纱团的地方,便于成品包装发往客户。我们的市场主要是欧洲市场和北美市场,欧洲市场上有27%的产品都是由这个基地供给生产出来的。
主持人:我们特别想知道一下我们今天提到的玻璃纤维它跟玻璃之间又是什么关系?是玻璃把它拉成了丝就叫玻璃纤维吗?
吴平:是的,主持人,很多人对玻璃纤维是怎样制成的,都有这方面的疑问,玻璃纤维和传统玻璃是相似而又有所不同。相似的是,传统玻璃和玻璃纤维都需要用到矿石,然后将它进行融化,像我手中这块就是我们用的原料石英砂,然后不同的是玻璃纤维的制成工艺要复杂得多,然后大家可以看一下我手里现在拿的这一处是玻璃纤维纱,它跟粉丝差不多粗细,其实这一束纱里面有2000多根玻璃纤维单丝。每一根玻璃纤维单丝,它的直径只有头发丝的十分之一到二十分之一。所以说也就决定了它是一种非常好的超高模量复合材料。
什么是超高模量?就说是在任何方向下面,它都可以承受很大的力。让大家去看一下,我现在这样拉一下,你能感受得到它就很抗拉的。然后我们可以看一下前面有一台测试玻璃纤维复合材料样条的拉伸设备。目前正在进行测试拉伸强度。目前已经显示了它的拉伸拉力已经超过了100Gpa,100Gpa是一个什么概念?相当于一吨的东西放在了针尖上所承受的压力。
中建材巨石埃及从2012年的8万吨发展到目前的20万吨基地,实现了整套成熟的玻纤生产技术向海外输出。截止目前,埃及基地累计为当地创造了超4,000万美元的税收收入和超10亿美元的外汇收入。中建材巨石埃及基地目前已经使埃及成为全球第四大玻璃纤维生产国。
尊敬的周总、主持人,我的讲解就到这里,谢谢。
主持人:在这样的讲解当中,大家看到了从企业强,我们已经迈进到了行业强,中国强度正在被世界所认可。杜院士,玻璃纤维产业到底对我们国家的经济发展和建设有多么重要的意义。
杜善义:从玻璃纤维的作用,它的科技含量,我们中国目前的产量这个情况来看,可以讲,起码是彰显了中国工业的实力。
秦海岩:谢谢杜院士。
主持人:秦秘书长,这个句式您想怎么表达。
秦海岩:决定了中国风电行业能不能创新高质量发展。
主持人:这也是始终在自己的专业当中。周总您如果也来答一答这道题,您的回答是什么?
周育先:我是从另外一个角度来看。玻璃纤维的,我们在全球的地位的或者叫产量是彰显了,中国建材能够把成果转化成产业的一个最好的例子之一。我觉得我们现在更要做得,是要把产业做强,要把企业做强。
主持人:您说到把产品做强,就恰恰对了我们秦秘书长的胃口。就我们现在的技术能力到底可以支撑我们生产出多强的风电叶片,咱们就聚焦这个领域。
周育先:可以啊,那就先去看看中国建材有一个风电叶片的基地,我们去看看风电基地。
主持人:我问啥他都有备而来,好的,来我们呼叫一下。
中材叶片:大家好,我现在所在的位置是中材叶片江苏阜宁工厂,这里是全球单体规模最大的风电叶片生产基地,国家级绿色工厂。目前车间正在试制的是全球最大的风电叶片。新罗马122,现在让我们去车间看一看。
这个是122米叶片生产现场。这个庞然大物像一艘巨大的船舶,看起来非常震撼。它的重量高达54吨,它的表面积展开后有1200平方米,相当于2.5个篮球场,它的高度有6米多高,相当于2层楼的高度。
我们现在来到的是拉挤主梁自动组装生产线,大家可能想象不到的是外观看起来简单的叶片,它的核心部件是像拼积木一样一点一点搭建而成,等所有的尺寸都测量合格后,使用粘贴胶将两片壳体对接粘合在一起。
大家现在看到的是模具翻转,这是合模前非常关键的一步,每个壳体加腹板的重量将近30吨。我让大家看一下以前记录的画面,首先要把它先举到13米的高度,然后再进行翻转,整个翻转的过程尺寸精度要控制在一毫米以内,这个难度还是非常大的,需要经过反复实验才能达到最佳状态,我这边的情况就介绍到这里,谢谢大家。
主持人:谢谢你带来的介绍,看到了刚才的震撼的场景,我觉得我们4个人都很激动,但是最激动的毫无疑问应该是秦秘书长。
秦海岩:非常激动,也非常自豪,风电人的自豪,我们现在122米全球最长的叶片,我们能做出来,但是想想20年前我们风电刚起步的时候,我们用叶片只有十几米,当时还设计不了风电叶片,我们只能用直升机淘汰下螺旋桨做叶片,在中国第一台风力发电机组用的叶片。
主持人:我想知道一下。如果我们用的是十几米的风电叶片和100米的风电叶片,它的区别、它产生的效能会有什么样的不同?
秦海岩:十几米可能只有几十千瓦,我们刚讲600千瓦就要做到20米了,我们做到1.5兆瓦,要做到50米长,我们现在5兆瓦、陆上已经到7兆瓦了,5兆瓦就要做到90米长,我们现在要做到16兆瓦,要122米。然后我们“十四五”正在研发20兆瓦的,那时候叶片要达到130米。没有这个材料的进步,风电行业是不可能进步的。
周育先:实际上它就是新能源的一个趋势,对,因为它这个趋势是从陆地的风能发电转移到了海上风能发电,海上从近海现在已经开发到了深海。
他去检修都不是坐船,都得坐直升飞机出去做检修。
所以在这种情况下,你如果是一台风力发电都是小小的,你就是要很多个,维修的成本,投资的成本,安装的成本肯定会大很多。
秦海岩:叶片它不仅是一个长度的问题,它不是平的,它是有翼型的。翼型的好坏决定了我们捕获风的效率。以前我们国家没有自己的翼型,我们也不会气动设计,我们要跟国外学。每年花接近1000万元设计一支叶片。现在已经全部掌握了,这气动外形的设计。那气动外形设计之后,你还要有结构设计。怎么用玻璃纤维和碳纤维把叶片做成这样的形状。就是122米叶片,它也是主梁上用碳纤维,其他的壳体还是要用玻璃纤维的。结构设计完了就是工艺设计。怎么能保证灌胶,不产生缺陷,所以这有一系列的难题,尤其叶片大了之后它就柔了,柔了之后刚性就小了,对我们风电是有很大影响,那我们怎么样保持它的刚度,还要降低它的重量,这里面它不仅是一个简单的放大,我把叶片模具做长一点,铺的长一点就行了,这里面有很多核心的技术要去攻克。
周育先:你看一个122米叶片就五十几吨了。五十几吨三支一片加在一起,那就是得100多吨。那100多吨它是要加到主轴上面去的,还要再旋转,所以真正的用玻璃纤维、用碳纤维去做一些替代,重量能降低20%,那就是能够降低20吨,对于后面配套的系统集成的成本的下降,性能的稳定贡献是巨大的。
主持人:我们想问一问杜院士,刚才大家提到了,我们在叶片的长度上不断的在突破,这并不仅仅是中国一家在做,大家都这么不遗余力的在叶片的长度上在完成自己的突破,是为了到达什么样的一个目的地。
杜善义:主要还是去提高生产效率,你越长它肯定的,它这个功能就越大,你发电发的就越多。
那么第二个问题来看,这个本身也是代表了你高端装备这个水平,我这么高能做出来你做不了,因为长了以后它的科技含量就够了。
主持人:我们可以这样理解吗?从一般长度的叶片到大叶片,再到可以支撑我们海上风力发电对所采用的叶片,这样的难度其实是逐级提升的,它也展现了我们在高端制造领域当中一次又一次的突破,对。
秦海岩:我觉得其实叶片增长只是新能源风电行业技术竞争的一个缩影,未来谁能掌握新能源的技术的制高点,谁就掌握了未来。
主持人:这句话好像是说给周总听的对。谁掌握了我们材料的制高点,谁可能就会掌握未来新能源发展的制高点。
周育先:从这个意义上讲就是中国建材能够去做的是,站在材料的需求端地牵引,我们去准备一些未来以及现在已经有需求的一些新的领域的开发。现在绿色能源这一块的发展趋势来看,氢能源也是一个未来发展的方向。
主持人:但是它有一个特别大的障碍,就是它的存储其实是很考验人的。
周育先:是因为氢它本身分子量很小很轻,怎么样能够解决氢的储存运输。这个就是对发展氢能来说是一个非常关键的问题,就像我们的国家发改委和工信部,还有能源局出台了一个十四五的规划,未来的氢能源的发展就会有10万亿级这样的一个规模,那么它的核心的除了燃料电池以外,核心的一个之一就是要解决氢的储存,氢的运输,那么在这个过程当中材料就起了决定性的作用,就是材料的突破会推动一个产业的进步,或者是推动了一个产业的兴起。
主持人:所以还有人用这样的一句话来印证您刚才的这个观点,就是谁掌握了材料的突破,谁就掌握了未来。
周育先:所以中国建材所属的中材科技,它就是在氢能的储气瓶上面提前了十几年进行了研发,那么现在已经开始一年有10万只可以做出来的氢气瓶的这样的产量能够用在汽车上面,重卡上面,也能够用在无人机的做氢能作为动力的上头的小的气瓶。
主持人:刚才您提到的中国建材打造的氢气瓶是吧?
周育先:一个他氢气更大氢气瓶的一个剖面,白色的是里边的内胆,内胆实际上是个塑料的,外面的黑的,整个的都是用碳纤维缠绕的,那么外面的看到有点白的,实际上是用了玻璃纤维,像这样的一个需要用高压在里边,那么大的压力的底下,目前的这样的结构,中材科技开发了这么多年,已经能够批量化生产。
主持人:当我们的材料有了更进一步的突破的时候,它会对国民经济的生产,对百姓的生活带来什么样的一些影响.
周育先:我们国家这十几、二十年新材料的这一块发展的就非常快,如果是从生产总值上讲,在2010年的时候才是0.65万亿,到了去年2021年,我们整个国家的新材料的总产值已经达到了7万亿,到了2025年我觉得应该会超过10万亿。那么10万亿的里头不光光是为我们国家的总值上面有一个增量,我觉得更重要的是对行业的综合竞争力和水平的提高上面会有很大的支撑。
就像我们中国建材而言,我们中国建材通过了这几年的努力,我们已经很荣幸地成为了宽体客机中后段、后前段和后后段三段飞机机身的供应商。所以我要是憧憬一下,通过未来几年的努力,中国建材能够实现大飞机机身的梦,真正的能够把我们中国建材集团制造的机身能够装在宽体客机上面,能够顺利的、成功的、安全的飞上蓝天。
主持人:确实非常感谢周总和两位专家今天做客我们的对话,让大家真正了解了材料为王这4个字的深刻的内涵,在今天我们转型升级的道路上。在我们参与世界竞争的格局当中,中国强度正在让我们的底气变得更红。