2023年3月14日，全球首个蒙烯玻纤除冰叶片样机吊装成功。蒙烯玻纤全称蒙烯玻璃纤维，又名石墨烯玻璃纤维，是北京石墨烯研究院及北京石墨烯研究院有限公司（统称为BGI）研发生产的一款长效、轻质、柔性的新型功能纤维。蒙烯玻纤的研究开始于2017年，在2021年以独特的性能在特种领域成功应用，如今也在新能源领域首次实现样机落地，可谓今朝蒙烯玻纤同风起，扶摇直上敢驭长空。
蒙烯玻纤作为一款石墨烯新型复合材料，在风电领域的市场开拓历程，是一场筚路蓝缕的拓荒，狭路闯关的攀登，更是值得铭记的现在。
技术源头 —— 大胆创新，厚积薄发
与传统玻璃纤维相比，蒙烯玻璃纤维具备独特的力学、热学及电学性能，有着极为广阔的应用前景，但是当时可以实现稳定量产的蒙烯玻璃纤维制备技术还亟待突破。在以刘忠范院士为首的研发团队预见这款集轻质、柔性、长效稳定等其他特有性能于一体的蒙烯玻璃纤维材料，有望在航空领域实现应用。由北京石墨烯研究院石墨烯功能纤维课题组承接研发任务，亓月博士担任蒙烯玻璃纤维项目组组长，带领团队开展蒙烯玻纤应用于航空领域的攻关。
以产业化思维向前，以工艺研发与基础研究为抓手，经过不懈努力，蒙烯玻璃纤维项目组在立项一年多以来，在北京石墨烯研究院领导及兄弟部门的支持下，攻克了三大核心节点，完成了蒙烯玻纤应用从0到1的突破，在北京石墨烯研究院有限公司的协同努力下，于2021年12月实现批量供货，成为BGI“一体两翼”、研产协同创新机制结出的第一个硕果，真正实现了从实验室到产业化的突破，也是石墨烯新材料的第一个“杀手锏级”的应用。
市场拓展 —— 饮水思源，协同发展
在BGI独特的“一体两翼”创新机制下，北京石墨烯研究院负责原始创新，聚焦新材料研发，北京石墨烯研究院有限公司负责承接市场需求解决产品化、商品化的问题，实现产业化落地；双方协同完成技术攻关与应用验证。
在BGI首款工程化产品成功落地的鼓舞之下，BGI人积极行动，将目标锁定在潜力巨大的新能源市场，一步一步踏上了拓荒之旅：
第一步：定方向 明重点 人才集结
近年来，国家陆续出台了多项政策，鼓励风力发电行业发展与技术创新，风电领域即将开启高增长周期。然而，如何有效解决风电叶片结冰问题，是困扰业界多年的一个难题。行业既有的解决方案存在有效期短、除冰效果不佳、能耗过大、容易引雷等问题。蒙烯玻纤凭借材料优异的特性，在风电叶片除冰方面有着与生俱来的优势。蒙烯玻纤防/除冰方案具备加热迅速、功率密度可调、除冰效果好、能耗低、施工工艺简单、可根据不同叶型定制化等优点，目前看来是极具潜力的解决方案。解决叶片结冰问题，可以增加冬季风电的出力，减少因结冰而带来的机组运行安全隐患，助力地方风能提质增效。
2021年底，蒙烯玻纤实现了石墨烯在特种领域的第一个“杀手锏级”应用。为进一步推进蒙烯玻纤材料的产业化，实践BGI“一体两翼”的协同发展机制，2022年6月，北京石墨烯研究院有限公司孵烯玻碳事业部成立，由北京石墨烯研究院有限公司总裁许莉亲自担任事业部总经理，高翾担任副总经理，亓月任首席科学家，禹峥嵘、顾伟、赵硕分别担任市场开发部、产品制造部、质量管理部部长，建立起运营团队，着力开拓蒙烯玻纤材料的市场应用与宏量制备。事业部成立之后，先是明确了发展目标任务，招募有经验的大客户销售人才、技术支持人才、生产运营人才和质量管理人才，让更多专业同事加入进来，为蒙烯玻纤在风电叶片防/除冰应用上的快速发展奠定人才基础。
第二步：谋突破 重实干 异军突起
“磨刀不误砍柴工”，为了更加快速有效地打开风电市场，让风电行业认可蒙烯玻纤这种材料，市场开发部从“磨刀”开始：一方面对材料进行全面的性能测试和试验。在半年多的时间里，市场开发部团队克服了疫情的重重困难，跑遍祖国的大江南北。在常州完成了材料的力学性能测试；在湖南进行了横向对比测试和低温环境测试；在北京完成了叶片仿真计算；在西安进行全尺寸叶片12m叶尖段的制作并进行雷击测试；在河北进行复材板件制作并进行了叶片铺覆工艺的摸索等等。另一方面，对于风电行业的生态圈和产业链，团队重新进行了仔细梳理，制定出一条适合蒙烯玻纤防/除冰材料的发展路径并设立阶段性节点目标。在对整个产业链的密集拜访中，事业部上下齐心，保持高昂的创业斗志，克服疫情的不利影响，广泛获取用户需求，怀着必胜的信心，遇山开道、遇水搭桥，一步一步将我们的新材料推向应用场景。
对于新材料的应用，每次都要经过与客户协同探索的艰难历程，针对风电客户对材料的需求不断深化，市场开发部联合产品制造部和质量管理部，一次一次地尝试，一点一点地改进，加班加点，终于开发出符合风电防/除冰条件的材料，交付了让风电客户满意的产品。
2022年10月31日，在收到市场开发部同事的工单需求后，产品制造部立刻统一了认识，意识到这是事关事业部甚至是公司战略的重大攻关项目，机不可失，时间紧迫，责任重大。为此，产品制造部工艺团队立刻集结，开展了对风电需求的专题讨论。考虑到已有产线设备正承担订单任务，基于事业部组织架构设计优势，快速协调订单生产与新品试制之间的机时分配，制定了试制-生产计划表，确保既能满足航天航空订单供货，又能执行风电样品的工艺开发。
基于BGI“一体两翼”的优势，产品制造部在亓月博士团队研发的工艺基础上，根据设备、人员和需求的变化，对工艺进行了全方位的调整安排。星光不负赶路人，工艺团队充分继承和发扬了废寝忘食、攻坚克难的优良传统，夜以继日地执行“工艺-试制-检测”循环和迭代，终于在接到任务的短短2天后，于2022年11月10日凌晨2点制备出了满足电阻需求的大尺寸蒙烯玻纤布，并交付给市场开发部苏宏宇做风电相关测试。攻关期间，邹良宇工程师坚守新品试制一线，连续奋战36小时，为材料研制做出了重要贡献。
然而，由于材料试制需要多次迭代才能确立最终产品的性能要求，因此市场开发部收到客户测试反馈后，于2022年11月17日再次给出修正指标的工单，确定了面电阻、尺寸以及需求量等指标。与此同时，客户还要求12月前务必交付。通过讨论确定采用“工艺+生产”的配置执行该工单，确保工艺问题和现场生产问题及时、快速解决。在这个过程中，部门实行设备24小时运转，人员轮班工作。终于，经过全部门的努力，风电首批供货于11月27日成功进行了合格样品交付！
随着大量前期准备工作的完成，团队开始冲刺第一个阶段性目标：工程样机的吊装。团队人员配合合作方，下工厂上风场，在叶片厂粉尘漫天的环境里完成了3支全尺寸叶片，共计180m长的蒙烯玻纤材料的铺敷以及电控温控系统的安装与调试工作；2022年12月25日风场业主方对叶片满意验收。2023年1月6日三支叶片被转运至湖南某地高山风场，等待装机。
好事多磨，原计划春节前完成的吊装工作，由于天气和某些工程原因，被迫延期。3月2日清晨，在湖南大山深处的某山顶风场上，一群人正忙而不乱地指挥着1台800吨大型吊车和2台50吨吊车从举升车上卸下一支崭新的、含蒙烯玻纤的叶片，吊装工作正式开始。
由于样机机组是一台运行十多年的老旧机组，在卸下发电机舱后发现刹车盘有4处金属断裂，必须进行更换，否则会严重威胁机组运行安全。另外，叶片固定处的螺栓也存在问题，吊装工作不得不暂停。
3月的春风拂面应是惬意的，而在海拔1913米的山顶，只能用凛冽来形容，尤其在午夜凌晨的时候，气温往往会下降至零下，狂风裹挟着低温吹的让人无法站立。但是抬头看看伸手可及的漫天繁星和山脚下那一盏盏灯光，会觉得这一切都是有意义的。风机发出的清洁能源正源源不断地输入电网，为山脚下的村民提供绿色能源，保护了青山绿水，也还我们一个可以看见日月星辰的天空。
在团队成员和合作方的积极协调下，3月11日吊装工作恢复。3月14日，全球第一台蒙烯玻纤防/除冰方案的叶片吊装成功！BGI的蒙烯玻纤风电工程样机立起来了！
样机的树立成功，表示取得了第一阶段的胜利，但BGI的团队不会就此停下脚步，后续还有大量的工程验证和完善升级工作，可能还会遇到更大的困难和障碍，都需要我们市场人员、研发人员、生产人员、质检人员继续拿出百分百的耐心与精力去面对。只要心中有理想，坚持科学严谨的精神和实事求是的态度去努力，相信一定会取得更大的胜利！
“一体两翼”开新花，创新求是结硕果
行走在高山峻岭，看着一扇扇叶片回天转地，回想风电市场的开发历程：在“一体两翼”机制的引领下，禹峥嵘部长和风电大客户经理苏宏宇拜访了一个又一个风电行业全产业链客户，将客户的实际需求拿回来进行消化分析，有力地支持了应用开发；生产制造部顾伟部长带领邹良宇、王强等团队伙伴在研究院专利的基础上，不断调整工艺参数，最终生产出满足风电客户需求的蒙烯玻纤产品；质量管理部部长赵硕全力保障每一片用在叶片上的材料都是合格品；负责应用开发的张辉博士和郭新雨工程师，提供了有力的技术支持。功夫不负有心人，样机的吊装成功，离不开团队里每位同事的辛勤付出，离不开研究院的技术支撑，这是整个团队的胜利，也再次印证了“一体两翼”体制的魅力！
打造全球石墨烯领军企业
BGI秉承“以人为本、创新驱动、追求卓越、共赢共生”的价值观，将石墨烯新材料落地生根，催生石墨烯产业新动能、新前景。技术创新是企业立足市场、赢得未来的通行证。BGI人肩负时代重任，迈出的每一步都在创新中前行，奋力向上、不断创新、持续突破，澎湃着石墨烯产业发展的时代潮音！
文：孵烯玻碳事业部、石墨烯功能纤维课题组供稿
本文来自北京石墨烯研究院，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
