前言：葉片作為風(fēng)機(jī)核心零部件，約占風(fēng)電總成本的24%，而原材料費(fèi)用占葉片成本75%。具體從材料成本來看，風(fēng)電葉片上游原材料中增強(qiáng)材料成本約占原材料的21%，基體樹脂、夾芯材料成本分別占原材料的33%、25%。近年來，大型化、輕量化趨勢(shì)促進(jìn)風(fēng)電葉片升級(jí)，碳纖維增強(qiáng)材料優(yōu)勢(shì)明顯。伴隨著風(fēng)電裝機(jī)容量持續(xù)上升，推動(dòng)風(fēng)電葉片市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)容。
1、風(fēng)機(jī)核心零部件，葉片約占風(fēng)電總成本的24%
葉片作為風(fēng)機(jī)核心零部件，約占風(fēng)電總成本的24%，而原材料費(fèi)用占葉片成本75%。具體從材料成本來看，風(fēng)電葉片上游原材料主要包括基體樹脂、增強(qiáng)材料、夾芯材料、結(jié)構(gòu)膠等，其中增強(qiáng)材料成本約占原材料的21%，以玻璃纖維和碳纖維為主，當(dāng)前葉片外殼常采用玻璃纖維增強(qiáng)樹脂，葉尖、葉片主梁則采用強(qiáng)度更高的碳纖維；基體樹脂、夾芯材料成本分別占原材料的33%、25%。
數(shù)據(jù)來源：觀研天下整理
數(shù)據(jù)來源：觀研天下整理
增強(qiáng)材料嵌入熱固性樹脂基體中形成纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，基體材料提供韌性與耐久度，增強(qiáng)纖維材料則主要提供結(jié)構(gòu)足夠的剛度與強(qiáng)度。夾芯材料(簡(jiǎn)稱芯材)是葉片的關(guān)鍵增強(qiáng)材料，通常應(yīng)用在葉片的蒙皮與腹板上，作為夾層結(jié)構(gòu)提升結(jié)構(gòu)剛度，防止局部失穩(wěn)、提高整個(gè)葉片的抗載能力。
2、大型化、輕量化趨勢(shì)促進(jìn)風(fēng)電葉片升級(jí)，碳纖維增強(qiáng)材料優(yōu)勢(shì)明顯
而近幾年，我國風(fēng)電葉片風(fēng)輪直徑不斷升級(jí)。2023年2月，三一重能下線其8.5-11MW陸上風(fēng)電平臺(tái)，風(fēng)輪直徑達(dá)230m，直接將陸上風(fēng)電機(jī)組最大單機(jī)容量拉至11MW，并且首次采用雙箱變上置技術(shù)；2023年10月，明陽智能自主研制的MySE11-233陸上風(fēng)電機(jī)組在內(nèi)蒙古錫林郭勒盟下線，該風(fēng)輪直徑達(dá)到233m，是當(dāng)時(shí)全球已下線單機(jī)容量最大、風(fēng)輪直徑最大的陸上風(fēng)電機(jī)組。不止于此，2023年，我國實(shí)現(xiàn)10MW以上單機(jī)容量陸上風(fēng)電機(jī)組下線的整機(jī)商還有遠(yuǎn)景能源、中船海裝、運(yùn)達(dá)股份等。
2022-2023年我國下線的陸上風(fēng)電機(jī)型
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下線時(shí)間 |
整機(jī)商 |
單機(jī)容量/MW |
風(fēng)輪直徑/m |
技術(shù)路線 |
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2023年 |
明陽智能 |
11 |
233 |
雙饋 |
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運(yùn)達(dá)股份 |
10 |
220-250 |
雙饋 |
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明陽智能 |
10 |
233 |
雙饋 |
|
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中船海裝 |
10 |
220-230 |
雙饋 |
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|
遠(yuǎn)景能源 |
10 |
220 |
雙饋 |
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運(yùn)達(dá)股份 |
9.1 |
215 |
雙饋 |
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運(yùn)達(dá)股份 |
8.X |
200 |
雙饋 |
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三一重能 |
8.5-11 |
230 |
雙饋 |
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明陽智能 |
8.5 |
216 |
雙饋 |
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三一重能 |
8 |
204 |
雙饋 |
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中船海裝 |
7.X |
202 |
雙饋 |
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金風(fēng)科技 |
6.X |
204 |
中速永磁（半直驅(qū)、混合） |
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2022年 |
三一重能 |
7.X |
210 |
雙饋 |
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哈電風(fēng)能 |
7.X |
187 |
低速永磁（直驅(qū)） |
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明陽智能 |
7.15 |
216 |
雙饋 |
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中船海裝 |
6.X |
193 |
雙饋 |
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中船海裝 |
6.X |
185 |
雙饋 |
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遠(yuǎn)景能源 |
6.7 |
192 |
雙饋 |
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中車株洲所 |
6.25 |
185 |
雙饋 |
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運(yùn)達(dá)股份 |
6.25 |
190 |
雙饋 |
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東方風(fēng)電 |
5.5 |
183 |
雙饋 |
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金風(fēng)科技 |
5 |
191 |
中速永磁（半直驅(qū)、混合） |
資料來源：觀研天下整理
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國風(fēng)電葉片行業(yè)發(fā)展深度研究與投資前景分析報(bào)告（2024-2031年）》顯示，隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量提升，風(fēng)電葉片長(zhǎng)度、重量隨之增加，長(zhǎng)葉片對(duì)材料的強(qiáng)度和剛度要求更加苛刻，當(dāng)前所采用的高模量玻璃纖維性能已接近上限，無法滿足葉片大型化、輕量化要求，碳纖維復(fù)合材料則迎來發(fā)展機(jī)遇。
與玻璃纖維相比，碳纖維具有更低的密度（低30%左右）、更高的強(qiáng)度（0°拉伸強(qiáng)度可提高35%）、更高的模量（是玻璃纖維的2.5-3倍）、更優(yōu)異的抗疲勞性能、耐高溫、抗腐蝕、膨脹系數(shù)小等優(yōu)勢(shì)，在沙戈荒以及惡劣的海洋環(huán)境中能夠延長(zhǎng)葉片的使用壽命。根據(jù)相關(guān)資料可知，應(yīng)用碳纖維主梁設(shè)計(jì)的葉片一般比全玻璃纖維葉片減重20%-30%，雖然碳纖維葉片成本上升，但其帶來的傳動(dòng)鏈上相關(guān)部件及塔筒的優(yōu)化減重，使風(fēng)電機(jī)組的整體成本降低10%以上。由此可見，碳纖維增強(qiáng)材料優(yōu)勢(shì)明顯，并且或?qū)⒊蔀轱L(fēng)電葉片材料未來發(fā)展主流。
3、風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模持續(xù)上升，風(fēng)電葉片市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)空間顯著
從市場(chǎng)規(guī)模來看，近年來，隨著風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模持續(xù)上升，我國風(fēng)電葉片市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)空間顯著。根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2024年1-6月，我國風(fēng)電行業(yè)新增裝機(jī)容量為1410萬千瓦，風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量46671萬千瓦，同比增長(zhǎng)19.9%。2023年我國風(fēng)電葉片市場(chǎng)規(guī)模約為442億元，較上年增長(zhǎng)19.14%，預(yù)計(jì)到2025年我國風(fēng)電葉片市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至562億元。
數(shù)據(jù)來源：觀研天下整理
數(shù)據(jù)來源：觀研天下整理（WYD）
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