风电叶片行业报告：碳纤维加速导入（20页）

行业报告下载 2023年07月05日 13:36 管理员

叶片主要由芯材、基材、增强材料和表面涂料组成，其原材料成本占比较高。目前陆上风机主流为玻纤叶片，即主梁、壳体、叶根结构使用玻璃纤维。海上风机使用的叶片则将主梁材料替换为碳纤维，以满足大型叶片轻量化需求。原材料成本占叶片总成本 75%左右，其中增强纤维、基体树脂、芯材占比较高。降本诉求下，现有材料体系有望革新。早期叶片使用的原材料较为单一，基材以环氧树脂为主，增强材料以玻璃纤维为主，芯材以轻木为主。为减少原材料价格波动对成本的影响，近年出现多种替代材料方案，其中使用 PET 部分替代轻木、聚氨酯替代环氧树脂的技术较为成熟。据东方电气《环氧树脂与聚氨酯使用性能及风电叶片生产成本对比分析》（张成旭， 2022.07.15，ISSN：1006-8945）研究，利用聚氨酯替代环氧树脂用于某叶型部件生产可节约 27%的成本。风机大型化发展趋势明显。

大型化是风机降本主要途径，根据 CWEA 统计显示，近年我国陆风、海风风机平均单机容量快速提高。据今年以来招标信息，国内陆上风机机型集中在 5-6.25MW，海上风机机型集中在 8.5-10MW。此外各主机厂商已陆续研发或下线大机型设备，三一重能推出 8.5-11MW 陆风机型，中国海装推出 20MW 海风机型，风机大型化趋势显著。叶片长度、重量随风机大型化增加，对比模量、比强度要求提升。叶片长度加长是风机实现大功率的主要手段之一。据 GWEC 预测，大功率风机直径有望达到 200-240m 范围，对应单个叶片长度约 100-120m。据北极星风力发电网报道，今年 5 月，东方电气顺利下线配套 13-18MW 风机的 126 米超长叶片，是目前全球已下线最长叶片。随着叶片长度提高，整体形变控制难度增大，为避免发生刮塔、扫塔事故，对材料比模量和比强度要求增加，早期厂家通过玻纤材料更新提高强度和模量，但增幅已逐渐达到极限。