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报告介绍

风电叶片行业趋势:其中风电叶片专用环氧树脂行业预计至2029年全球市场实现销售910,648吨

 

报告发布方:中金企信国际咨询《2024-2030年风电叶片行业深度调研及投资前景可行性预测报告

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1.风电叶片行业发展概况

风力发电设备主要由电机、叶片、变速箱、控制系统、支柱、塔架六个部分组成,其中风电叶片是核心部件之一。叶片设计及选材决定了风机的发电性能与功率。风电叶片具备尺寸大、外形复杂、精度要求高、质量分布合理、耐候性好等特点。

风电机组通过风电叶片采集风力资源,并带动发电机组旋转产生电流,从而实现风能向电能的转化。风电叶片是风电机组中主要的组成部件,其叶片形状、尺寸直接决定了风机机组的运行效率。随着最近几年,国内陆上风机、海上风机逐渐大型化的趋势,风电叶片的叶轮直径也在不断增长,同时叶片的叶型、结构、材料也在随之不断进行迭代和更新。从技术上看,风电叶片尺寸越大,可增大风机的扫风面积,从而捕获更多的风能,提升风机机组的发电效率,同时增加机组的竞争力,降低风电度电成本。风机叶片自问世以来,风机叶片的尺寸在不断提升,截至2021年末陆上风电主流的叶轮直径已经达151米,极大地提升了风机机组整体的发电效率。

风电叶片行业趋势:其中风电叶片专用环氧树脂行业预计至2029年全球市场实现销售910,648吨

数据整理:中金企信国际咨询

随着叶片尺寸的增加,叶片重心不断向外移动,对于叶片材料的刚性、均匀程度、材料密度,以及叶片的尺寸精度都提出了更高的要求;同时,随着风场建设区域的不断扩大,特别是海上风电装机规模的快速增加,对于风机叶片材料的耐候性和抗腐蚀能力的要求也在不断提升。

自风电产业诞生以来,人们便不断探索更高性能的风电叶片和机组材料。风电叶片用材料经历了由木质叶片、金属叶片到复合材料叶片的过程。目前,行业普遍采用高分子聚合物,如环氧树脂、不饱和树脂等,通过与玻璃纤维或碳纤维的复合灌注固化来制造风电机组叶片。相较于木质叶片和金属叶片,复合材料风电叶片具有质量轻、比强度高、刚性好、成型工艺简单、抗震性好、抗疲劳性能好、耐腐蚀性和耐气候性好、易于修补等优势,因此成为当前风电叶片的主流选材。

风电叶片的核心原材料为基体树脂、增强纤维、结构芯材及结构胶。根据《复合材料结构设计对风电叶片成本的影响》,以1.5MW机组的某一型号叶片为例,增强纤维、结构芯材,基体树脂与结构胶,合计占比超过总成本的85%,增强纤维与基体树脂合计超过60%,粘接胶与芯材各占比都超过10%。随着风电装机容量不断提升,市场对于风机和风电叶片的需求巨大,进而带动了改性环氧灌注树脂系统料、改性环氧树脂手糊系统料、叶片芯材和高性能风电结构胶等风电叶片用材料需求规模的增长。

生产大型风电叶片用复合材料方面,目前主要用于生产风电叶片的复合材料为玻璃纤维增强树脂基复合材料,玻璃纤维增强材料用于提供结构足够的刚度与强度,基体材料有环氧树脂、不饱和聚酯树脂和环氧乙烯基酯树脂等。在风电叶片用树脂方面,目前市场上主要的叶片制造商均采用环氧树脂作为叶片灌注成型的基体材料,有少数厂商采用乙烯基酯树脂或不饱和聚酯树脂。从功能角度来说,环氧树脂、乙烯基酯树脂或不饱和聚酯树脂均是作为风电叶片制造的基体材料,与玻璃纤维或碳纤维复合后成为复合材料,用于风电叶片的灌注成型。环氧树脂被广泛应用于叶片的生产制造主要是因为其具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性和尺寸稳定性,更有利于叶片在严苛的环境下保证运作效率和使用寿命。

风电叶片大梁作为叶片竖向荷载的主要支撑部件,其选材和工艺也在不断变化。当前,风电叶片大梁的生产工艺主要有灌注工艺和拉挤工艺;其中,运用拉挤工艺制作的风电叶片大梁,在拉伸、弯曲、层间剪切、压缩性能方面呈现最优的效果。随着风电装机发电效率提升,叶片不断加长,对于大梁力学性能的要求日趋严格,采用拉挤工艺制作的风电叶片大梁占比将逐步提升,进而拉动上游对于拉挤树脂系统料等叶片用材料的需求增长。

2.风电叶片行业发展前景

高性能复合材料因其独特的性能优势成为当前风电叶片的主流选材。随着风电机组高功率和叶片大型化的发展,风电叶片对于高性能复合材料的性能要求不断提升,促进相关技术不断发展,对其依赖程度也随之加强。

根据预测,2023年全球及中国新增装机容量将分别实现115GW和62GW,预计2027年将分别实现157GW和84GW。随着风电装机量的不断提升,进而带动了风电叶片用环氧树脂、结构胶等材料的市场需求。

根据报告,2022年风电叶片专用环氧树脂全球市场实现销售470,917吨、中国市场实现销售300,420吨,预计至2029年全球市场实现销售910,648吨、中国市场实现销售561,308吨。其中,2023年-2029年,全球和中国的复合增长率分别为9.13%、7.93%,风电叶片专用环氧树脂市场整体呈长期景气态势。

风电叶片行业趋势:其中风电叶片专用环氧树脂行业预计至2029年全球市场实现销售910,648吨

数据整理:中金企信国际咨询

 

 

 

 


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