世界風力發(fā)電進一步向大功率、長葉片方向發(fā)展。隨著葉片長度的增加，對增強材料的強度和剛度等性能提出了新的要求，玻璃纖維在大型復合材料葉片制造中逐漸顯現(xiàn)出性能方面的不足。
中國碳纖維風電葉片行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析
世界風力發(fā)電進一步向大功率、長葉片方向發(fā)展。隨著葉片長度的增加，對增強材料的強度和剛度等性能提出了新的要求，玻璃纖維在大型復合材料葉片制造中逐漸顯現(xiàn)出性能方面的不足。為了保證在極端風載下葉尖不碰塔架，葉片必須具有足夠的剛度。減輕葉片的重量，又要滿足強度與剛度要求，有效的辦法是采用碳纖維增強。
雖然碳纖維價格高于玻璃纖維，但葉片超過一定尺寸時，考慮到材料用量、勞動力、運輸和安裝等方面成本的下降，碳纖維風電葉片的總體成本反而低于玻纖葉片。當風力機超過3MW、葉片長度超過40米時，在葉片制造時采用碳纖維已成為必要的選擇。因此，國外風電葉片生產(chǎn)商早已著手在大型葉片的制造中使用碳纖維。
隨著海上風電項目上網(wǎng)電價機制的逐步完善，我國海上風電大規(guī)模開發(fā)的持續(xù)升溫。受風電產(chǎn)業(yè)迅速升溫影響，中國風電葉片市場出現(xiàn)供不應求的局面。
根據(jù)《2019全球碳纖維復合材料市場報告》公布的數(shù)據(jù)顯示，2019年全球風電葉片碳纖維需求量為2.55萬噸，同比增長16%，占全球碳纖維需求量的比重達26%，2019年風電市場碳纖維需求強勁，主要依賴于風電巨頭VESTAS強勢驅動。
2020年中國碳纖維的總需求為4.88萬噸，同比增長28.97%，6年復合增長率達23.8%。同時，隨著國內碳纖維產(chǎn)能的提升，國產(chǎn)碳纖維占比也呈現(xiàn)上升趨勢，2020年，國內對于國產(chǎn)消費量占總消費量的37.81%。
目前中國已基本實現(xiàn)T700級碳纖維國有化，但碳纖維整體產(chǎn)品仍處在中下游水平。2019年，中國碳纖維市場規(guī)模實現(xiàn)8.22億美元，較2018年同比增長15.67%。2020年，中國碳纖維市場規(guī)模約為10.27億美元，6年復合增長率約17.6%。
2020年中國碳纖維主要應用在風電葉片及體育領域，其中風電葉片對碳纖維需求量占總需求量的40.9%;其次為中國大陸體育和中國臺灣體育，對碳纖維需求占總需求比重均為29.9%。碳碳復材、建筑補強、壓力容器、混配模成型、航空航天及碳碳復材等領域比重在3-6%左右。
2020年江蘇、山東和廣東地區(qū)對碳纖維需求量較大，分別占總需求的38%、22%、19%，合計占全國總需求量的79%。福建地區(qū)的需求占比為6%，上海地區(qū)的需求占比為5%，其他省份的碳纖維需求占比相對較小。
2021年，國家能源局要求風電平價上網(wǎng)發(fā)電，產(chǎn)業(yè)鏈對于降本增效的需求日益增強。因此，開發(fā)出具有放熱溫度低、低密度、快速建立脫模強度的灌注樹脂、輕質高韌的膠粘劑，對于縮短葉片從灌注到合模的整體制程，進而達到降本增效的作用至關重要。風電葉片大型化發(fā)展的同時，兼顧整個產(chǎn)業(yè)鏈的成本降低，葉片設計會朝著模塊化的趨勢發(fā)展，在未來產(chǎn)品開發(fā)儲備上必然要從降本增效來考量。風電葉片大型化、輕量化趨勢。
隨著市場對風電葉片的利用效率要求越來越高，風電葉片向大型化發(fā)展成為了必然的趨勢。在相同長度葉片下，使用玻璃纖維作為增強材料的葉片重量顯著大于使用碳纖維作為增強材料的葉片重量，從而影響風電機組的運行性能和轉換效率。
傳統(tǒng)玻璃纖維制成的復合材料已經(jīng)逐漸暴露出了一定缺點, 例如彈性模量和層間剪切強度比較低, 長期耐溫性差容易老化, 特別是材料的質量密度還比較大隨著發(fā)電機組向大型化發(fā)展風機的葉片長度不斷增加, 越來越重的葉片對發(fā)電機和塔座也提出了更苛刻的要求。相同葉片長度下, 采用碳纖維復合材料制作的重量遠遠低于玻璃纖維復合材料制作的重量。
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2021-2026年中國碳纖維風電葉片行業(yè)市場深度分析及投資戰(zhàn)略研究報告
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