我國風電葉片行業(yè)分析：輕量化趨勢下碳纖維材料優(yōu)勢明顯 市場增長空間顯著

前言：葉片作為風機核心零部件，約占風電總成本的24%，而原材料費用占葉片成本75%。具體從材料成本來看，風電葉片上游原材料中增強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、輕量化趨勢促進風電葉片升級，碳纖維增強材料優(yōu)勢明顯。伴隨著風電裝機容量持續(xù)上升，推動風電葉片市場規(guī)模不斷擴容。

1、風機核心零部件，葉片約占風電總成本的24%

葉片作為風機核心零部件，約占風電總成本的24%，而原材料費用占葉片成本75%。具體從材料成本來看，風電葉片上游原材料主要包括基體樹脂、增強材料、夾芯材料、結構膠等，其中增強材料成本約占原材料的21%，以玻璃纖維和碳纖維為主，當前葉片外殼常采用玻璃纖維增強樹脂，葉尖、葉片主梁則采用強度更高的碳纖維；基體樹脂、夾芯材料成本分別占原材料的33%、25%。

數(shù)據來源：觀研天下整理

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增強材料嵌入熱固性樹脂基體中形成纖維增強復合材料，基體材料提供韌性與耐久度，增強纖維材料則主要提供結構足夠的剛度與強度。夾芯材料(簡稱芯材)是葉片的關鍵增強材料，通常應用在葉片的蒙皮與腹板上，作為夾層結構提升結構剛度，防止局部失穩(wěn)、提高整個葉片的抗載能力。

2、大型化、輕量化趨勢促進風電葉片升級，碳纖維增強材料優(yōu)勢明顯

而近幾年，我國風電葉片風輪直徑不斷升級。2023年2月，三一重能下線其8.5-11MW陸上風電平臺，風輪直徑達230m，直接將陸上風電機組最大單機容量拉至11MW，并且首次采用雙箱變上置技術；2023年10月，明陽智能自主研制的MySE11-233陸上風電機組在內蒙古錫林郭勒盟下線，該風輪直徑達到233m，是當時全球已下線單機容量最大、風輪直徑最大的陸上風電機組。不止于此，2023年，我國實現(xiàn)10MW以上單機容量陸上風電機組下線的整機商還有遠景能源、中船海裝、運達股份等。

2022-2023年我國下線的陸上風電機型

資料來源：觀研天下整理

根據觀研報告網發(fā)布的《中國風電葉片行業(yè)發(fā)展深度研究與投資前景分析報告（2024-2031年）》顯示，隨著風電機組單機容量提升，風電葉片長度、重量隨之增加，長葉片對材料的強度和剛度要求更加苛刻，當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，碳纖維復合材料則迎來發(fā)展機遇。

與玻璃纖維相比，碳纖維具有更低的密度（低30%左右）、更高的強度（0°拉伸強度可提高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，在沙戈荒以及惡劣的海洋環(huán)境中能夠延長葉片的使用壽命。根據相關資料可知，應用碳纖維主梁設計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，但其帶來的傳動鏈上相關部件及塔筒的優(yōu)化減重，使風電機組的整體成本降低10%以上。由此可見，碳纖維增強材料優(yōu)勢明顯，并且或將成為風電葉片材料未來發(fā)展主流。

3、風電裝機規(guī)模持續(xù)上升，風電葉片市場規(guī)模增長空間顯著

從市場規(guī)模來看，近年來，隨著風電裝機規(guī)模持續(xù)上升，我國風電葉片市場規(guī)模增長空間顯著。根據國家能源局數(shù)據顯示，2024年1-6月，我國風電行業(yè)新增裝機容量為1410萬千瓦，風力發(fā)電累計裝機容量46671萬千瓦，同比增長19.9%。2023年我國風電葉片市場規(guī)模約為442億元，較上年增長19.14%，預計到2025年我國風電葉片市場規(guī)模將增長至562億元。

數(shù)據來源：觀研天下整理

數(shù)據來源：觀研天下整理（WYD）