碳纤维风电叶片应用已成趋势 碳纤维风电叶片行业投资前景分析

• 吴澳燕 2023年10月11日 来源：中国能源报 501 27
• 繁体

快速大型化给风机叶片材料性能带来全新考验，传统玻璃纤维复合材料性能不足的情况下，碳纤维成为最新的“潜力股”。

碳纤维风电叶片是指应用碳纤维复合材料的风电叶片。碳纤维风电叶片与使用传统玻璃纤维增强材料相比，可以达到20%-30%的减重效果，同时刚性和强度更加优异，通过采用气动效率更高的薄翼型和增加叶片长度，能提高风能利用率和年发电量，从而降低综合使用成本。目前风电机组正朝着大型化、轻量化的方向发展，超长的叶片对材料的强度和刚度提出了更高的要求，使得碳纤维及其复合材料在风电叶片领域使用广泛。

国家能源局最新数据显示，今年前7个月，国内风电新增装机量达2631万千瓦，累计装机量达3.9亿千瓦。而随着平价时代到来，风机大型化趋势尤为凸显，陆上风机单机容量最高突破10兆瓦，海上风机单机容量突破18兆瓦，叶片长度也在不断刷新行业纪录。

快速大型化给风机叶片材料性能带来全新考验，传统玻璃纤维复合材料性能不足的情况下，碳纤维成为最新的“潜力股”。

我国风电产业呈现高速发展态势，更轻、更大、更加可持续已成为风机叶片生产的主要发展方向，除了聚氨酯树脂外，聚酯树脂、碳纤维等新兴叶片材料更是不断涌现，风机叶片材料的创新进程已明显提速。

以碳纤维作为玻璃纤维的替代新材料则更加受到关注。在风机叶片轻量化的要求下，碳纤维以其高强度材料性能获得了行业青睐。就在今年，国内厂商中，金风科技、运达股份、明阳智能等主流风机制造商推出的风机都采用了以碳纤维为增强纤维的叶片。

根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年碳纤维风电叶片行业市场深度分析及发展策略研究报告》显示：

碳纤维在国防军工、航空航天、轨道交通、体育休闲等领域都有广泛的应用。无论是从材料科学发展的趋势上看，还是从碳纤维应用技术的不断成熟、进步上看，未来碳纤维的需求会不断增长，尤其是在风电、压力容器、光伏、轨道客车、无人机等领域都会有不俗的表现。

国内碳纤维的总需求量达到75028吨，增长约19.3%。特别在体育休闲领域、风电叶片领域，碳纤维保持20%—30%的高增长态势。其中，体育休闲领域约23000吨，较2021年增长30.9%;风电叶片用量约17500吨，较2021年增长23.5%;碳碳复材、压力容器、建筑补强等领域用量分别约为6800吨、6000吨、3100吨，均实现小幅增长。

2022年，全球风机叶片对碳纤维的需求量占到全球碳纤维需求总量的25.7%，我国风机叶片碳纤维需求量也占碳纤维整体需求的23.5%。

碳纤维风电叶片行业投资前景分析

2021年，中国风电装机创新高，新增装机容量达到5592万千瓦，同比增长2.7%。其中，陆上风电新增装机4144万千瓦;海上风电新增装机1448万千瓦，同比增长276.59%。与此同时，风机大型化趋势愈发明显。2021年，中国新增装机的风电机组平均单机容量为3514千瓦，同比增长31.7%，其中，陆上风电机组平均单机容量同比增长20.7%，海上风电机组同比增长13.9%。

碳纤维在风电叶片大梁上的应用主要有三种方式，分别是预浸料铺贴、多轴织物灌注以及拉挤碳板工艺，其中拉挤成型工艺制备的碳纤维复合材料具有长度不受限制、截面形状稳定和成本相对低廉等优点。利用拉挤成型工艺制作碳梁，再进一步制作叶片，适合大批量、大型的风电叶片的生产。

然而，此前由于维斯塔斯碳梁风电叶片的专利保护在一定程度上限制了拉挤板在风电叶片上的大规模应用。因此，该项专利到期后，资本市场普遍预期碳纤维在风电叶片领域的渗透率将进一步增长。

在风电叶片碳纤维需求不断提升的背后，是不断增长的叶片长度和稳定发展的风电市场。风机大型化是风电长期降本的有效途径，通过使用长叶片来扩大风轮的受风面积，有助于提高发电量及单机功率。大型化风机对于叶片提出了更高的要求，而碳纤维材料能够满足大型化所需轻量化、高强度、高模量的要求。

风机叶片成本结构中，原材料成本占总生产成本的75%，而在原材料中，增强纤维和树脂基体成本占比分别达到21%和33%，是风机叶片原材料成本的主要部分。同时，叶片在风机成本中占比约为25%，叶片材料的降本将在很大程度上推动风机制造成本的下降。

中国风机叶片市场已经形成外资企业、民营企业、研究院所、上市公司等多元化的主体投资形式。外资企业主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，国内企业以时代新材、中材科技、中复连众为代表。

与航空航天、军工科技等领域相比，风机叶片所需的碳纤维产品标准有所不同，技术成本相对更低，生产过程中，可根据不同性能、工艺和成本，设计不同应用性能和生产工艺参数，相对快速实现碳纤维量产。

目前，明阳智能、上海电气、东方电气、金风科技等国内主流整机商都已开启碳纤维叶片的试验及生产应用。有数据显示，2022年以来，国内新开发、新批量生产的海上风电机组中，超过70%都应用了碳纤维叶片，即使在陆上风电机组中，部分企业也已经开始小批量实测应用碳纤维叶片。

在“双碳”政策的驱动下，风电装机高速增长，风电叶片增强材料的渗透率持续提升，碳纤维风电叶片需求有望快速增长。

更多行业详情请点击中研普华产业研究院发布的《2023-2028年碳纤维风电叶片行业市场深度分析及发展策略研究报告》。

• 相关深度报告REPORTS

  

  2023-2028年碳纤维风电叶片行业市场深度分析及发展策略研究报告

  碳纤维风电叶片行业研究报告主要分析了碳纤维风电叶片行业的市场规模、碳纤维风电叶片市场供需求状况、碳纤维风电叶片市场竞争状况和碳纤维风电叶片主要企业经营情况、碳纤维风电叶片市场主要企...

  查看详情

延伸阅读

推荐阅读

猜您喜欢