聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、碳纖維等新興葉片材料不斷涌現(xiàn)，風(fēng)機(jī)葉片材料的創(chuàng)新進(jìn)程明顯提速。
近日，葉片生產(chǎn)商株洲時代新材料科技股份有限公司(以下簡稱“時代新材”)與材料供應(yīng)商科思創(chuàng)宣布，合作的第1000支聚氨酯樹脂風(fēng)機(jī)葉片已正式下線，開創(chuàng)聚氨酯樹脂葉片批量化生產(chǎn)的先河。
近年來，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢，更輕、更大、更加可持續(xù)已成為風(fēng)機(jī)葉片生產(chǎn)的主要發(fā)展方向，除了聚氨酯樹脂外，聚酯樹脂、碳纖維等新興葉片材料更是不斷涌現(xiàn)，風(fēng)機(jī)葉片材料的創(chuàng)新進(jìn)程已明顯提速。
聚氨酯樹脂葉片滲透率提高
據(jù)了解，通常情況下，風(fēng)機(jī)葉片主要由樹脂、增強(qiáng)纖維以及芯材等材料組成。目前，風(fēng)機(jī)葉片生產(chǎn)工藝使用的樹脂以環(huán)氧樹脂為主，考慮到樹脂成本、制造效率、循環(huán)使用等因素，風(fēng)機(jī)葉片生產(chǎn)商也在積極尋求其他解決方案。其中，聚氨酯樹脂材料與傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂材料相比，具有更易固化、更高耐久性等優(yōu)勢，被業(yè)界視作新一代具有潛力的風(fēng)機(jī)葉片樹脂材料。
“聚氨酯樹脂是一種高性能的高分子材料。一方面，聚氨酯樹脂韌性、抗疲勞性能都相對較好，符合風(fēng)機(jī)葉片的要求;另一方面，與環(huán)氧樹脂相比，聚氨酯樹脂成本也具備一定優(yōu)勢，性價比相對更高。”時代新材風(fēng)電產(chǎn)品事業(yè)部研發(fā)總監(jiān)馮學(xué)斌在接受記者采訪時表示。
與此同時，科思創(chuàng)在其產(chǎn)品介紹中也指出，聚氨酯樹脂風(fēng)機(jī)葉片具有更佳的機(jī)械性能，生產(chǎn)速度更快，已具有一定的市場競爭力，在風(fēng)機(jī)葉片市場中的滲透率也開始提升。
截至目前，時代新材已經(jīng)制造了多種型號的聚氨酯樹脂風(fēng)機(jī)葉片，長度從59.5米到94米不等，葉片設(shè)計和鋪層結(jié)構(gòu)也有所不同，其中，94米的葉片已可應(yīng)用于單機(jī)功率為8兆瓦的風(fēng)機(jī)。據(jù)了解，聚氨酯樹脂葉片已進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段，在全國多個風(fēng)電場投入使用。
葉片材料創(chuàng)新明顯提速
實際上，除了聚氨酯樹脂外，近年來，國內(nèi)外針對風(fēng)機(jī)葉片原材料的其他創(chuàng)新研究也在不斷涌現(xiàn)。丹麥風(fēng)機(jī)葉片生產(chǎn)商LM的主打產(chǎn)品便是以聚酯樹脂與玻璃纖維為主體材料。據(jù)該公司網(wǎng)站信息，經(jīng)過多次設(shè)計改良優(yōu)化，該公司的聚酯樹脂風(fēng)機(jī)葉片多次刷新全球最長風(fēng)機(jī)葉片紀(jì)錄。
以碳纖維作為玻璃纖維的替代新材料則更加受到關(guān)注。在風(fēng)機(jī)葉片輕量化的要求下，碳纖維以其高強(qiáng)度材料性能獲得了行業(yè)青睞。就在今年，國內(nèi)廠商中，金風(fēng)科技、運達(dá)股份、明陽智能等主流風(fēng)機(jī)制造商推出的風(fēng)機(jī)都采用了以碳纖維為增強(qiáng)纖維的葉片。
馮學(xué)斌告訴記者，目前，風(fēng)機(jī)葉片材料創(chuàng)新發(fā)展主要集中在三個方向，一是在風(fēng)電平價的壓力下，葉片生產(chǎn)存在更高的成本控制要求，因此需要尋找性價比更高的葉片材料。二是葉片需要進(jìn)一步適應(yīng)風(fēng)電開發(fā)環(huán)境，例如海上風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)將推動碳纖維等高性能材料在葉片領(lǐng)域的應(yīng)用。三是解決葉片的環(huán)保訴求，風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料的回收一直以來都是行業(yè)關(guān)注的難點問題，為此，行業(yè)也在尋求可回收、可持續(xù)的材料體系。
新材料或成風(fēng)電降本利器
值得注意的是，多位業(yè)內(nèi)人士向記者表示，在當(dāng)前風(fēng)電整機(jī)價格快速下降的情況下，風(fēng)機(jī)葉片行業(yè)面臨著較大的降本壓力，因此，葉片材料的創(chuàng)新將成為推動風(fēng)電降本的一大利器。
行業(yè)研究機(jī)構(gòu)信達(dá)證券在其研報中指出，風(fēng)機(jī)葉片成本結(jié)構(gòu)中，原材料成本占總生產(chǎn)成本的75%，而在原材料中，增強(qiáng)纖維和樹脂基體成本占比分別達(dá)到21%和33%，是風(fēng)機(jī)葉片原材料成本的主要部分。同時，業(yè)內(nèi)人士也告訴記者，葉片在風(fēng)機(jī)成本中占比約為25%，葉片材料的降本將在很大程度上推動風(fēng)機(jī)制造成本的下降。
信達(dá)證券進(jìn)一步指出，風(fēng)機(jī)大型化趨勢下，力學(xué)性能優(yōu)化、輕量化和降本正是目前風(fēng)機(jī)葉片技術(shù)的迭代趨勢，其實現(xiàn)路徑必將是風(fēng)機(jī)葉片材料、制造工藝和葉片結(jié)構(gòu)的迭代優(yōu)化，其中最為重要的還是材料端的迭代。
“對于平價目標(biāo)，葉片材料的創(chuàng)新將從以下三個方面推動行業(yè)降本。一是葉片材料本身成本的下降，二是葉片輕量化將推動風(fēng)機(jī)載荷的降低，進(jìn)而降低制造成本，三是風(fēng)機(jī)葉片需要更高性能的材料以適應(yīng)風(fēng)機(jī)大型化趨勢，從而實現(xiàn)度電成本的下降。”馮學(xué)斌表示。
與此同時，馮學(xué)斌也提醒，近幾年國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)技術(shù)迭代迅速，快速推動了行業(yè)發(fā)展，但在發(fā)展過程中，行業(yè)應(yīng)更加重視新技術(shù)的可靠性，降低新技術(shù)應(yīng)用風(fēng)險，推動全行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。(李麗旻)
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