风电原材料简单梳理

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风电产业链由上游原材料、中游零部件、下游整机或部件组装、终端风电场运营构成。

从原材料来看,与风电有关的材料主要有:结构胶、表面涂料、增强纤维、基体树脂、夹芯材料。

结构胶的细分材料有环氧树脂、固化剂、气相二氧化硅与环氧稀释剂。$康达新材为风电叶片结构胶绝对龙头,国内绝对龙头市占率60%以上;风电类环氧胶作为结构胶的一个重要方向,同时扩充环氧灌注树脂的生产规模。据统计,2020年60%以上的聚醚胺皆被用作环氧树脂的固化剂。在我国,聚醚胺产能万吨以上的企业有:$正大新材料、$阿科力、$晨化股份。虽然$皇马科技的产能不足万吨,但也在积极布局中。

能做表面涂料的材料有:聚氨酯、氟聚合物、聚丙酸酯、大梁树脂,其中聚氨酯是最常用的表面涂料。目前$万华化学在做大梁树脂。表面涂料做的比较好的企业有:$渝三峡、$飞鹿股份。表面涂料按照溶剂类类型可以分为水性涂料和溶剂型涂料。相比于溶剂型涂料,水性涂料更具环保优势,但性能较差,且对施工环境的要求相对较高。而溶剂型涂料在耐磨性和防腐蚀性上面更为优异,且随着技术的进步,针对环保问题,溶剂型涂料可以往高固体份涂料和无溶剂涂料发展。

目前常用的增强纤维有碳纤维(CFRP)和玻璃纤维(GFRP),玻璃纤维成本更低,但随着叶片向大型化、轻型化发展,传统的玻璃纤维已经不能满足需要,虽然$中国巨石和$泰山玻纤联合开发的E9与HMG超高模量玻纤,在强度和刚度等部分物理性能指标已经逼近碳纤维。但综合性能较碳纤维依旧有差距,密度更低、力学性能更优的碳纤维显然是大尺寸风电叶片的理想材料,再加上全球风电整机巨头维斯塔斯碳纤维叶片核心专利拉挤工艺已于今年7月19日到期,我国碳纤维商业化将逐渐步入进程。相关企业主要有:$光威复材、$吉林碳谷、$中简科技、$吉林化纤、$上海石化、$精功科技。其中$吉林化纤全资子公司吉林国兴碳纤维当前产能为1200吨/年、在建15000吨/年大丝束碳纤维项目;$精功科技碳纤维生产线主要以12K、24K、48K及以上原丝为原料,具备年产1千吨以上碳纤维生产能力;$吉林碳谷是我国碳纤维原丝生产龙头企业,是下游碳纤维生产企业的主要供应商。

传统的基体树脂为环氧树脂,但聚氨酯和不饱和聚酯树脂有代替环氧树脂的内在潜力。$康达新材已成功研制出国内最大的聚氨酯风电叶片。随着风电平价化和叶片大型化、轻型化,环氧树脂在价格和工艺方面的弱势逐渐显现。目前,科思创已在中国研制成功全球第一支1.5MW新型高性能聚氨酯树脂体系风机叶片,若技术成熟,未来或许聚氨酯有可能成为环氧树脂的优质替代品。目前,与基体树脂有关的企业有:$宏昌电子、$巴陵石化。

在夹芯材料中,最常见的是PVC泡沫,具有较好的动态和静态机械性能,耐水和各种化学物质,价格也比较适中。但其化学性质不稳定,在遇火有氯化氢放出,高温加工时有气体放出,进水又易发生霉变。相关企业有:$隆华科技:首批规划PVC泡沫产能4万方,下半年会陆续达产,一共8万方,明年开始分批投产12万方产能。除了PVC泡沫以外,PMI泡沫、PET泡沫、SAN泡沫、Balsa(轻木)、天然纤维(竹纤维)都可以用作夹芯材料。其中聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)结构泡沫材料是一种热塑性泡沫,生产过程中废料和回收料用于再发泡,具有环保特点;为部分结晶塑料,耐温耐化学溶剂,同时离火自熄,燃烧时无有毒气体放出,机械性能好。缺点在于如果结晶度高,泡沫易脆,切磨加工时过热泡沫会融化,且密度较高。对传统的结构泡沫材料如 Balsa、PVC 有部分替代。$南京化纤的子公司上海越科的核心产品便为芯材产品,主要为PET结构泡沫夹芯材料。