我國風(fēng)電葉片市場運(yùn)行綜況
1、風(fēng)電葉片材料技術(shù)趨于多樣化
在我國風(fēng)電起步時(shí)，歐洲有兩家設(shè)計(jì)公司進(jìn)入我國風(fēng)電設(shè)計(jì)市場，根據(jù)國內(nèi)陸上風(fēng)場的現(xiàn)狀，超長預(yù)彎形葉片成為發(fā)展主流。之后，沈陽大學(xué)風(fēng)機(jī)所、解放軍空氣動(dòng)力中心、中科宇能等積極參與了葉片設(shè)計(jì)市場。在高性能玻璃纖維開發(fā)中，OCV公司為我國風(fēng)電葉片不僅提供了高強(qiáng)高模量玻璃纖維，而且在一體化材料設(shè)計(jì)服務(wù)中，引領(lǐng)了我國葉片市場。國內(nèi)三大玻纖---重慶國際、山東泰山、巨石玻纖等也研發(fā)了高性能玻纖，常州宏發(fā)縱橫還在碳纖維預(yù)浸料方面投入研發(fā)，以適應(yīng)葉片市場的創(chuàng)新需求。
中投顧問發(fā)布的《2016-2020年中國風(fēng)電葉片市場投資分析及前景預(yù)測報(bào)告》資料顯示：我國風(fēng)電行業(yè)起步于上世紀(jì)80年代，葉片的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)從無到有、由引進(jìn)到自主研發(fā)的過程，葉片材料技術(shù)從單一趨向多樣化、復(fù)雜化。近些年來，大型風(fēng)機(jī)的葉片基本上由各種復(fù)合材料制成。
我國風(fēng)電行業(yè)已初步形成設(shè)計(jì)、制造、選材、裝備、標(biāo)準(zhǔn)、檢測、認(rèn)證等一體化，在開發(fā)大型海上風(fēng)電葉片和陸上低風(fēng)速高強(qiáng)度預(yù)彎型大型葉片方面取得了較大進(jìn)展和技術(shù)突破。
到2014年底，我國累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)量已近1億千瓦，按每臺風(fēng)機(jī)2.5兆瓦測算，國內(nèi)現(xiàn)有約3.6萬多臺風(fēng)機(jī)，而按每臺風(fēng)機(jī)用復(fù)合材料(包括葉片、機(jī)倉罩等)總量28噸計(jì)算，共約用復(fù)合材料100多萬噸。其中，環(huán)氧樹脂和不飽和樹脂約為50萬噸，高性能玻璃纖維和E玻璃纖維約為60萬噸，還有大量的結(jié)構(gòu)泡沫材料。
目前，國內(nèi)12家風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)中，有5家自產(chǎn)葉片，獨(dú)立葉片制造企業(yè)達(dá)到21家。
不過，我國風(fēng)電葉片材料技術(shù)的發(fā)展正遭遇新問題。為了我國陸上風(fēng)電市場和海上風(fēng)電市場的開發(fā)，高性能纖維和高性能合成樹脂面臨新的挑戰(zhàn)，碳纖維、高性能合成纖維、高性能玻璃纖維和合成樹脂繼續(xù)面臨持續(xù)創(chuàng)新。兆瓦級復(fù)合材料葉片行業(yè)是一個(gè)極富挑戰(zhàn)的技術(shù)型產(chǎn)業(yè)，大型化、高性能化、輕量化兆瓦級葉片，將集中各種高性能材料的比試和比拼，從而達(dá)到更完美的材料、結(jié)構(gòu)、工藝的組合。
2、制造能力與國際同步
葉片是風(fēng)機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的重要部件之一，也是獲取較高風(fēng)能利用系數(shù)和經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。葉片設(shè)計(jì)、制造及運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響到整機(jī)的性能和發(fā)電效率，對風(fēng)電場運(yùn)營成本影響重大。
我國風(fēng)電葉片行業(yè)經(jīng)過近三十多年的發(fā)展，從無到有，從小到大，逐步形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈。目前，我國風(fēng)電葉片行業(yè)已經(jīng)基本上達(dá)到了國際同步水平，通過“引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新”技術(shù)路線，以及全球化的競爭優(yōu)勢，突破了國外技術(shù)壟斷。
十幾年前，國內(nèi)風(fēng)電葉片行業(yè)基本上還是外國企業(yè)所壟斷，國內(nèi)僅有上海玻璃鋼研究院和中國航空工業(yè)集團(tuán)公司保定螺旋槳制造廠等少數(shù)企業(yè)所涉足。當(dāng)時(shí)，葉片技術(shù)壟斷在歐美廠商手中，原材料基本上全部進(jìn)口，從技術(shù)和原材料兩個(gè)方面制約了我國風(fēng)電葉片的市場競爭力。通過技術(shù)引進(jìn)、消化吸收，2005年左右，我國已具備了1.5兆瓦風(fēng)電葉片制造技術(shù)，并逐步提升到3兆瓦、5兆瓦甚至更大。
目前，中國風(fēng)機(jī)葉片市場已經(jīng)形成外資企業(yè)、民營企業(yè)、研究院所、上市公司等多元化的競爭格局。外資企業(yè)主要有GE、LM等，國內(nèi)企業(yè)以中材科技（002080）、中航惠騰、中復(fù)連眾、時(shí)代新材（600458）等為代表。
3、滿足不同風(fēng)資源區(qū)需求
目前，在歐洲如火如荼的海上風(fēng)電，雖然開發(fā)技術(shù)難度較大，投資成本較高，但其已經(jīng)成為世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)新的能源開發(fā)目標(biāo)，成為今后風(fēng)電產(chǎn)品開發(fā)的重要發(fā)展方向。
為海上風(fēng)電機(jī)組配套的巨型葉片，要接受強(qiáng)風(fēng)、暴雨、雷電、風(fēng)沙等惡劣自然條件考驗(yàn)，其材質(zhì)、翼型結(jié)構(gòu)等與新材料科技、流體力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)等學(xué)科緊密相關(guān)，技術(shù)高度密集。葉片的研發(fā)思路需要通過整體優(yōu)化設(shè)計(jì)才能達(dá)到最優(yōu)的使用成本。
就陸上風(fēng)電而言，中國風(fēng)資源分布廣泛，為更加充分利用這些不同特點(diǎn)的風(fēng)資源，風(fēng)電開發(fā)已由單一型逐漸趨向于多元化。目前風(fēng)電機(jī)組有低溫型、加強(qiáng)型、高海拔型和低風(fēng)速型等多種類型，因此需要與之相適應(yīng)的多元化葉片產(chǎn)品。
基于中國風(fēng)資源分布現(xiàn)狀，適合中國風(fēng)資源的風(fēng)電葉片一定也是多元化的，而不可能像歐洲那樣，一兩款產(chǎn)品包打天下。
4、葉片設(shè)計(jì)水平仍有待突破
我國風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)鏈初具規(guī)模，技術(shù)發(fā)展日新月異，但在一些業(yè)內(nèi)人士看來，仍有一些方面需要提高，尤其是葉片設(shè)計(jì)有待突破。“當(dāng)前，無論是在風(fēng)電行業(yè)，還是在全國所有的纖維復(fù)合材料領(lǐng)域，應(yīng)該說國內(nèi)外材料已面面俱到，但葉片設(shè)計(jì)依然是軟肋。”趙鴻漢說。
葉片作為風(fēng)電機(jī)組中的關(guān)鍵設(shè)備之一，我國通過技術(shù)引進(jìn)，在消化吸收的基礎(chǔ)上，逐步掌握了葉片設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維等技術(shù)，以及葉片材料的研制和開發(fā)，葉片檢測和認(rèn)證體系也已初步形成，但與國外先進(jìn)企業(yè)相比，我國的葉片制造企業(yè)還存在不足之處。中國復(fù)合材料集團(tuán)有限公司原總工程師、教授級高工張曉明認(rèn)為，在風(fēng)電葉片的型號開發(fā)過程中，我國絕大部分風(fēng)電葉片的設(shè)計(jì)仍然沿用聯(lián)合設(shè)計(jì)模式，對設(shè)計(jì)的核心技術(shù)尚未全部掌握。雖然我國制造的風(fēng)電葉片技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到或接近國際同類型號的水平，但距離最優(yōu)設(shè)計(jì)和最佳制造技術(shù)還有差距。
對風(fēng)電葉片而言，設(shè)計(jì)涉及很多方面的因素，需要通盤考慮，相當(dāng)復(fù)雜。設(shè)計(jì)的葉片越長，所用材料增加，成本可能會增加，但葉片長度并非越長越好。因此，葉片設(shè)計(jì)除了考慮氣動(dòng)效率、能量轉(zhuǎn)換效率，還必須考慮到海拔高度，以及當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源，比如風(fēng)速分布等，必須進(jìn)行完整的方案比較論證，才能確定葉片的最佳長度。
葉片設(shè)計(jì)水平的高低，某種程度上決定著我國葉片走出去的深度和廣度。我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)要與國際先進(jìn)水平接軌，持續(xù)創(chuàng)新和走向海外，應(yīng)加強(qiáng)葉片關(guān)鍵技術(shù)研究，提高大型風(fēng)電葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，提高風(fēng)電葉片的大型化、輕量化和智能化的制造技術(shù)以及風(fēng)電運(yùn)維技術(shù)。
5、搶占產(chǎn)業(yè)話語權(quán)
雖然我國在葉片制造方面已有長足進(jìn)步，但在設(shè)計(jì)方面仍是短板。尤其是在葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，我國仍處于摸索階段，相關(guān)設(shè)計(jì)理論和實(shí)用方法比較欠缺，風(fēng)阻和載荷計(jì)算等都需要依靠國外相關(guān)機(jī)構(gòu)的技術(shù)支撐。
丹麥LM公司是世界上最知名的專業(yè)葉片生產(chǎn)商。在國內(nèi)諸多葉片供應(yīng)商在追求葉片效率最大化的時(shí)候，該公司卻認(rèn)為，未來葉片設(shè)計(jì)的關(guān)鍵已經(jīng)從效率最大化轉(zhuǎn)移到能量成本最優(yōu)化。
由于包括葉片在內(nèi)的整個(gè)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)最初的技術(shù)都是從國外引進(jìn)的，通過買圖紙，消化吸收，因此在很長時(shí)間內(nèi)都是照葫蘆畫瓢，對一些設(shè)計(jì)理念吃不透，知其然不知其所以然。
向國外先進(jìn)企業(yè)學(xué)習(xí)，潛心提升技術(shù)是對的，但也不必對“洋技術(shù)”過分膜拜。這也涉及誰占領(lǐng)著產(chǎn)業(yè)發(fā)展話語權(quán)的問題。
全國風(fēng)力機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書長王建平在中國風(fēng)電葉片技術(shù)論壇暨2015年風(fēng)電葉片專業(yè)組年會上透露，經(jīng)過多年的努力，由我國牽頭，各個(gè)國家投票表決的國際電工委員會IEC/TC88風(fēng)力委員會2009年正式立項(xiàng)的國際標(biāo)準(zhǔn)“IEC61400-5風(fēng)力發(fā)電機(jī)組第5部分：風(fēng)輪葉片”由我國負(fù)責(zé)組建起草。通過這一標(biāo)準(zhǔn)的制定，將會直接影響到葉片環(huán)境條件、設(shè)計(jì)制造、吊裝運(yùn)輸?shù)确矫?，助力中國風(fēng)電行業(yè)搶占國際話語權(quán)。
我國風(fēng)電葉片市場發(fā)展態(tài)勢
一、風(fēng)電裝機(jī)容量現(xiàn)狀分析
風(fēng)電作為清潔的可再生能源，在經(jīng)歷了前幾年的高速增長后，增速有下滑趨勢，但仍維持較高增長。根據(jù)全球風(fēng)能理事會發(fā)布的2015全球風(fēng)電裝機(jī)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)新增裝機(jī)63013MW，同比增長22%。其中中國新增裝機(jī)容量為30500MW，占比為48.4%；全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到432419MW，累計(jì)同比增長17%。其中中國累計(jì)裝機(jī)量為145104MW，占比33.6%。2015年從全球范圍來看，無論是新增風(fēng)電裝機(jī)容量的占比還是累計(jì)裝機(jī)容量的占比，我國都排第一。
“十三五”規(guī)劃提出了全面協(xié)調(diào)推進(jìn)風(fēng)電的開發(fā)，加快內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、寧夏、河北、山西等地區(qū)的大型風(fēng)電基地建設(shè)，全面開展中東部，南方地區(qū)分散風(fēng)能資源的開發(fā)，穩(wěn)妥推進(jìn)海上風(fēng)能的開發(fā)，完善風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的服務(wù)體系，推進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
中投顧問發(fā)布的《2016-2020年中國風(fēng)電葉片市場投資分析及前景預(yù)測報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示：2015年新增風(fēng)電設(shè)備容量為2960.87萬千瓦，同比增長40.96%。
由于電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)同風(fēng)電站布局不太匹配、風(fēng)電電流不太穩(wěn)定、近期煤石油天然氣等價(jià)格處于低位，以及存在棄風(fēng)限電的問題，中國風(fēng)電設(shè)備平均利用小時(shí)數(shù)呈下降趨勢。2014年風(fēng)電設(shè)備平均利用為1900.21小時(shí)，同比下降120%；2015年風(fēng)電設(shè)備平均利用1727.92小時(shí)，同比下降172.28%。但從長遠(yuǎn)來看，能源局要求到2020年風(fēng)電要實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)跟火電平價(jià)，因此未來幾年風(fēng)電價(jià)格大概率呈下降趨勢，每次下調(diào)電價(jià)都可能會成為短期“搶裝”的催化劑，中期來看風(fēng)電行業(yè)仍然能保持平穩(wěn)增長。風(fēng)電作為清潔能源，未來隨著海上風(fēng)電(中材葉片曾在2014年就研發(fā)出亞洲最長的77.7m海上風(fēng)電葉片)、分散式風(fēng)電的增長以及特高壓輸電線路的建設(shè)，棄風(fēng)限電問題將逐步得到解決，風(fēng)電將成為國內(nèi)的主要電源之一，中期來看風(fēng)電葉片需求仍然看好。
2016年上半年由于“搶裝潮”已過，風(fēng)電葉片的量價(jià)均出現(xiàn)回調(diào)，短期來看也屬于正常的調(diào)整，中投顧問發(fā)布的《2016-2020年中國風(fēng)電葉片市場投資分析及前景預(yù)測報(bào)告》預(yù)計(jì)全年回調(diào)壓力較大，量價(jià)齊跌以及盈利能力下降已成大概率事件。
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