風機葉片復(fù)合材料市場潛力巨大竹纖維迎來機遇和挑戰(zhàn)

2017-09-22 12:03:14 紡織科學研究　點擊量：評論 (0)

中國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，風機葉片已初步形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，在數(shù)量、質(zhì)量、規(guī)格方面已經(jīng)具有了較強的競爭能力。但是，在技術(shù)方面與國外領(lǐng)先水平有著一定的差距。尤其是在成本、輕量化、智能化等方面，為了增強國際市場競爭力，相關(guān)行業(yè)應(yīng)加大技術(shù)、智能開發(fā)，爭取材料上的創(chuàng)新，降低生產(chǎn)成本。

高性能復(fù)合材料是葉片的主體，材料決定了葉片的成本、性能、價格。因此，提升材料性能是實現(xiàn)葉片降低價格的主要途徑;同時，還可以降低葉片的運輸和安裝成本。

葉片復(fù)合材料市場空間巨大

風電產(chǎn)業(yè)作為綠色發(fā)展的重要體現(xiàn)，是經(jīng)濟增長重要支柱、科技創(chuàng)新重要領(lǐng)域，已成為國家加快發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。2020年風電裝機總量將達到2.1億千瓦，“十三五”期間年新增裝機將達2000萬千瓦以上，復(fù)合材料作為風電產(chǎn)業(yè)重要組成部分，未來發(fā)展大有可為。

《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》提出了8到10兆瓦等級及以上超大型海上風電機組示范工程，碳纖維復(fù)合材料風電葉片及應(yīng)用研究等方面的重點任務(wù)，為我國下一步發(fā)展提供了方向和支撐。我國風電復(fù)合材料尤其是風電葉片行業(yè)已經(jīng)歷經(jīng)了30多年的發(fā)展，隨著我國風電行業(yè)發(fā)展技術(shù)和進步，現(xiàn)已實現(xiàn)了關(guān)鍵原材料國產(chǎn)化制造能力建設(shè)，整體競爭力日益增強。然而我國目前葉片廠家在葉片整體技術(shù)方面與國際水平相比存在一定差距，尤其在降本增效、智能制造、智慧運維方面等有諸多問題亟待解決。

從最近國際上出現(xiàn)的一系列葉片企業(yè)并購可以看出，“得葉片者得天下”這一行業(yè)規(guī)律開始顯現(xiàn)。近年來，國內(nèi)風電市場持續(xù)保持健康增長態(tài)勢，并呈現(xiàn)出越來越明顯的理性特征。比如客戶在選擇整機設(shè)備供應(yīng)商和基礎(chǔ)產(chǎn)品時越來越關(guān)注運行的收益，同時也極其關(guān)注關(guān)鍵部件的選擇。葉片作為風電機組的核心部件尤其受到關(guān)注，葉片設(shè)計技術(shù)、葉片制造工藝、葉片質(zhì)量管理、葉片原材料性能研究等都將是未來風電行業(yè)需要解決的和探討的問題。

業(yè)內(nèi)人士認為，葉片行業(yè)已成為國內(nèi)高端復(fù)合材料原材料的巨大市場，風電行業(yè)的發(fā)展需要葉片的質(zhì)量提升和成本控制的協(xié)同。復(fù)合材料行業(yè)的繁榮更需要葉片行業(yè)的質(zhì)量提升和技術(shù)進步，必須依靠技術(shù)創(chuàng)新和工藝優(yōu)化改進，挖掘成本的空間。

低風速、海上風電對葉片要求更高

竹質(zhì)復(fù)合材料風力發(fā)電葉片

在低風速下使用大型葉片，灌注時間更長，需要環(huán)氧樹脂具有更長的可操作時間。此外，海上風電還對葉片材料的耐候性、耐鹽霧性提出了更高要求。葉片材料未來的技術(shù)方向主要是可回收熱塑性樹脂、重量更輕的原材料，比如竹纖維。竹纖維也稱竹原纖維，有別于化學竹粘膠纖維(竹漿纖維、竹炭纖維)，是從竹子莖部取得的韌皮纖維。

一方面，我國風電從北方轉(zhuǎn)向南方低風速市場已成定局。為適應(yīng)低風速高效發(fā)電需求，葉片制造要求更長、更輕、成本更低。另一方面，隨著全球海上風電度電成本快速下降，度電成本的降低勢必驅(qū)動海上風電的發(fā)展。海上風電葉片大型化必將帶來效率、重量和載荷等方面新問題，而海上特殊的環(huán)境也必將給葉片材料帶來新的挑戰(zhàn)。

風電復(fù)合材料特別是風機葉片是過去20年來全球技術(shù)產(chǎn)品工藝材料發(fā)展最快、最具革命性和最為成功的產(chǎn)品。據(jù)竹纖維產(chǎn)業(yè)網(wǎng)研究表明，竹纖維的輕質(zhì)、高強度、高模量等良好的性價比特性，在風電復(fù)合材料的應(yīng)用中得到了堪稱完美的應(yīng)用。

近年來，中國風電場建設(shè)從陜北地區(qū)向內(nèi)地擴展，從陸地到海洋，發(fā)展的提升和對成本下降的壓力，對葉片葉型和材料本身提出了新的要求。作為葉片的重點增強材料--竹纖維，既是挑戰(zhàn)也是機遇。

竹纖維具有優(yōu)異的產(chǎn)品功能，是復(fù)合材料理想的制造原料。竹纖維及其制備的葉片具有強度高、韌性好、質(zhì)量輕;竹纖維原料來源廣、可再生，生產(chǎn)操作安全、低污染、低能耗;竹纖維葉片使用壽命長，廢棄后可自然降解，綠色、環(huán)保性能突出。竹纖維復(fù)合材料的最大特點是具有可設(shè)計性，發(fā)展的方向就是輕質(zhì)、高強、高模，在風電復(fù)合材料的應(yīng)用還有很大的提升空間。