聚氨酯樹(shù)脂、聚酯樹(shù)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(shí)代新材料科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“時(shí)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(shù)脂風(fēng)機(jī)葉片已正式下線,開(kāi)創(chuàng)聚氨酯樹(shù)脂葉片批量化生產(chǎn)的先河。
近年來(lái),我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢(shì),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(shù)脂外,聚酯樹(shù)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(shù)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(shù)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(shù)脂以環(huán)氧樹(shù)脂為主,考慮到樹(shù)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(shù)脂材料與傳統(tǒng)環(huán)氧樹(shù)脂材料相比,具有更易固化、更高耐久性等優(yōu)勢(shì),被業(yè)界視作新一代具有潛力的風(fēng)機(jī)葉片樹(shù)脂材料。
“聚氨酯樹(shù)脂是一種高性能的高分子材料。一方面,聚氨酯樹(shù)脂韌性、抗疲勞性能都相對(duì)較好,符合風(fēng)機(jī)葉片的要求;另一方面,與環(huán)氧樹(shù)脂相比,聚氨酯樹(shù)脂成本也具備一定優(yōu)勢(shì),性?xún)r(jià)比相對(duì)更高。”時(shí)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(shí)表示。
與此同時(shí),科思創(chuàng)在其產(chǎn)品介紹中也指出,聚氨酯樹(shù)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,在風(fēng)機(jī)葉片市場(chǎng)中的滲透率也開(kāi)始提升。
截至目前,時(shí)代新材已經(jīng)制造了多種型號(hào)的聚氨酯樹(shù)脂風(fēng)機(jī)葉片,長(zhǎng)度從59.5米到94米不等,葉片設(shè)計(jì)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(shù)脂葉片已進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段,在全國(guó)多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)投入使用。
葉片材料創(chuàng)新明顯提速
實(shí)際上,除了聚氨酯樹(shù)脂外,近年來(lái),國(guó)內(nèi)外針對(duì)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(shù)脂與玻璃纖維為主體材料。據(jù)該公司網(wǎng)站信息,經(jīng)過(guò)多次設(shè)計(jì)改良優(yōu)化,該公司的聚酯樹(shù)脂風(fēng)機(jī)葉片多次刷新全球最長(zhǎng)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(guó)內(nèi)廠商中,金風(fēng)科技、運(yùn)達(dá)股份、明陽(yáng)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(gè)方向,一是在風(fēng)電平價(jià)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?xún)r(jià)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(kāi)發(fā)環(huán)境,例如海上風(fēng)電的大規(guī)模開(kāi)發(fā)將推動(dòng)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(lái)都是行業(yè)關(guān)注的難點(diǎn)問(wèn)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(jià)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(dòng)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(bào)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(shù)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(shí),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(dòng)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(shì)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(shì),其實(shí)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(duì)于平價(jià)目標(biāo),葉片材料的創(chuàng)新將從以下三個(gè)方面推動(dòng)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(dòng)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(shì),從而實(shí)現(xiàn)度電成本的下降。”馮學(xué)斌表示。