前言：风电的细分赛道中我前前后后分享了很多的相关内容，其中风电叶片作为风电产业链的核心环节却一直没有分享过，下面就来分享一下我了解到的内容。本来主要从细分赛道的角度来介绍一下相关内容，在《风电叶片系列二》中我还会再介绍其他内容。
本篇目录
1.来龙去脉
2.认识风电叶片
3.细分赛道
4.小结及相关上市公司
一，事件背景
近日五部门印发《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，《计划》重点围绕火电装备、水电装备、核电装备、风电装备等电力装备10个领域，提出装备体系绿色升级、电力装备技术创新提升等六大行动。长期来看，风电产业链景气度或将持续存在，风电叶片作为风电行业的核心环节之一，也在持续发展，下面就来聊聊风电叶片行业。
二，认识风电叶片
叶片是风电最基础的关键零部件之一， 是影响风力发电效率的关键因素之一，为满足复杂工况下的高效率发电， 风电叶片 要求外型设计、密度轻、强度高、韧性强，除外形设计以外的力学性能要求都直接与风电叶片的结构和材料有关。
风电叶片结构包括主梁系统、上下蒙皮、叶根增强层等：主梁系统包括主梁与腹板，主梁负责主要承载，提供叶片刚度即抗弯和抗扭能。腹板负责支撑截面结构，预制后粘接在主梁上；蒙皮形成叶片气动外形用于捕捉风能，通常在形成主梁结构后，上下蒙皮通过前、后缘与主梁结构粘接成为叶片；叶根增强层将主梁上载荷传递到主机处。
三，细分赛道
风电叶片的原材料成本结构来看，增强纤维、树脂（基体材料）、芯材、结构胶、金属及配件和其他材料的成本占比分别为 21%、33%、25%、8%、6%、7%，主梁材料和芯材占原材料成本达 79%。
1.增强纤维
1）玻璃纤维
玻璃纤维增强复合材料是指用玻璃纤维作为增强纤维材料，不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂作为基体材料，也称为玻璃钢，强度高、重量轻、 耐老化，表面可再缠玻璃纤维及涂环氧树脂。
玻璃纤维目前仍是主流增强材料，根据中国巨石公开披露，公司玻纤产品约有 20%用于风电叶片。玻璃纤维经过多年的大规模应用，工艺早已成熟，短期来看玻璃纤维仍将是主流材料，不过随着风机大型化趋势推进，碳纤维增强复合材料占比有望提升。
2）碳纤维
碳纤维的密度比玻璃纤维低 30%- 35% ，应用碳纤维可使叶片减重20% 以上 ； 碳纤维的拉伸模量比玻璃纤维高 3-8 倍 ；碳纤维拥有更强的抗疲劳性能，能够延长叶片的使用寿命。
国内主流的碳纤维供应商在十四五期间开始提高碳纤维产能和批量化生产供应， 并通过提升技术、 改进设备和减少能耗来降低成本。 从 2020 年开始，碳纤维产能大幅上升，且2021 年较 2020 年在数量和增幅方面，有较大提升，2020 年碳纤维产能从 2019 年的 2.69万吨提升至 3.62 万吨，2021 年产能增至 6.34 万吨，增幅高达 75.14%。
随着海上风电市场的不断扩大，碳纤维的应用占比有望提 升 。 对于海上大叶片来说，通常会在其承载的关键部 位 主梁上应用碳纤维以提高叶片刚度和强度，以减少传递到主机和塔底的载荷， 进而优化整机系统造价来降低度电成本。 应用碳纤主梁设计的叶片一般比全玻纤叶片减重 20%-30%，虽然碳纤叶片成本上升，但其带来的传动链上相关部件以及塔筒的优化减重，使得风电机组的整体成本降低 10%以上。
2.树脂基体
树脂基体材料在复合材料中起着粘结、支持 、 保护增强材料和传递载荷的作用，要求缺陷低、高效成型， 同时成本占比高，成本也是重要考虑方面 。
基于行业对叶片提质增效的需求，不仅树脂对纤维织物要有更好的浸润性以提高灌注速度，也要根据升温曲线来减少固化时间。 目前在树脂基体材料方面，环氧树脂是主流，2021 年环氧树脂市场价格受疫情影
响走高，2022 年价格有所回落。其他树脂基体材料还包括聚氨酯材料、DCPD树脂、热塑性树脂和碳纤维增强乙烯基树脂等。
3.芯材
风力发电叶片是大型结构件， 芯材是叶片的关键增强材料，芯材作为夹层结构来提升结构刚度，提高整个叶片的抗载能力 。目前用于风力发电叶片芯材的材料主要有巴沙木、聚氯乙烯（PVC）泡沫、聚对苯二甲酸乙二醇酯泡沫（PET）和聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫等，其中质量轻、强度高的 PVC 泡沫由于其行业应用比较成熟，较为广泛。
PVC(聚氯乙烯)泡沫是以聚氯乙烯树脂为主体，加入发泡剂及其它添加剂制成的一种泡沫材料；
巴沙木生长速度快，木质密度低，每立方米的重量仅为 0.1 吨，但在 2019 年至 2020 年，受风电抢装以及疫情的影响，巴沙木供应较为紧张，2020 年价格曾突破 2 万元/立方米，接近于 2019 年的 3 倍；
PET 价格也从 2020 年的 4000 元/吨提高至目前的 8000 元/吨以上。
四，小结及相关上市公司
小结：风电叶片由于是模具化生产，有天然产能限制。自2021年起风机快速升级，从2~3MW升级到4~6MW，叶片长度也显著加长，从60~70米升级到80~100米，这导致2021年以前的模具基本淘汰，因此叶片成为风电产业链中产能紧缺环节，这也是为什么说风电叶片发展的重要动力。
相关上市公司：
中材科技（002080）：公司从事风电叶片的研发，制造，销售及服务，产品下游客户为风电机组整机商，终端用户为风电场开发商。公司目前具备年产8.35GW风电叶片生产能力，拥有北京延庆，甘肃酒泉等七个生产基地，从北到南，从东到西，覆盖了国内所有目标客户市场，拥有独立自主的设计研发能力，具备1MW-8MW的6大系列产品，适用于高低温，高海拔，低风速，沿海等不同运行环境。公司风电叶片产业持续优化产能布局及产品结构，深度挖掘客户需求，深耕国内市场，拓展国际市场，自主研发的前瞻性创新产品引领行业技术进步及市场需求，市场占有率稳中有升，继续保持国内市场龙头地位。
时代新材（600458）：公司目前在风力发电领域成为风电叶片规模国内第二的风电叶片制造商，率先研发生产了海陆两用风力发电叶片。公司加快新叶型研发批产速度，抢占市场先机，为6家客户完成12款新产品开发工作，国内陆上市场完成3.XMW，4.XMW叶片的设计开发，海上市场攻关7-8MW及以上大功率叶片的开发。公司大力挺进海上风电领域，2021年完成射阳工厂海上叶片能力建设，为海上业务增长做好充分准备。
明阳智能（601615）：公司是大型风力发电机组制造商，风电电站运营商，公司以实现能源的绿色、普惠和智慧化为使命，以打造清洁能源全生命周期价值链管理与系统解决方案的供应商为愿景，通过技术创新和商业模式创新，目前已成为国际领先的智慧能源集团。明阳集团的全资子公司明阳叶片，目前拥有广东中山、阳江、汕尾、湖北沙洋、河南信阳、天津、内蒙古乌兰察布等多个风电叶片生产基地。
康达新材（002669）：公司是国内较早从事中高端胶粘剂及高分子新材料产品研发，生产和销售的精细化工企业之一。目前主营业务产品涵盖环氧树脂胶，聚氨酯胶等多个胶粘剂系列与环氧树脂复合材料，聚氨酯复合材料及聚酰亚胺材料等新材料系列，产品广泛应用于风电叶片制造，包装材料，轨道交通，及工业维修等领域。公司在国内风电叶片结构胶领域的市占率约为60%；风电板块与维斯塔斯与歌美飒的业务合作。
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