風機葉片復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)

中國風電產業(yè)發(fā)展迅速，風機葉片已初步形成了完整的產業(yè)鏈，在數量、質量、規(guī)格方面已經具有了較強的競爭能力。但是，在技術方面與國外領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

中國風電產業(yè)發(fā)展迅速，風機葉片已初步形成了完整的產業(yè)鏈，在數量、質量、規(guī)格方面已經具有了較強的競爭能力。但是，在技術方面與國外領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，相關行業(yè)應加大技術、智能開發(fā)，爭取材料上的創(chuàng)新，降低生產成本。

高性能復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。

葉片復合材料市場空間巨大

風電產業(yè)作為綠色發(fā)展的重要體現，是經濟增長重要支柱、科技創(chuàng)新重要領域，已成為國家加快發(fā)展的戰(zhàn)略新興產業(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，復合材料作為風電產業(yè)重要組成部分，未來發(fā)展大有可為。

《能源技術創(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，碳纖維復合材料風電葉片及應用研究等方面的重點任務，為我國下一步發(fā)展提供了方向和支撐。我國風電復合材料尤其是風電葉片行業(yè)已經歷經了30多年的發(fā)展，隨著我國風電行業(yè)發(fā)展技術和進步，現已實現了關鍵原材料國產化制造能力建設，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。近年來，國內風電市場持續(xù)保持健康增長態(tài)勢，并呈現出越來越明顯的理性特征。比如客戶在選擇整機設備供應商和基礎產品時越來越關注運行的收益，同時也極其關注關鍵部件的選擇。葉片作為風電機組的核心部件尤其受到關注，葉片設計技術、葉片制造工藝、葉片質量管理、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)內人士認為，葉片行業(yè)已成為國內高端復合材料原材料的巨大市場，風電行業(yè)的發(fā)展需要葉片的質量提升和成本控制的協(xié)同。復合材料行業(yè)的繁榮更需要葉片行業(yè)的質量提升和技術進步，必須依靠技術創(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

竹質復合材料風力發(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，我國風電從北方轉向南方低風速市場已成定局。為適應低風速高效發(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)。

風電復合材料特別是風機葉片是過去20年來全球技術產品工藝材料發(fā)展最快、最具革命性和最為成功的產品。據竹纖維產業(yè)網研究表明，竹纖維的輕質、高強度、高模量等良好的性價比特性，在風電復合材料的應用中得到了堪稱完美的應用。

近年來，中國風電場建設從陜北地區(qū)向內地擴展，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)異的產品功能，是復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、質量輕;竹纖維原料來源廣、可再生，生產操作安全、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。竹纖維復合材料的最大特點是具有可設計性，發(fā)展的方向就是輕質、高強、高模，在風電復合材料的應用還有很大的提升空間。