风机叶片复合材料市场潜力巨大竹纤维迎来机遇和挑战

2017-09-22 12:03:14 纺织科学研究　点击量：评论 (0)

中国风电产业发展迅速，风机叶片已初步形成了完整的产业链，在数量、质量、规格方面已经具有了较强的竞争能力。但是，在技术方面与国外领先水平有着一定的差距。尤其是在成本、轻量化、智能化等方面，为了增强国

中国风电产业发展迅速，风机叶片已初步形成了完整的产业链，在数量、质量、规格方面已经具有了较强的竞争能力。但是，在技术方面与国外领先水平有着一定的差距。尤其是在成本、轻量化、智能化等方面，为了增强国际市场竞争力，相关行业应加大技术、智能开发，争取材料上的创新，降低生产成本。

高性能复合材料是叶片的主体，材料决定了叶片的成本、性能、价格。因此，提升材料性能是实现叶片降低价格的主要途径;同时，还可以降低叶片的运输和安装成本。

叶片复合材料市场空间巨大

风电产业作为绿色发展的重要体现，是经济增长重要支柱、科技创新重要领域，已成为国家加快发展的战略新兴产业。2020年风电装机总量将达到2.1亿千瓦，“十三五”期间年新增装机将达2000万千瓦以上，复合材料作为风电产业重要组成部分，未来发展大有可为。

《能源技术创新“十三五”规划》提出了8到10兆瓦等级及以上超大型海上风电机组示范工程，碳纤维复合材料风电叶片及应用研究等方面的重点任务，为我国下一步发展提供了方向和支撑。我国风电复合材料尤其是风电叶片行业已经历经了30多年的发展，随着我国风电行业发展技术和进步，现已实现了关键原材料国产化制造能力建设，整体竞争力日益增强。然而我国目前叶片厂家在叶片整体技术方面与国际水平相比存在一定差距，尤其在降本增效、智能制造、智慧运维方面等有诸多问题亟待解决。

从最近国际上出现的一系列叶片企业并购可以看出，“得叶片者得天下”这一行业规律开始显现。近年来，国内风电市场持续保持健康增长态势，并呈现出越来越明显的理性特征。比如客户在选择整机设备供应商和基础产品时越来越关注运行的收益，同时也极其关注关键部件的选择。叶片作为风电机组的核心部件尤其受到关注，叶片设计技术、叶片制造工艺、叶片质量管理、叶片原材料性能研究等都将是未来风电行业需要解决的和探讨的问题。

业内人士认为，叶片行业已成为国内高端复合材料原材料的巨大市场，风电行业的发展需要叶片的质量提升和成本控制的协同。复合材料行业的繁荣更需要叶片行业的质量提升和技术进步，必须依靠技术创新和工艺优化改进，挖掘成本的空间。

低风速、海上风电对叶片要求更高

竹质复合材料风力发电叶片

在低风速下使用大型叶片，灌注时间更长，需要环氧树脂具有更长的可操作时间。此外，海上风电还对叶片材料的耐候性、耐盐雾性提出了更高要求。叶片材料未来的技术方向主要是可回收热塑性树脂、重量更轻的原材料，比如竹纤维。竹纤维也称竹原纤维，有别于化学竹粘胶纤维(竹浆纤维、竹炭纤维)，是从竹子茎部取得的韧皮纤维。

一方面，我国风电从北方转向南方低风速市场已成定局。为适应低风速高效发电需求，叶片制造要求更长、更轻、成本更低。另一方面，随着全球海上风电度电成本快速下降，度电成本的降低势必驱动海上风电的发展。海上风电叶片大型化必将带来效率、重量和载荷等方面新问题，而海上特殊的环境也必将给叶片材料带来新的挑战。

风电复合材料特别是风机叶片是过去20年来全球技术产品工艺材料发展最快、最具革命性和最为成功的产品。据竹纤维产业网研究表明，竹纤维的轻质、高强度、高模量等良好的性价比特性，在风电复合材料的应用中得到了堪称完美的应用。

近年来，中国风电场建设从陕北地区向内地扩展，从陆地到海洋，发展的提升和对成本下降的压力，对叶片叶型和材料本身提出了新的要求。作为叶片的重点增强材料--竹纤维，既是挑战也是机遇。

竹纤维具有优异的产品功能，是复合材料理想的制造原料。竹纤维及其制备的叶片具有强度高、韧性好、质量轻;竹纤维原料来源广、可再生，生产操作安全、低污染、低能耗;竹纤维叶片使用寿命长，废弃后可自然降解，绿色、环保性能突出。竹纤维复合材料的最大特点是具有可设计性，发展的方向就是轻质、高强、高模，在风电复合材料的应用还有很大的提升空间。