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相关公司梳理:风电机组最重要分支-风电叶片材料

2022-02-18 来源:搜图网 浏览数:3779

风电叶片是风电机组将风能转化为机械能的关键核心部件之一,对风机转换效率影响较大。所以对风电叶片材料的研究必不可少。

  风电叶片是风电机组将风能转化为机械能的关键核心部件之一,对风机转换效率影响较大。所以对风电叶片材料的研究必不可少。
  
  风电叶片主要原材料包括树脂基体(36%)、增强材料(28%)、芯材(12%)、粘接剂(11%)等。增强材料主要有玻璃纤维和碳纤维两种。树脂基体提供韧性与耐久度,增强纤维材料则主要提供结构足够的刚度与强度。
  
  相关公司梳理
风电叶片基材
  
  树脂基体梳理
  
  基体树脂是整个叶片材料的“包裹体”,常用的基体材料包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂等。
  
  1)环氧树脂
  
  目前,环氧树脂具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性能和尺寸稳定性,是目前大型风电叶片的首选树脂。平均1GW风电装机对应至少4550吨环氧树脂。
  
  国内上市公司中,具有环氧树脂产品的公司有:中国石化、中化国际、上纬新材、宏昌电子。
  
  中国石化:2021年2月,通过对液体环氧树脂生产装置的升级改造,公司液体双酚A环氧树脂产能从2万吨/年提升到5万吨/年。
  
  中化国际:公司现有17万吨液体环氧树脂,预计2022年6月投产16万吨液体及2万吨固体环氧树脂。
  
  上纬新材:2019年公司在国内风电叶片专用环氧树脂市占率为13%,现有17.2万吨年风电树脂产能,新增风电树脂产能2万吨,预计2022年6月建成投产。
  
  宏昌电子:公司现有环氧树脂总产能15.5万吨/年,规划拟建设14万吨产能。
  
  2)聚醚胺
  
  环氧树脂要表现出优良的性能,需要加入聚醚胺(PEA)。聚醚胺是一种新型的精细化工材料,其末端活性官能团为胺基,由于端氨基的反应活性,使其能与多种反应基团作用,凭借其低粘度、较长适用期、减少能耗、高强度、高韧性、抗老化、优良防水性能等多方面优异的综合性能。
  
  国内上市公司中,具有聚醚胺公司有:阿科力、晨化股份、皇马科技。
  
  阿科力:现有产能2万吨,新增产能2万吨,预计2021年投产第一期。
  
  晨化股份:现有产能3.1万吨,规划拟新增产能4万吨。此外公司还布局上游烯丙基聚醚3.1万吨产能,打通一体化产业链。
  
  皇马科技:公司0.8万吨/年聚醚胺的产能于2021年完全投产。
  
  增强材料梳理
  
  增强材料主要有玻璃纤维和碳纤维两种。40M以下的风电叶片采用玻璃纤维做增强材料,40-95M叶片采用玻璃纤维+碳纤维混合物做增强材料,95M以上叶片采用碳纤维做增强材料。
  
  1)玻纤
  
  用于风电叶片的是高端玻璃纤维-风电纱,目前上市公司拥有产能的为:中国巨石、中材科技、山东玻纤、长海股份。
  
  中国巨石:玻纤产能约200万吨,全球第一,全球市占率23%,国内市占率34%,在建产能约46万吨。
  
  中材科技:公司玻纤年产能近110万吨,全球市占率11%。
  
  山东玻纤:2021年产能36万吨,2022年设计产能41万吨,2025年实现国内产能达到62万吨左右。
  
  长海股份:2021年产能30万吨,2021年5月公告拟建60万吨高性能玻纤产能。
  
  2)碳纤维
  
  碳纤维在风电叶片中属于渗透率快速提升的材料,因其优异的性能在超大叶片中对玻纤形成替代左右,相关公司包括:吉林化纤、上海石化、光威复材、中简科技。
  
  吉林化纤:子公司吉林宝旌(49%)可年产8500吨大丝束碳纤维,2023年规划1.2万吨产能。全资子公司凯美克具有600吨小丝束碳纤维产能,当前已投300吨,预计年底再投300吨。2021年9月,公司投资建设1万吨碳纤维、1.2万吨碳纤维复材项目。
  
  光威复材:目前碳纤维产能3855吨,另有内蒙古包头在建产能4000吨预计2022年年中投产。
  
  中简科技:目前小丝束碳纤维产能350吨,2021年8月定增20亿元建设碳纤维,完全投产后公司碳纤维产能可达1500吨。
  
  上海石化:目前拥有1500吨/年碳纤维产能,在建1.2万吨/年48K大丝束碳纤维项目,未来将以碳纤维产业为转型新引擎,配套聚酯、聚烯烃、弹性体、碳五等一系列下游精细化工新材料。
  
  芯材梳理
  
  风力发电叶片是大型结构件,在叶片的前缘、后缘以及剪切肋等部位都使用到泡沫作为玻璃钢夹层结构的芯层。
  
  目前被用于风力发电叶片芯材的材料主要有聚氯乙烯( 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,使用最为广泛。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。
  
  夹层材料领域相关公司包括:天晟新材、濮阳惠成。
  
  天晟新材:公司硬质发泡材料设计产能高达4万立方
  
  濮阳惠成:公司顺酐酸酐衍生物作为原料合成的环烷酸酯类增塑剂和聚酯增塑剂具有良的耐化学品抽出性能以及环保无毒等特征,与PVC有很好的相容性。目前公司正在规划向下游PVC延伸。
  
  粘接剂梳理
  
  粘接剂以结构胶为主,用于风电叶片上下壳体的粘接。结构胶主要有环氧、聚氨酯及乙烯基等,其中以环氧结构胶为主。环氧胶粘剂与其他类型胶粘剂相比,具有胶接强度高、固化收缩率小、易于改性等优点。
  
  结构胶相关上市公司包括:康达新材、回天新材。
  
  康达新材:现有产能4万吨,未来5年规划新增总产能超10万吨。同时,公司在推进上游一体化,采用双酚F+环氧氯丙烷合成液态环氧树脂路线(规划产能2-3万吨),预计成本可以比同行下降20-30%左右。
  
  回天新材:产品涵盖高性能有机硅胶、聚氨酯胶、丙烯酸酯胶、厌氧胶、环氧树脂胶等工程胶粘剂。规划新增有机硅胶14.8万吨、聚氨酯胶3.65万吨、其他胶类1万吨的产能规模
  
  灌浆料梳理
  
  随着海上风电场建设不断向远海、深水发展,为承受海上强风荷载、海水腐蚀、海浪冲击等,对灌浆料的需求也在增加。
  
  灌浆料对风电基础不仅起受力缓冲作用,同时也起提高结构安全性和稳定性的作用。海上风电灌浆料的性能要求相较于陆上更加严苛,要求灌浆料是无粗骨料,无纤维增强,且灌浆料需要具备大流动性、高旱期强度、高最终强度、水下不分散、高耐久性高抗疲劳等性能特点。
  
  灌浆料:苏博特
  
  苏博特:目前海上风电用灌浆材料市场仍然被丹麦Densit、德国BASF、新加坡NAUTIC等公司垄断,苏博特于2021年9月宣布进行灌浆料的产业化建设,有望填补了我国在该领域的空白。

【延伸阅读】

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