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CWPC2018主旨发言:中国复合材料学会风电工程复合材料专业委员会秘书长刘宝锋——《风电复合材料的挑战与机遇》

2018-03-30 来源:东方风力发电网作者:御风者 浏览数:1010

第四届中国国际风电复合材料高峰论坛(CWPC2018)于2018年3月30日上午在江苏省阜宁县天鹅湖大酒店隆重召开,来自海内外的200多个企业、600多余位风电行业、复材行业的精英参加了本届盛会。上午的开幕式结束之后,高峰论坛分别设置了新材料、新技术专场,设计运维优化专场,新产品发布会专场,技术工艺创新专场,产业链对话专场等多个专场,将呈现大量精彩内容。

   第四届中国国际风电复合材料高峰论坛(CWPC2018)于2018年3月30日上午在江苏省阜宁县天鹅湖大酒店隆重召开,来自海内外的200多个企业、600多余位风电行业、复材行业的精英参加了本届盛会。上午的开幕式结束之后,高峰论坛分别设置了新材料、新技术专场,设计运维优化专场,新产品发布会专场,技术工艺创新专场,产业链对话专场等多个专场,将呈现大量精彩内容。
 
  中国复合材料学会风电工程复合材料专业委员会秘书长刘宝锋做主旨发言:



中国复合材料学会风电工程复合材料专业委员会秘书长刘宝锋
 
  一、风电工程复合材料专业委员会介绍
 
  风电工程复合材料专业委员会的宗旨是搭建风电复合材料领域工程与学术交流的平台,促进工程与学术跨学科交流,推动高性能复合材料的风电各相关与研究和规模化应用,为风电叶片改善质量,降低成本,提高效率做出贡献。2017年10月21日在杭州正式成立了中国复合材料学会工程复合材料委员会,作为分支机构,中国复合材料学会张博明给予了大力支持。
 
  首届风电复合材料专业委员会的人员构成是主任委员由金风科技海上业务单元常务副总经理陈小海担任,专委会由97人组成,其中主任委员1名,常务副主任1名,副主任18名,委员77名,秘书处3名。
 
  这是主任委员、常务副主任和副主任的委员名单。就不一一介绍了。2018年风电专委会的工作计划有三项内容:一是举办风电技术沙龙,准备邀请韩国汉阳大学著名教授做大型叶片轻量化设计的讲座;二是举办复合材料技术讲座, 邀请美国的专家进行树脂灌注工艺的讲座;三是承办“新材料复合材料”首届年会,主题是“创新协同,绿色发展”,主要是碳纤维在风机大叶片应用的机遇与挑战,希望各位同仁可以报名参加,提供稿件。风电专委会也吸收新成员,如果各位专家有兴趣参加可以联系秘书处。
 
  1月份我们专门建立了“风电专委会”的公众号,公众号是作为风电专委会唯一的电子刊物,已经在公众号发布了20多篇专业的技术文章,希望大家随时到公众号浏览,我们每周至少发布一篇论文。
 
  二、2018年国内风电行业形势分析
 
  (一)2017年风电形势。刚才杨秘书长已经做了很详细的介绍,我就稍微简单的介绍。2017年中国风电市场装机容量整体下滑,新增装机容量为18GW,受限与三北弃风地区项目停建,陆上新增风电装机容量下降至16.8GW,值得欣喜的是海上风电装机,新增是1.2个GW。
 
  整机制造商方面,前五大整机制造商总装机容量达到了11.5GW,占风电总装机量68%,市场集中度进一步提升。
 
  (二)2017年并网发电情况。据统计2017年新增并网风电装机是1503万千瓦,占全部发电装机容量的9.2%。这一部分就说明2017年弃风风湿大为改进。
 
  2017年弃风率超过10%的地区是甘肃、新疆、吉林、内蒙古和黑龙江。
 
  (三)2018年的总体情况。风电行业装机需求基本见底,其复苏趋势明显。其原因如下:
 
  1、内蒙古、吉林、黑龙江、宁夏等弃风率大幅度回落,预计2018年望部分复建。
 
  2、特高压配套项目贡献额外增量。尽管受到红色警戒政策的冲击,新疆和内蒙古在2017年下半年仍然核准了5GW左右的风电项目这些项目主要是属于西蒙和准东的特高压项目,其中部分项目已经开始实施招标,预计2018年陆续投建,为今年的新增装机容量贡献增量。
 
  3、海上风机装机增速明显,有望迎来加速期。截止2017年8月31日,我国开工建设的海上风电项目共19个,项目总装机容量达到了4799.05MW,项目分布在江苏、福建、浙江、广东、河北、辽宁、和天津七个海域,江苏最多。“十三五”目标有望超额完成。
 
  4、分散式风电有望实现突破分散式风电不仅解决了远距离输送带来能源消耗问题,由于项目位于负荷中心,利于消纳,可以避免弃风,加之可以与其他能源品种和配电网实现良好互动,将大大提高系统的灵活性和整体的能源效率。封三市分点在我国风电装机总量不足1%,既暴露了发展的困境,也预示着发展的潜力。2018年是值得期待的一年。
 
  2018年-2020年风电行业的装机空间有望达到140GW,其中存量未装机规模达到120GW,分散式风电规模达到10GW,特高压机电赔本10GW,考虑损失,平均装机量也在25-30GW以上。
 
  随着南方施工周期拉长和环保督察问题的得到缓解,国内风电装机将重回增加,预计2018年国内风电装机有望达到25-26GW,同比增长30%。
 
  这是未来国内新增装机容量的预测。
 
  风火同价,风电评价上网越来越近,降本增效的压力也越来越大。2018年1月1日我国执行新一轮风电上网标杆电价。
 
  三、风电复合材料的现状分析
 
  面临着风电发展的形势,对复合材料也提出了很严峻的挑战,复合材料是风电叶片的核心材料,高性能符合材料是叶片的主体,材料决定了叶片的成本、性能、价格,因此提升材料性能和优化工艺是实现叶片降低成本的主要途径。
 
  现状一:国产复合材料性能和稳定性进一步提高,具备性价比优势。国产叶片材料经过近十年的发展,国产的环氧灌注树脂、玻璃纤维、结构胶、PVC泡沫、叶片面漆等材料和国外材料相比,是具有性价比的。
 
  现状二:国产材料还是存在创新能力不足,与国外先进复合材料厂商相比,仍然有很大的差距。表现在国内的供应商在新产品跟风和模仿的现象比较严重,还是跟在国外的后面走,没有起到独立创新,直接影响了产品核心竞争力。
 
  现状三:有些风电复合材料供应商不了解风电市场和客户需求,没有成为真正复合材料全面解决方案的提供者。很多原材料供应商都号称“我们是提供复合材料全面解决方案”实际上就是卖材料,所以降本增效、轻量化、环保和解决叶片质量问题,是市场和客户对风电复合材料提出的要求,我们必须面对,必须给出切实可行动解决方案。在这方面,叶片原材料供应商大有可为。
 
  现状四:仍存在对材料工艺重视和研究不足的问题,影响了材料的推广,客户体验感不好。因为复合材料既是材料又是结构,不像金属材料只看成一个材料,我们提供的材料都是半成品,是通过叶片厂的加温、加压、固化才得到了最终的强度和磨炼,所以工艺非常重要。很多原材料供应商觉得自己是提供材料的,工艺不在自己,这个观念要破除。既要研究好的材料,又要把好工艺研究好,叶片厂和最终客户一起固化好的工艺。
 
  现状五:复合材料商提供的都是半成品,所以工厂的材料成型、工艺规程也离不开材料的特性,因此研究不同工艺对材料性能的影响,以及推荐最佳的工艺参数也应该是材料供应商的重要工作。现在叶片供应商觉得这应该叶片厂做,叶片厂觉得对材料配方不了解,大家互相推诿,就形成了间隔,现在要联合、要交叉,叶片厂可以做材料工艺,原材料供应商也要往前走一步,把材料工艺研究透。
 
  四、风电复合材料的发展前景与挑战
 
  风电复合材料发展的方向有四个:一降低成本;二是提高效率;三是高性能的复合材料;四是环保绿色。
 
  目前风电复合材料面临的挑战有以下方面:一是如何解决原材料涨价和风机讲价(风火同价)的矛盾;二是海上风电加速发展对风电复合材料提出了高性能、长寿命和耐疲劳等更高的要求;三是随着国家对环境治理力度的不断加大,对环保、绿色概念的风电复合材料的需求不断增加。
 
  1、如何解决原材料涨价和风机降价的矛盾呢?去年环氧树脂原材料涨价,致使环氧关注树脂涨价5-10%,玻纤也在涨价,上涨了3-6%不等。作为复合材料的制造商,应该怎么办?我想原材料作为研发复合材料的厂商应该通过创新,应该给材料改性,降低固化时间等等为最终客户降低成本,虽然涨了单位成本,但客户感觉的综合成本是下降的。
 
  另外,把目光从环氧树脂转向其他地方,寻找可替代环氧树脂的材料,在质量不下降,成本可控制的情况下,可以用其他的替代材料。
 
  2、海上风电的加速要求,海上风电风电发展给碳纤维复合材料的规模应用提供了奇迹,包括碳纤维灌注织物等,但现在碳纤维还是高价的材料,所以我们应该寻找更好的技术,推出低成本碳纤维是必由之路,谁最先退出低成本的碳纤维就会活得更久、活得更好。
 
  另外叶片轻量化的材料将面临重大机遇,如高性能的材料、低密度的材料、吸胶量低的泡沫芯才,例如PET、HPE泡沫等。能缩短生产周期的树脂体系和结构胶将受到关注,因为海上叶片都是大叶片,生产周期非常长,能缩短生产周期的材料将受到关注。另外叶片易清洁、易清洁的面漆也将有内在需求,免维护和长寿命的叶片材料将受到追捧。
 
  3、低风速风机的稳步发展,导致陆上叶片也越来越长,对材料提出了更高的要求。
 
  4、随着在役风机的容量不断扩大,风机叶片现场维修对风电复合材料提出了迫切要求,适合现场快速固化维修用的结构胶,维修后性能要恢复率高,适合现场修补用的高性能前缘保护材料。
 
  5、着眼于风电未来发展,对创新符合材料的需求。首先是新类型性能灌注树脂的创新开发,就是除了环氧树脂之外的其他叶片材料开发。二是高性能天然纤维材料的研发,现在除了碳纤维和玻纤没有其他的天然纤维,我们期待天然纤维可以用到叶片上,做到真正的绿色、环保的叶片三是新概念叶片前缘保护材料的研发,目前前缘材料除了保护涂层等还需要其他新概念、新思路的前沿保护材料,因为这两种材料各有优势,我们能不能发现新的前缘保护材料,寿命更长,工艺更简单,更能满足海上风机叶片的发展要求。四是自修复符合材料的研发。因为叶片越来越大,尤其是海上叶片难以到现场,如果我们的复合材料在出现微小裂纹或者微笑的缺陷有自修复功能,这是很好的。我想在大学已经有一些前期的开发,能不能用产业中,这也是一个方向。

  五、结语
 
  风电复合材料随着风电装机量的不断增加,已经大家了长足的发展,大大促进了整个复合材料的产业壮大和繁荣,2018年风电复合材料行业挑战和机遇并存,符合市场导向的材料将得到关注和应用。

(内容来自现场速记,未经本人审核)

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