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【行业】风电叶片-风电大型化和降本重要一环(21页)

风电叶片成本结构中,主梁和芯材约占风电叶片原材料成本近 80%。风电叶片的原材料成本占总生产成本的 75%,而原材料成本中占比较大的主要是增强纤维、树脂基体、芯材和结构胶,其中增强纤维和树脂为叶片主梁材料,组合构成纤维增强复合材料。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%。我们认为,材料优化是提升叶片性能、降低成本的主要路径。 玻璃纤维增强复合材料目前仍是风电叶片的主要主梁材料,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。增强纤维的拉伸模量是影响叶片变形的关键因素之一(标准模量是指拉伸模量为 230-265GPa,中等模量是指拉伸模量为 270-315GPa,高模量是指拉伸模量超过 315GPa),因此其模量的增加对叶片刚度的提升意义重大。近十年玻纤企业持续不断的进行技术创新,每一代玻纤的模量都提升了 10%左右,促进了叶片大型化的发展。玻璃纤维经过多年的大规模应用,工艺早已成熟。我们认为短期来看玻璃纤维仍将是主流材料,随着风机大型化趋势推进,叶片尺寸随之增加,其重量也越来越大,碳纤维增强复合材料占比有望提升。 碳纤维价格明显高于玻纤,需求有望保持较快增长。碳纤维织物的价格较高,是玻璃纤维的 10 倍以上,风电用大丝束碳纤维成本为 12 万元/吨(约 1.8 万美元/吨,其他可参考数据区间在 1.4-1.8 万美元/吨),制成织物成本则需 18 万元/吨,是玻纤织物价格的12 倍。当前碳纤维主要用于叶片主梁,即替换原先主梁中的单轴向玻纤布(单轴向玻纤布占叶片成本 14%),替换后可有效减重 20%,但成本上升 82%。全球风电用碳纤维需求量有望保持较快增长。