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风能是最具成本优势、环保的能源之一,风电是碳纤维复合材料目前最具发展潜力的应用领域之一。
1、碳纤维在叶片上的用量∶
●碳纤维在叶片上的用量∶叶片用量不是完全确定的,一般来说主梁用碳纤维,主梁重量占比1/3。
● 实例∶42米叶片1.5MW-1MW叶片12.8吨,83.5米叶片3.6MW21吨-1MW17.5吨,90米叶片-1MW16.74吨、86.6米2.5MW-1MW16.8吨。
● 综上∶1MW叶片在17吨左右,这种预估情况下,主梁碳纤维用量3吨(60米以上叶片,小叶片不适用)
● 专家计算∶90米叶片6.45MW,主梁3.4吨碳纤维用量
● 目前有的厂家迎风面碳纤维,背风面用玻纤维,玻碳混合情况中占比可以灵活抉择,没有确定占比
●4-6MW(60-90米叶片)碳纤维用量平均在3吨左右。
2、碳纤维在风电叶片中的成本∶
● 复合材料叶片用量占比∶灌注成型叶片中树脂30%碳纤维70%,拉挤成型叶片中树脂25%碳纤维75%
● 玻纤6MW重量 9.8吨-1KW71元,树脂3.1MW重量5.1吨-1KW175
● 陆风1KW2000元左右,海风1KW3548元(其中∶叶片1064,其中碳纤+玻纤+树脂共696 元)
● 材料总成本在叶片中超过85%,增强材料和树脂超过60%(无利润的情况下)
● 新叶片附加成本相对较高∶能达到20%
● 陆风玻纤整机1KW2000元情况下,叶片占30%有600元价值量,其中玻纤维1KW100元,树脂
1KW175元,
● 1KW叶片主梁全部用碳纤维做用3吨
● 碳纤维实际采购价格150元/公斤左右
3、碳纤维产业趋势∶
● 碳纤维在叶片上的使用方式(迎风、背风、玻纤混合)取决于不同工艺方式成本考量、
● 风电叶片在设计上也是百花齐放,所以不确定主流材料是什么
●维斯塔斯专利到期会对碳纤维推广有拉动作用
●拉挤可以充发挥纤维的特性,不会弯曲,不需要模具和辅料,成本和生产效率有所提升,产品一致性稳定性有所提升
4、维斯塔斯碳纤维供给情况∶
● 维斯塔斯15-16年开始拉挤(由光威,江苏澳盛供给)
● 17年光威提供维斯塔斯1600吨,18年供应4500吨,19年供应5000吨左右
● 20年中国碳纤维风电用量2万吨
● 21年世界风电碳纤维用量3万吨,中国用量2万吨
●维斯塔斯18年碳纤维用量2万吨,光威奥胜提供超过1万吨
● 预计维斯塔斯未来业绩的增幅不会像想象那么大
● 未来10MW以上的风电叶片都用碳纤维
● 未来是新玩家拉动碳纤维在风电叶片上的应用
5、风电叶片发展情况∶
● 21年开始许多厂家都在发展超过10MW的海风叶片
● 东方电气∶20年4月20号 ,90米长的10MW叶片,主梁用碳纤维
●东方电气∶21年10月21号,103米长13MW叶片,主梁高模量高比强碳纤维
● 上海电气风电∶ F02,102米11MW海风叶片,主梁碳纤维
● 明阳风电∶99A1叶片,99米11MW海风叶片,主梁碳玻混杂
● 明阳风电∶16MW118米叶片正在研发
● 综上,10MW90米以上风电叶片都用碳纤维(但是80、94米的海风叶片也有全玻纤的)
● 陆风叶片都向7MW方向发展
● 材料使用限制主要是成本考虑,碳纤维能够减重10吨左右(40吨玻纤-30吨碳纤),对主机、塔筒等部件带来利好
6、叶片长度和碳纤维用量关系∶
● 不确定,也可以用全玻纤,碳纤维用量主要取决于叶片设计,要和主机匹配,用玻纤能够满足重量要求也可
● 叶片长度和叶型共同决定MW(80米叶片6-8MW都有可能)
7、国内主机厂拉挤工艺情况∶
● 明阳∶玻碳混杂用拉挤工艺
● 中材科技∶碳纤维用拉挤工艺
● 拉挤工艺未来会在新设计的叶片上大量采用
● 22年低碳纤维价格下来以后,能够获得较大的推广力度
8、维斯塔斯专利到期∶
●彻底打开专利限制不存在,专利没到期的时候已经有人在用了
●专利到期时间22年7月19号
9、主梁叶片占比∶
●主梁占叶片重量的1/3
●主梁由树脂和纤维组成(70%纤维和30%树脂)
●拉挤工艺下,纤维含量75%,树脂25%
10、主机厂能够接受的碳纤维的价格∶
●主机厂越便宜越好,预计碳纤维降低到80元/公斤下游厂商的接受度会比较高
11、碳纤维成本下降渠道∶
● 技术可以实现降本
● 和东丽的差距不在路线上,主要差距就在细节上
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