聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、碳纖維等新興葉片材料不斷涌現(xiàn)，風機葉片材料的創(chuàng)新進程明顯提速。
近日，葉片生產商株洲時代新材料科技股份有限公司（以下簡稱“時代新材”）與材料供應商科思創(chuàng)宣布，合作的第1000支聚氨酯樹脂風機葉片已正式下線，開創(chuàng)聚氨酯樹脂葉片批量化生產的先河。
近年來，我國風電產業(yè)呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢，更輕、更大、更加可持續(xù)已成為風機葉片生產的主要發(fā)展方向，除了聚氨酯樹脂外，聚酯樹脂、碳纖維等新興葉片材料更是不斷涌現(xiàn)，風機葉片材料的創(chuàng)新進程已明顯提速。
聚氨酯樹脂葉片滲透率提高
據了解，通常情況下，風機葉片主要由樹脂、增強纖維以及芯材等材料組成。目前，風機葉片生產工藝使用的樹脂以環(huán)氧樹脂為主，考慮到樹脂成本、制造效率、循環(huán)使用等因素，風機葉片生產商也在積極尋求其他解決方案。其中，聚氨酯樹脂材料與傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂材料相比，具有更易固化、更高耐久性等優(yōu)勢，被業(yè)界視作新一代具有潛力的風機葉片樹脂材料。
“聚氨酯樹脂是一種高性能的高分子材料。一方面，聚氨酯樹脂韌性、抗疲勞性能都相對較好，符合風機葉片的要求；另一方面，與環(huán)氧樹脂相比，聚氨酯樹脂成本也具備一定優(yōu)勢，性價比相對更高。”時代新材風電產品事業(yè)部研發(fā)總監(jiān)馮學斌在接受記者采訪時表示。
與此同時，科思創(chuàng)在其產品介紹中也指出，聚氨酯樹脂風機葉片具有更佳的機械性能，生產速度更快，已具有一定的市場競爭力，在風機葉片市場中的滲透率也開始提升。
截至目前，時代新材已經制造了多種型號的聚氨酯樹脂風機葉片，長度從59.5米到94米不等，葉片設計和鋪層結構也有所不同，其中，94米的葉片已可應用于單機功率為8兆瓦的風機。據了解，聚氨酯樹脂葉片已進入商業(yè)化應用階段，在全國多個風電場投入使用。
葉片材料創(chuàng)新明顯提速
實際上，除了聚氨酯樹脂外，近年來，國內外針對風機葉片原材料的其他創(chuàng)新研究也在不斷涌現(xiàn)。丹麥風機葉片生產商LM的主打產品便是以聚酯樹脂與玻璃纖維為主體材料。據該公司網站信息，經過多次設計改良優(yōu)化，該公司的聚酯樹脂風機葉片多次刷新全球最長風機葉片紀錄。
以碳纖維作為玻璃纖維的替代新材料則更加受到關注。在風機葉片輕量化的要求下，碳纖維以其高強度材料性能獲得了行業(yè)青睞。就在今年，國內廠商中，金風科技、運達股份、明陽智能等主流風機制造商推出的風機都采用了以碳纖維為增強纖維的葉片。
馮學斌告訴記者，目前，風機葉片材料創(chuàng)新發(fā)展主要集中在三個方向，一是在風電平價的壓力下，葉片生產存在更高的成本控制要求，因此需要尋找性價比更高的葉片材料。二是葉片需要進一步適應風電開發(fā)環(huán)境，例如海上風電的大規(guī)模開發(fā)將推動碳纖維等高性能材料在葉片領域的應用。三是解決葉片的環(huán)保訴求，風機葉片復合材料的回收一直以來都是行業(yè)關注的難點問題，為此，行業(yè)也在尋求可回收、可持續(xù)的材料體系。
新材料或成風電降本利器
值得注意的是，多位業(yè)內人士向記者表示，在當前風電整機價格快速下降的情況下，風機葉片行業(yè)面臨著較大的降本壓力，因此，葉片材料的創(chuàng)新將成為推動風電降本的一大利器。
行業(yè)研究機構信達證券在其研報中指出，風機葉片成本結構中，原材料成本占總生產成本的75%，而在原材料中，增強纖維和樹脂基體成本占比分別達到21%和33%，是風機葉片原材料成本的主要部分。同時，業(yè)內人士也告訴記者，葉片在風機成本中占比約為25%，葉片材料的降本將在很大程度上推動風機制造成本的下降。
信達證券進一步指出，風機大型化趨勢下，力學性能優(yōu)化、輕量化和降本正是目前風機葉片技術的迭代趨勢，其實現(xiàn)路徑必將是風機葉片材料、制造工藝和葉片結構的迭代優(yōu)化，其中最為重要的還是材料端的迭代。
“對于平價目標，葉片材料的創(chuàng)新將從以下三個方面推動行業(yè)降本。一是葉片材料本身成本的下降，二是葉片輕量化將推動風機載荷的降低，進而降低制造成本，三是風機葉片需要更高性能的材料以適應風機大型化趨勢，從而實現(xiàn)度電成本的下降。”馮學斌表示。
