风电材料大有可为 2025年市场总规模将超过1400亿元

2022-08-28 08:55

  至诚财经APP获悉,华安证券发布研究报告称,双碳背景下风电行业持续高景气,风电材料升级转型加速。风电是我国仅次于煤电和水电的第三大发电来源,也是发展最快的可再生能源之一。而风电产业链相关化工品,包含增强材料、基体树脂、夹芯材料、辅材等,该行认为,这些化工品将充分受益风电行业增长,特别是海上风电带来的叶片大型化趋势、轻量化需求和快速迭代趋势下,有望实现量价齐升。该行测算,2025年风电材料市场总规模将超过1400亿元,较2021年翻倍。

  华安证券主要观点如下:

  双碳背景下风电行业持续高景气,风电材料升级转型加速

  双碳背景下可再生能源发展进入快车道,风电是我国仅次于煤电和水电的第三大发电来源,也是发展最快的可再生能源之一。截至2021年底,中国风电装机规模328GW,占全球比例为39.2%,其中2021年新增47.57GW。根据《“十四五”可再生能源发展规划》,到2025年,可再生能源发电量达到3.3万亿千瓦时,风电发电量较2020年实现翻倍,5年复合增速达到15%。

  随着我国风电产业的蓬勃发展,为风电产业所需的化工产品带来了巨大空间。该行梳理了风电产业链相关化工品,包含增强材料、基体树脂、夹芯材料、辅材等等。该行认为,这些化工品将充分受益风电行业增长,特别是海上风电带来的叶片大型化趋势、轻量化需求和快速迭代趋势下,有望实现量价齐升。经过该行测算,2025年风电材料市场总规模将超过1400亿元,较2021年翻倍。

  叶片:大型化、轻量化、迭代加速趋势显著

  叶片是风机中成本最高的部件,占风机成本的20%甚至以上。叶片中,基体树脂占比约36%,增强材料占比约28%,芯材占比约12%。总体来说,叶片形成三个趋势:大型化、轻量化和迭代加速。随着风电进入平价上网时代,风机招标价格降低,降本最有效的途径就是不断扩大风电机组的单机容量。

  由于风电机组产生的电能与叶片长度的平方成正比,叶片大型化成为必然趋势。长度增加随之而来的是自重增加,带来成本的推升和影响净空,因此叶片材料轻量化迭代也成为产业发展的规律。同时叶片迭代周期在显著加快,从材料的研发到模具的需求都在加速。从叶片行业的角度,重资产及下游高集中度的特点导致行业新进入困难,整体呈现强者恒强态势。

  增强材料:高模玻纤及碳纤维共享风电增长红利

  风电叶片主要构成包括树脂基体、增强材料以及粘接剂、芯材等,其中增强材料主要有玻璃纤维和碳纤维两种。玻纤因为其优异的性能同时兼顾经济性成为目前大型风力发电机叶片材料的首选。同时高模玻纤新型号的出现增加了其未来的发展潜力,高模玻纤拉伸模量等性能能够比肩碳纤维,同时兼有玻纤的成本优势,在风电渗透率提升过程中仍将扮演重要角色。

  当然,当叶片超过一定尺寸后,碳纤维的优势将更加显现,特别是对于追求极致更大叶片的海上风电领域,碳纤维比玻璃纤维在材料用量、劳动力、运输和安装成本方面都有显著降低。另外,随着碳纤维产能产量的不断释放,碳纤维成本将很快能够大规模匹配下游可承受范围。总体该行认为,碳纤维和高模玻纤能够共享风电领域增长红利。

  基体树脂:环氧树脂高性价比为主流,聚氨酯机械性能优异将作为补充,生物基尼龙56因良好的可再生和可回收性是富有前景的新型材料

  目前主要用于生产风电叶片的复合材料中,基体树脂则用于提供韧性与耐久性。环氧树脂由于良好的力学性能、耐化学腐蚀性和尺寸稳定性是最为常见的基体树脂。出于对力学性能和生产效率的更高追求,产业界也在持续研究开发新型树脂体系,最有代表性的有聚氨酯树脂、生物基尼龙56、尼龙66等。

  与传统材料环氧树脂相比,聚氨酯树脂具有更为优异的机械性能和抗疲劳性能,固化更快,生产效率更高,加工性能好,尤其在今年环氧树脂价格上涨以及风电全行业降本增效的背景下,聚氨酯的成本优势也得以凸显。尼龙66具备优异加工性能,生物基尼龙56在此基础上还具有原料可再生、产品可回收、成本可竞争的优势。该行认为环氧树脂长期将是主流的基体树脂材料,聚氨酯树脂在未来将成为环氧树脂体系的补充。同时尼龙66和生物基尼龙56将成为比较富有前景的新型材料。

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