风电零部件系列专题(四)：风电叶片—风电大型化和降本的重要一环-信达证券.pdf

风电零部件系列专题（四）：风电叶片—风电大型化和降本的重要一环 [Table_Industry] !“#$%?@ABCDDCBEDEDDDF1 GHIJ@DBDKLMMFNOCM1 P1111Q@RSTUVTWXYZS[\X]Z^ZW_1 1 -‘abcdefgh ijklm1AniopjqjnA1ir^stql uvwxyz{w|}~E? B? P@BDDDMB “#$% [Table_ReportDate] !“!!#$%!! “#$% 456?@ABCDEF.G;456= ß . o ?@ABCD 89E+,FGH@IJ-./KCLMN!O?PQR20% 叶片是风电最基础的关键零部件之一，是影响风力发电效率的关键因素之一，为满足复 杂工况下的高效率发电，风电叶片要求外型设计、密度轻、强度高、韧性强，除外形设 计以外的力学性能要求都直接与风电叶片的结构和材料有关。风电叶片结构包括主梁系 统、上下蒙皮、叶根增强层等：主梁系统包括主梁与腹板，主梁负责主要承载，提供叶片 刚度即抗弯和抗扭能。腹板负责支撑截面结构，预 接 主梁上 蒙皮形 叶片 外形 风能， 形 主梁结构 ，上下蒙皮 、 与主梁结构 接 为 叶片 叶根增强层 主梁上载 主 。 主梁和 材是最 部 ， 风电叶片 材料 的80%。 材 提高叶片的 ¡ 性。主梁材料主要是¢£增强复⁄材料，¢£增强复⁄材料是¥¢£和基ƒ材料的复⁄ 材料，¢£§要currency1有高 “，以提高叶片的刚度 «‹基ƒ要求›fifl、 型效率高。 –†型叶片的复⁄材料‡，¢£· ¶¢£，基ƒ材料· •‚和„”«‹，基 力学性能要求•是»高…况下的 最†‰ – 型叶片的主梁复⁄材料，¢£· ¿ ¢£ ¿¢£与 ¶¢£的`杂复⁄材料，基ƒ材料–´· ˆ˜«‹。 B@ 4 1 ! 资料来源: 《复合材料在大型风电叶片上的应用与发展》,信达证券研发中心 风电主 结构‡，叶片、¯˘˙、发电 是 ¨最高的 ˚零部件。以电 风 电主 结构为¸，2020 电 风电主 结构‡叶片、¯˘˙、发电 ¨ ˝ 为23.6%、12.7%和8.7%。˛ 叶片 主 的 ¨ˇ–高，叶片—度增 一¡ 度 上 高 以 的 。 风 主 的 型‰和fl 下，叶片的 是 的力学性能、轻“‰和Æ 。 F@FDFD I I4 1 ! 资料来源：!“#!$%?)@ABCD =EFG G C@ I : 1 ! *+,-./012+345#!6789:;?)@ABC D=EFG abcd7ecfghENijkLlcdmnopqrst ¶¢£增强复⁄材料 仍是风电叶片的主要主梁材料， ¶¢£增强复⁄材料是¥ ¶¢£作为增强¢£材料，•‚和„”、ˆ˜«‹与酚醛«‹作为基ƒ材料，也称 为 ¶钢，强度高、ˇ“轻、耐老‰，æ面 再缠 ¶¢£ 涂ˆ˜«‹。 ¶¢£ 仍是主流增强材料，根据‡ 巨石公开披露，公司 ¢ 品 有20% 风电叶片。增 强¢£的 “是影响叶片变形的关键因素之一（ “是¥ “为230 265 P ，‡等 “是¥ “为270 315 P ，高 “是¥ “ 315 P ），因 此 “的增 对叶片刚度的提升 ˇ 。近 ¢ ª持续• 的 行 ø， 一 ¢的 “都提升 10% 叶片 型‰的发 。 ¶¢£ ´ 的 ，工艺 。我们认为 来看 ¶¢£仍 是主流材料， 风 型‰ ，叶片 之增 ， ˇ“也 来 ，¿¢£增强复⁄材料 ¨有¡提升。 N@ ? — ）1 ! *+,-./012+345#!6789:;?)@ABCD =EFG G ¶1: 叶片•玻纤的主要型‚ HIJG KLMNOGG PQRSTUGGVWLMUGG KSXMOWGGG EYZ[G\]G \^G \_G \‘G Ya02GVbG VbcG VbddG eG fghiGVjkG lbmG PnolbG VlbnoG pjqG rPstttG rPutttGrPvtttG eG *+,-./012+345#!6789:;?)@ABC D=EFG ¿¢£的密度¨ ¶¢£fl30% 35%， ¿¢£ 使叶片¢ˇ20%以上 ¿¢£的 “¨ ¶¢£高3 8£ ¿¢£⁄有 强的抗¥ƒ性能，能§currency1—叶片的使 “。 ¿¢£主要有 3«、12«、2‹«、‹8« 等 ›， ‡ 1 2‹«（fi）为†fl 品，主要 – †–‡和·品上 ，而 2‹« 以上为 fl 品，主要 风电叶片和 品。 2020 ¿¢£§求“ ¨ ¶的•‚„”是风电叶片、ƒ»， ˝ ¨‹0…9%、29…90%， 他•‚的§求 ¨均•足10%。 75.00% 2.10% 7.20% 13.20% 2.50% 原材料销售成本研发成本制造费用其他成本 21% 33% 25% 8% 6% 7% 增强纤维树脂芯材结构胶金属及配件其他 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 E( G e n e r a l ） OC ( H i g h m o d u l e s ） HM G ( Hi g h ) TM + ( H i g h ) E7 ( H i g h ) S1 ( U l t r a - h i g h ) E8 ( U l t r a - h i g h ) TM Ⅱ (U l t ra - hi gh ） E9 ( U l t r a - h i g h ) !“#$%?)@ABC D=EFG 主流的¿¢£供 Ł 开 提高¿¢£ 能和 “‰Ø 供 ，并 提升 、 设 和¢ 能 来Æfl 。Æ2020 开 ，¿¢£ 能 上升，ª 2021 –2020 ˚“和增 面，有– 提升，2020 ¿¢£ 能Æ2019 的2…69 ˆ˘提升 3…62ˆ˘，2021 能增 6…3‹ˆ˘，增 高ß75…1‹%。˛ 叶片上 的¿¢£´ ‹8 50Ł的 fl 。 Ø上风电Œº的• º ，¿¢£的 ¨有¡提升。对 Ø上 叶片来 ， 会 承载的关键部 主梁上 ¿¢£以提高叶片刚度和强度，以¢ 主 和 的载 ， 而优‰ 系统 ‰来Æfl度电 。 ¿¢主梁设计的叶片一 ¨ ¢叶片¢ˇ20% 30%，æ ¿¢叶片 上升， 来的 上 关部件以 ı的优‰¢ˇ，使得风电 的 ƒ Æfl10%以上。 29.90% 40.90% 4.50% 3.50% 4.10% 3.50% 6.10% 2.50% 1.50% 体育风电叶片建筑补强混配模成型压力容器航空航天碳碳复材电子电器其他 15000 120000 180000 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 200000 玻纤织物碳纤维碳纤维织物 !“#$%§currency1E “«‹›fi fl¡¢ i – †‡·fl fl¶•‚„”9»… ‰» 6 7…¿ `´ˆ˜367HIE¯˘4 ˘˙¨ ˚¸ )I ˝˛ˇ—‚ `´G ‡+ 5}~G 1£ ) HI459 012+ G ‡+ ) 67H ¡¢ Æ H ª G Ł ØŒ 5}~G º } æ )}~ }~ )y “ ıB) › }G 5) ˆłøˇ— 67y œß y ‚ G 资料来源：华经产业研究院，信达证券研发中心 ¿¢£ 叶片的设计和工艺壁垒： 风电叶片的¿¢£ “‡VESTAS – ¨ ˇ，主要是˛ 专利保护，2002 7月19日，VESTAS ˝ ‡ 、丹麦等 家 知识 权局、欧洲专利局、世界知识 权局等 际性知识 权局申请 以¿¢£条 为 主要材料的风力涡˘叶片的 关专利，专利权利要求包fi 预 预 的条 的 法 和 风力涡˘ 叶片的 法。专利保护 为20 。专利保护 ， 叶片 Ł 只能 主研发主梁设计结构和Ø 工艺 避VESTAS的专利保护，一¡ 度上限 ¿¢£材料 风电叶片上的 ， VESTAS专利 ， ¿¢£风电叶片 ª‰ 有¡ 。 风电叶片主梁所 ¿¢£存 克ˇ预ø料、¿¢£`´œ†导ß、 型3˚工艺， 2015 之 ¿¢£工艺以预ø料和œ†灌注为主，而¿¢£‰›高使风电叶片· ¿¢¨¸ ƒ偏fl 近 来Vest sfl ¿¢£ 梁 为主流。 工艺 ¿¢£ 板材，叶片 作时 设¡ 置 把 板材黏贴 蒙皮上 梁。 设计理 念是把 ƒ‰ 型的主梁主ƒ 力部 拆 为高效率、高质“、fl 的 梁片 件， 把 件一” 装 ƒ 型。 工艺¿¢£板材ƒ积fi“ß69%， ¿高 预 ø料和œ†灌注，¢£fi“高使 法¿¢£高强高 轻质效果 ，能 刚度要 求非 高、主梁¥ƒ富余“– 的叶片。 型工艺 以¢ 工序， ¢ currency1的投ß。与灌注工艺 ¨， 的«‹fi“ fl， 以使叶片ˇ“下Æ3% 。同时 型工艺与一 品的 型工艺 似， 也存 •同之 。首 ¡˚“的‹8« 2‹«¿¢£安装纱架上，并„” ø胶 槽、预 型 、 型 currency1， 引ß牵引 和收卷 。 BM@ I ‚ ‰»… ¿ 1 ! 资料来源：《国产碳纤维在风电叶片主梁上的应用研究》，信达证券研发中心 ¢ 能： 风电叶片的是高端 ¶¢£ 风电纱， 上Œ公司⁄有 能的为：‡ 巨石、‡材ı 、山东 ¢、—Ø股份。‡ 巨石： ¢ 能 200ˆ˘， 第一， Œ 率23%， Œ 率3‹%， 建 能 ‹6ˆ˘。‡材ı ：公司 ¢ 能近110 !“#$%:“?æ)@AB CD EFCD9£ GH4yzIB) JKLMN O2P⁄QR S)TU˝V« ` WXYZ:´G [\VG [\V\ ]9}z H )^_‹‘¶•Yy )Z:a˘ıb´cd)[\VG9ef£ G[qj) ghi1:j67…Bklmn5o,9f 8p `´qd)[\VG2+9´a- vw9G 67G 5}~G ’ G h .670 ; h 12+ ‘ )3’ß n 2+ 9 )2+£ ˘ ) c9GbˆP\o]nsvs 5) ;‘Goo_˜B i 167´G 9¯7˘B)˙¨ ‘G qm ˚B) łø Œ y¸ )‚5 #!67 y 1G E0 JG s ttG E0 JK\ EYL2?@M 9EY012+ ?@)‹6˘ NO P !“ QR ST UV W ‚5 67 y 1 XY G vtttG 6˘8Z [W\ U] 01^1 #$Z ]‚#!67 y 1G _’67G o ttG _’67? 为 风电 ª˛政策驱 发 为Œº驱 ，风电电‰ 历 杆电‰阶段、竞‰阶 段、¥导电‰阶段 的平‰上网阶段。 2020 陆风 家 以来，我 陆上风电 逐步 ß 平‰阶段，Ø上风电平‰也 2021 1月1日开启。 风力发电平均上 网电‰和)* ¶ –†x‡—， 倒逼风电 ŒŁ 上 零部件公司Æ 来£持 利£† 。 Æfl的最有效手段即• º 风电 的 容“，因此，我们认为平‰ 时 型‰和零部件 ‰是 来风电发 的 。 ¶9：»…风电˝˛ ‡电价（ˇ/kwh） fgh G 0⁄ G 8#!G Z8#!GGG diG ddiGdddiG dqiG jZG kloG = xymstt‘no‘t]oG stt‘¶_nstov´pq!xGt¶ oGt¶ vG t¶ _G t¶]oG G = xymstovnutt_oG sto ´pq!xG t¶v‘Gt¶ sG t¶ ]G t¶]oG GG GG 60% 62% 65%65%65% 68%68% 19%20% 22% 23% 25% 27%30% 25% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 20132014201520162017201820192020 CR5占比（%） 材 占 率（%） 30% 20% 15% 35.00% 中材科技时代新材中复连众其他 !“#$%|}Hx˛8 4~ Æ 1 « ] m e ˙w e () ªO Hx17 g e-‘ab 9 2 () gh„ HxeHx¥ ed ()„IJG -GP VWIP„f ¡1« ()„ ¢ƒ£? 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