1、 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 !#$%&(!2022!8 29#!#$%&()*+,-./0 http:/ 2 !#$%&()#$!()*%#$%&(1-+23456)$53/!#$!#$%&(%&()*()*(:;?ABCDDCBEDEDDDF1GHIJDBDKLMMFNOCM1P1111QRSTUVTWXYZSXZZW_11 -abcdefgh ijklm1AniopjqjnA1irstql u v w x y z w|E?B?PBDDDMB !#$%&()*!#$%&()*+,-!,-!././00!123456789:;!1234

2、56789:;!#$%!&(89:;=89:;!#$%!#$%&()*+,-./0123456(78)9:*;456?ABCDEF.G;456=.o&zP.x!d?#$(gab6%&)K()*6&+,%4o6-6.oRBab c/xd)0=)0=%123B)0N45)0qd !#$%&()*+,-./0 http:/ 3 A!B!风电零部件系列专题（四）：风电叶片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风电大型化和降本的重要一环.5 叶片是风电最基础的关键零部件之一，占主机成本比例超 20%.5 叶片技术迭代趋势：力学性能优化、轻量化和降本.6 增强纤维：玻纤目前仍是主流材

3、料，碳纤维需求有望逐步提升.7 碳纤维材料的成本、设计结构和生产工艺等瓶颈有望逐步突破.9 树脂基体：树脂价格呈现高波动性，材料选择将顺应降本趋势.11 芯材：主要材料包括巴沙木、PET、PVC.13 叶片结构：双腹板结构向单腹板转变，分段叶片为研发方向.14 风电叶片上游原材料成本压力有所缓解，下游需求随风电发展持续走高.15 风电叶片市场集中度较高，CR5 占比近 70%.16 风电迈入平价上网阶段，叶片大型化助力风电降本.17 1!表 目 录 表 1:叶片用玻纤的主要型号.7 表 2:风电复合材料叶片成型工艺比较.10 表 3：国内风电用玻纤主要上市公司产能情况.11 表 4：国内风电用

4、碳纤维主要上市公司产能情况.11 表 5：国内环氧树脂主要上市公司产能情况.12 表 6：芯材特点对比.13 表 7：国内主要叶片厂商材料、产品结构设计和工艺技术研发进度.14 表 8：风电叶片主要厂商产能竞争格局（2020 年）.17 表 9：国内风电标杆上网电价（元/kwh）.17!C!A!B!B4.5 FFDFD II4.5 MI9.6 .7 CI“”:.7 N?GPa）.7 OFDFD .8 L”-FDFD .8 EI89.8 BDFDBCKFDFB ,.9 BBFDBCKFDFB ,.9 BFI.9 BMI.10 Bw.12 BC|w.12 BNnq w.13 BO:.14 BLq1

5、.14 BE I,I.16 FD FDBOKFDFB I4.16 FBFDBMKFDFD Iw,.16 FFFDBCKFDFD I,.16 !#$%&()*+,-./0 http:/ 4 FM Iw.17 FFDBE I.17 FCwI4I4.18 FNFDBMKFDBL II.18 FOFDBOKFDFFB 4H!#.19 FLFDBBKFDFD 44#,$%&.19 1 !#$%&()*+,-./0 http:/ 5+,-./0123+,-./01234567+,894567+,89+,:;?ABCD+,:;?ABCD 89E+,FGHIJ-./KCLMN!O?PQR 20%叶片是风电最基

6、础的关键零部件之一，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，杂工况下的高效率发电，风电叶片风电叶片要求外型设计、密度轻、强度高、韧性强，除外形设要求外型设计、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。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，预制后粘接在主梁上；蒙皮形成叶片气动外形用于捕捉风能，通常在

7、形成主梁结构后，上下蒙皮通过前、后缘与主梁结构粘接成为叶片；叶根增强层将主梁上载荷传递到主机处。主梁和芯材是最核心部分，约占风电叶片原材料成本的主梁和芯材是最核心部分，约占风电叶片原材料成本的80%。芯材用于提高叶片的稳定性。主梁材料主要是纤维增强复合材料，纤维增强复合材料是指纤维和基体材料的复合材料，纤维需要具有高模量，以提高叶片的刚度；树脂基体要求缺陷低、成型效率高。目前较小型叶片的复合材料中，纤维采用玻璃纤维，基体材料采用不饱和聚酯树脂，基于在力学性能要求不是太高情况下的成本最小化；较大型叶片的主梁复合材料，纤维采用碳纤维或碳纤维与玻璃纤维的混杂复合材料，基体材料较多采用环氧树脂。B B

8、441 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 风风电主机成本电主机成本结构中结构中，叶，叶片片、齿轮齿轮箱、发电机是成本箱、发电机是成本占比占比最最高高的三种零部件的三种零部件。以电气风电主机成本结构为例，2020 年电气风电主机成本结构中叶片、齿轮箱、发电机占比分别为 23.6%、12.7%和 8.7%。由于叶片占主机的成本比重较高，叶片长度增加将一定程度上推高其自身以及整机的成本。在风机主机的大型化和低成本趋势下，叶片的技术迭代趋势将是更好的力学性能、轻量化和降本。F FFDFDFDFD III4I41 1!资料来源：!#!$%&()信达证券研发中心 23.

9、58%12.66%8.65%6.25%4.74%4.15%3.36%2.39%2.16%1.87%1.12%29.07%叶片齿轮箱发电机铸件变流器偏航变桨轴承钢件电缆偏航变桨驱动主控系统变压器其他 !#$%&()*+,-./0 http:/ 6 风电叶片是风电产业链的关键组成部分，风电叶片产业链主要由上游原材料供应商，中游风电叶片生产商、下游整机厂商和风电场运营等环节构成。生产叶片的主要原材料包括玻纤、碳纤维和芯材等，国内代表企业有澳盛科技、光威复材、上纬新材、康达新材等。风电叶片制造企业可分为两类，一类是以迪皮埃（TPI）为 代表的独立叶片生产企业，中材科技和时代新材均属于此类企业；另一类是

10、以艾尔姆（LM）为代表的风电整机厂配套生产企业。M MI9I91 1!资料来源：信达证券研发中心 89STUVWX7YZ_?!风机大型化趋势下风机大型化趋势下，风电叶片的技术迭代趋势是力学性能优化风电叶片的技术迭代趋势是力学性能优化、轻量化和降本轻量化和降本，实现路实现路径是风电叶片材料径是风电叶片材料、制造工艺和叶片结构的制造工艺和叶片结构的迭代迭代优化优化，其中其中最最为为重要的还是材料端重要的还是材料端的迭的迭代代。风电叶片长度将持续加长，叶片长度增加将一定程度上推高其自身以及整机的成本，同时叶片长度的增加还会导致叶片自重的上升，对叶片力学性能的要求也将持续强化。因此要让通过研制长叶片来

11、提升发电量变得可行，就必须控制好叶片自重，并使之具有更高的强度、刚度等，以确保整机系统的高效率平稳运行。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近 8 80 0%。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

12、料优化是提升叶片性能、降低成本的主要路径。!#$%&()*+,-./0 http:/ 7 1 1!*+,-./012+345#!6789:;?)ABCD=EFGG C CII“”:“”:1 1!*+,-./012+345#!6789:;?)ABCD=EFGabcd7ecfghENijkLlcdmnopqrst 玻璃纤维玻璃纤维增强复合材料目前仍是增强复合材料目前仍是风电风电叶片叶片的主要的主要主梁材料，主梁材料，玻璃纤维玻璃纤维增强复合材料是增强复合材料是指指用玻璃纤维用玻璃纤维作为作为增强增强纤维材料，纤维材料，不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂作为作为基体基体材料

13、材料，也称，也称为玻璃钢，为玻璃钢，强度高、重量轻、强度高、重量轻、耐老化，表面可再缠玻璃纤维及涂环氧树脂。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

14、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。N N?GPaGPa）1 1!*+,-./012+345#!6789:;?)ABCD=EFGG表表1:叶片用玻纤的主要型号叶片用玻纤的主要型号 HIJGKLMNOGGPQRSTUGGVWLMUGGKSXMOWGGGEYZGGG_GGYa02GVbGVbcGVbddGeGfghiGVjkGlbmGPnolbGVlbnoGpjqGrPstttGrPutttGrPvtttGeG*+,-./012+345#!6789:;?)ABCD=EFG碳纤维的密度比玻璃纤维低碳纤

15、维的密度比玻璃纤维低 30%30%-35%35%，应用碳纤维可使叶片减重，应用碳纤维可使叶片减重 20%20%以上以上；碳纤维的拉伸碳纤维的拉伸模量比玻璃纤维高模量比玻璃纤维高 3 3-8 8 倍；碳纤维拥有更强的抗疲劳性能，能够延长叶片的使用寿命。倍；碳纤维拥有更强的抗疲劳性能，能够延长叶片的使用寿命。碳纤维主要有 3K、12K、24K、48K 等规格，其中 1-24K（含）为小丝束产品，主要在航空航天和军品上应用，而 24K 以上为大丝束产品，主要应用于风电叶片和民用产品。2020年国内碳纤维需求量占比前二的领域依次是风电叶片、体育，分别占比40.9%、29.90%，其他领域的需求占比均不

16、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00708090100E(General）OC(High modules）HMG(High)TM+(High)E7(High)S1(Ultra-high)E8(Ultra-high)TM(Ultra-high）E9(Ultra-high)!#$%&()*+,-./0 http:/ 8 O OF FDFDDFD 1 1!资料来源：碳纤维产业“聚”变发展 2020全球碳纤维复合材料市场报告)信达证券研发中心

17、碳纤维价格明显高于玻纤，需求有望保持较快增长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。L L”-”-F FDFDDFD 1 1!*+,-.wxyzD|)ABCD=EFGG E EI89I8

18、91 1!*+,-./012+345#!6789:;?)ABCD=EFG国内主流的碳纤维供应商在十四五期间开始提高碳纤维产能和批量化生产供应，并通过国内主流的碳纤维供应商在十四五期间开始提高碳纤维产能和批量化生产供应，并通过提升技术、改进设备和减少能耗来降低成本。提升技术、改进设备和减少能耗来降低成本。从 2020 年开始，碳纤维产能大幅上升，且2021 年较 2020 年在数量和增幅方面，有较大提升，2020 年碳纤维产能从 2019 年的 2.69万吨提升至 3.62 万吨，2021 年产能增至 6.34 万吨，增幅高达 75.14%。当前叶片上应用的碳纤维多选择 48-50k 的大丝束。

19、随着海上风电市场的不断扩大，碳纤维的应用随着海上风电市场的不断扩大，碳纤维的应用占比有望提升占比有望提升。对于海上大叶片来说，通。对于海上大叶片来说，通常会在其承载的关键部位主梁上应用碳纤维以提高叶片刚度和强度，以减少传递到主机常会在其承载的关键部位主梁上应用碳纤维以提高叶片刚度和强度，以减少传递到主机和塔底的载荷，进而优化整机系统造价来降低度电成本。和塔底的载荷，进而优化整机系统造价来降低度电成本。应用碳纤主梁设计的叶片一般比全玻纤叶片减重 20%-30%，虽然碳纤叶片成本上升，但其带来的传动链上相关部件以及塔筒的优化减重，使得风电机组的整体成本降低 10%以上。29.90%40.90%4.

20、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0400006000080000000玻纤织物碳纤维碳纤维织物 !#$%&()*+,-./0 http:/ 9 BDBDF FDBCDBCK KFDFBFDFB ,1 1!*+,-.wxyzD|)ABCD=EFGG BBBBFDBCFDBCK KFDFBFDFB ,1 1!*+,-.wxyzD|)ABCD=EFGlcdjkO?#uvw=xyz|opqr 碳

21、纤维成本碳纤维成本：叶片材料、结构设计与生产工艺相互配合，使得碳纤维实现低成本应用，同时受益碳纤维国产化推进，碳纤维价格和风电应用成本有望降低。2015 年以前用于风电领域的碳纤维主要采用预浸料或织物的真空导入工艺，部分采用小丝束碳纤维，成本较高，近年来主要采用大丝束碳纤维拉挤梁片，成本有效降低，根源在于 VESTAS 在大梁结构的革命性创新设计才使拉挤梁片的工艺成为可能。这种设计理念把整体化成型的主梁主体受力部分拆分为高效低成本高质量的拉挤梁片标准件，然后把这些标准件一次组装整体成型，其优点为 1)通过拉挤工艺生产方式大大提高了纤维体积含量，降低了主体承载部分的重量；2)通过标准件的生产方式

22、大大提高了生产效率，保证产品性能的一致性和稳定性；3)大大降低了运输成本和最后组装整体成型的生产成本；4)预浸料和织物都有一定的边角废料，拉挤梁片及整体灌注极少。按这种设计和工艺制造的碳纤维主梁，兆瓦级的叶片均可使用。另外，国产碳纤维技术持续突破，有望提高风电领域的产业化应用比例，带动风电用碳纤维成本降低。BFBFII1 1!资料来源：sampe，信达证券研发中心 目前叶片制造工艺中，实现纤维增强复合材料嵌入过程的工艺包括湿法手糊成型、预浸料成型、真空导成型，但在风机市场扩大及风机大型化趋势下，湿法手糊成型、预浸料成型因环境污染、成本等问题较不适于大型叶片，目前主流工艺为真空灌注导入。0123

23、45670.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%200021需求量（万吨）增长率（%）012345670.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%200021产能（万吨）增长率（%）!#$%&()*+,-./0 http:/ 10 表表2:风电复合材料叶片成型工艺比较风电复合材料叶片成型工艺比较 G GG GG G5G)5y“”)1y 9012+HyG673;E-i”967367HIE4”)IG

24、+5G1)HI459012+G+)67HHG5G)y B)-G5)67y yG资料来源：华经产业研究院，信达证券研发中心 碳纤维应用于叶片的设计和工艺壁垒碳纤维应用于叶片的设计和工艺壁垒：目前风电叶片的碳纤维用量中 VESTAS 占较大比重，主要是由于技术专利保护，2002 年 7 月 19 日，VESTAS 分别向中国、丹麦等国家知识产权局、欧洲专利局、世界知识产权局等国际性知识产权局申请了以碳纤维条带为主要材料的风力涡轮叶片的相关专利，专利权利要求包含了制造预先预制的条带的方法和制造风力涡轮机叶片的方法。专利保护期为 20 年。专利保护期期间，国内叶片制造商只能通过自主研发主梁设计结构和生

25、产工艺规避 VESTAS 的专利保护，一定程度上限制了碳纤维材料在国产风电叶片上的应用，随着 VESTAS 专利到期，国内碳纤维风电叶片产业化应用有望加快。风电叶片主梁所用碳纤维存在大克重预浸料、碳纤维织物真空导入、拉挤成型 3 种工艺，2015 年之前全球碳纤维工艺以预浸料和真空灌注为主，而碳纤维价格高使风电叶片采用碳纤比例整体偏低；近年来 Vestas 大丝束碳纤维拉挤梁成为主流。拉挤工艺先将碳纤维制成拉挤板材，叶片制作时在设定位置内把拉挤板材黏贴在蒙皮上制成大梁。其设计理念是把整体化成型的主梁主体受力部分拆分为高效率、高质量、低成本的拉挤梁片标准件，然后把标准件一次组装整体成型。拉挤工艺

26、碳纤维板材体积含量达 69%，明显高于预浸料和真空灌注，纤维含量高使拉挤法碳纤维高强高模轻质效果更好，能应用于刚度要求非常高、主梁疲劳富余量较大的叶片。拉挤成型工艺可以减少工序，相应减少模具的投入。与灌注工艺相比，拉挤的树脂含量更低，可以使叶片重量下降 3%左右。同时挤成型工艺与一般产品的拉挤成型工艺相类似，但也存在不同之处。首先将规定数量的 48K 或 24K 碳纤维安装纱架上，并依次通过浸胶槽、预成型模、成型模具，后引入牵引机和收卷机。BMBMII1 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 玻纤产能玻纤产能：用于风电叶片的是高端玻璃纤维-风电纱，目前上市公司拥

27、有产能的为：中国巨石、中材科技、山东玻纤、长海股份。中国巨石：玻纤产能约 200 万吨，全球第一，全球市占率 23%，国内市占率 34%，在建产能约 46 万吨。中材科技：公司玻纤年产能近 110 !#$%&()*+,-./0 http:/ 11 万吨，全球市占率 11%。山东玻纤：2021 年产能 36 万吨，2022 年设计产能 41 万吨，2025年实现国内产能达到 62 万吨左右。长海股份：2021 年产能 30 万吨，2021 年 5 月公告拟建 60 万吨高性能玻纤产能。表表3：国内风电用玻纤主要上国内风电用玻纤主要上市公司产能情况市公司产能情况 玻纤主要上市公司玻纤主要上市公司

28、产能产能 中国巨石 玻纤产能约 200 万吨，全球第一，全球市占率 23%，国内市占率 34%，在建产能约 46 万吨 中材科技 公司玻纤年产能近 110 万吨，全球市占率 11%山东玻纤 2021 年产能 36 万吨，2022 年设计产能 41 万吨，2025 年实现国内产能达到 62 万吨左右 长海股份 2021 年产能 30 万吨，2021 年 5 月公告拟建 60 万吨高性能玻纤产能 资料来源：相关公司公告，信达证券研发中心 碳纤维碳纤维产能：产能：相关公司包括吉林化纤、上海石化、光威复材、中简科技。吉林化纤：子公司吉林宝旌（49%）可年产 8500 吨大丝束碳纤维，2023 年规划

29、1.2 万吨产能。全资子公司凯美克具有 600 吨小丝束碳纤维产能，当前已投 300 吨，预计 2022 年再投 300 吨。2021 年 9 月，公司投资建设 1 万吨碳纤维、1.2 万吨碳纤维复材项目。光威复材：目前碳纤维产能 3855 吨，另有内蒙古包头在建产能 4000 吨预计 2022 年年中投产。中简科技：目前小丝束碳纤维产能 350 吨，2021 年 8 月定增 20 亿元建设碳纤维，完全投产后公司碳纤维产能可达 1500 吨。上海石化：目前拥有 1500 吨/年碳纤维产能，在建 1.2 万吨/年 48K 大丝束碳纤维项目，未来将以碳纤维产业为转型新引擎，配套聚酯、聚烯烃、弹性体

30、、碳五等一系列下游精细化工新材料。表表4：国内风电用国内风电用碳纤维碳纤维主要上市公司产能情况主要上市公司产能情况 玻纤主要上市公司玻纤主要上市公司 产能产能 吉林化纤 子公司吉林宝旌（49%）可年产 8500 吨大丝束碳纤维，2023 年规划 1.2 万吨产能。全资子公司凯美克具有 600 吨小丝束碳纤维产能，当前已投 300 吨，预计 2022 年再投 300 吨。光威复材 目前碳纤维产能 3855 吨，另有内蒙古包头在建产能 4000 吨预计 2022 年年中投产。中简科技 目前小丝束碳纤维产能 350 吨，2021 年 8 月定增 20 亿元建设碳纤维，完全投产后公司碳纤维产能可达 1

31、500 吨。上海石化 目前拥有 1500 吨/年碳纤维产能，在建 1.2 万吨/年 48K 大丝束碳纤维项目，未来将以碳纤维产业为转型新引擎，配套聚酯、聚烯烃、弹性体、碳五等一系列下游精细化工新材料。资料来源：相关公司公告，信达证券研发中心 G7Ljk?WX 树脂基体材料在复合材料中起着粘结、支持、保护增强材料和传递载荷的作用树脂基体材料在复合材料中起着粘结、支持、保护增强材料和传递载荷的作用，要求缺，要求缺陷低、高效成型，同时成本占比高，成本也是重要考虑方面陷低、高效成型，同时成本占比高，成本也是重要考虑方面。风电叶片主要使用环氧灌注和手糊树脂。灌注树脂应用于叶片主要部件如腹板、主梁及壳体的

32、真空灌注成型；手糊树脂在叶片制造中主要应用于叶片前后缘、腹板粘接区域补强及辅助件的粘接补强，主要成型工艺是手糊成型和手糊袋压工艺。基于行业对叶片提质增效的需求，不仅树脂对纤维织物要有更好的浸润性以提高灌注速度，也要根据升温曲线来减少固化时间。树脂材料价格波动较大，近两年树脂材料价格波动较大，近两年华东市场华东市场树脂材料环氧树脂价格波动范围在树脂材料环氧树脂价格波动范围在1 150元元/吨吨。目前在树脂基体材料方面，环氧树脂是主流，2021 年环氧树脂市场价格受疫情影响走高，2022 年价格有所回落。总体来看包括聚氨酯树脂（6789(:.ab）在内的树脂价格波

33、动范围较大。我们认为未来树脂材料的迭代方向将以高性能为主，同时兼顾环保要求和降本。!#$%&()*+,-./0 http:/ 12 BBww 1 1!*+,-.)ABCD=EFGG BCBC|ww 1 1!*+,-.)ABCD=EFG环氧树脂产能：环氧树脂产能：环氧树脂具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性能和尺寸稳定性，是目前大型风电叶片的首选树脂。平均 1GW 风电装机对应至少 4250 吨环氧树脂。国内上市公司中，具有环氧树脂产品的公司有：中国石化、中化国际、上纬新材、宏昌电子。中国石化：2021 年 2 月，通过对液体环氧树脂生产装置的升级改造，公司液体双酚 A 环氧树脂产能从 2 万吨/年

34、提升到 5 万吨/年。中化国际：公司现有 17 万吨液体环氧树脂，同时该公司于今年 6 月投产 16 万吨液体及 2 万吨固体环氧树脂。上纬新材：2019 年公司在国内风电叶片专用环氧树脂市占率为 13%，现有 17.2 万吨年风电树脂产能，该公司于今年 6 月新增风电树脂产能 2 万吨。宏昌电子：公司现有环氧树脂总产能 15.5 万吨/年，规划拟建设 14 万吨产能。表表5：国内环氧树国内环氧树脂主要上市公司产能情况脂主要上市公司产能情况 玻纤主要上市公司玻纤主要上市公司 产能产能 中国石化 2021 年 2 月，通过对液体环氧树脂生产装置的升级改造，公司液体双酚 A 环氧树脂产能从 2 万

35、吨/年提升到 5 万吨/年。中化国际 公司现有 17 万吨液体环氧树脂，2022 年 6 月投产 16 万吨液体及 2 万吨固体环氧树脂。上纬新材 2019 年公司在国内风电叶片专用环氧树脂市占率为 13%，现有 17.2 万吨年风电树脂产能，新增风电树脂产能 2 万吨于2022 年 6 月建成投产。宏昌电子 公司现有环氧树脂总产能 15.5 万吨/年，规划拟建设 14 万吨产能。资料来源：相关公司公告，信达证券研发中心 聚氨酯聚氨酯材料材料：具有黏度低、灌注和固化速度快等特点，灌注时间比环氧树脂缩短一半，在80的环境条件下固化时间小于 4 小时，成本方面比环氧树脂低 15%-20%，是近几年

36、叶片应用关注度最高树脂材料。由于聚氨酯对水分非常敏感，所以叶片设计时不能使用轻木，叶片生产过程中增强纤维和夹芯材料的烘干以及灌注时对水的控制是聚氨酯批量应用的技术关键所在。DCPDDCPD 树脂树脂：密度是环氧树脂的 90%左右，成本比环氧树脂低了约 30%，是叶片减重、降低成本和提高灌注效率的理想材料。由于 DCPD 存在黏度低灌注流速过快的问题，且缺乏成熟配套材料体系（如纤维、油漆等），因此需要进行配套材料体系开发、工艺实验和结构测试验证，才能保证在风电叶片上更好的推广应用。热塑性树脂热塑性树脂：基于废旧叶片环保回收利用规划，可降解的热塑性树脂或将是未来叶片新材料发展方向。风电叶片基体材料

37、多采用热固性树脂，如环氧树脂、不饱和聚酯树脂等，热固性树脂制成的风电叶片在其退役后材料很难被回收利用，与热固性复合材料相比，热塑性复合材料在满足密度小、强度高、抗冲击性好的前提下，兼具可循环使用、废料可回收、产品可熔融再加工、可焊接等优点。碳纤维增强乙烯基树碳纤维增强乙烯基树脂脂：碳纤维增强乙烯基树脂可降低成本，碳纤维价格昂贵，碳纤维050000000250003000035000400002021/7/292021/8/292021/9/292021/10/292021/11/292021/12/292022/1/292022/2/282022/3/312022/4/3

38、02022/5/312022/6/30050000000250002021/7/292021/8/292021/9/292021/10/292021/11/292021/12/292022/1/292022/2/282022/3/312022/4/302022/5/312022/6/30 !#$%&()*+,-./0 http:/ 13 加环氧树脂的叶片方案大幅增加成本，性价比高的乙烯基树脂来替代环氧树脂，可降低成本。乙烯基树脂的工艺性好，能满足机械力学性能、抗疲劳性、刚度等各项性能指标的设计要求。碳纤维增强乙烯基树脂有效降低成本，也有应用潜力。生物质材料生物质材料：环保

39、性好，目前市场上生物质材料以木质/竹制品为主，生物质风电叶片具有刚度高、稳定性好、低温阻尼好、材料可再生、成本低等优点。从工艺上看，相比碳纤维环氧树脂复合材料，竹材的用量高达 50%-70%，环氧树脂用量少，避免了固化过程的过热反应，材料的收缩小;与玻璃纤维复合材料叶片相比，则减少了加工时间。j7NBjk“”PETPVC 风力发电叶片是大型结构件，风力发电叶片是大型结构件，芯材是叶片的关键增强材料，芯材是叶片的关键增强材料，在叶片的前缘、后缘以及剪在叶片的前缘、后缘以及剪切肋等部位都使用到泡沫作为玻璃钢夹层结构的芯层切肋等部位都使用到泡沫作为玻璃钢夹层结构的芯层，作为夹层结构来提升结构刚度，作

40、为夹层结构来提升结构刚度，防止局部失稳、提高整个叶片的抗载能力防止局部失稳、提高整个叶片的抗载能力。目前用于风力发电叶片芯材的材料主要有巴沙木、聚氯乙烯（PVC）泡沫、聚对苯二甲酸乙二醇酯泡沫（PET）和聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫等，其中质量轻、强度高的 PVC 泡沫由于其行业应用比较成熟，较为广泛。PVC(聚氯乙烯)泡沫是以聚氯乙烯树脂为主体，加入发泡剂及其它添加剂制成的一种泡沫材料。巴沙木生长速度快，木质密度低，每立方米的重量仅为 0.1 吨，被称为“世界上最轻的树”。但在 2019 年至 2020 年，受风电抢装以及新冠肺炎疫情爆发的影响，巴沙木供应较为紧张，2020 年价格曾突破

41、2 万元/立方米，接近于 2019 年的 3 倍。PET 价格也从 2020 年的 4000 元/吨提高至目前的 8000 元/吨以上。表表6：芯材特点对比：芯材特点对比 2+2+G G2+2+G G!#G)$“”%E)&()*967+,2+-./2+)!#0y123456 789:!;:?)ABCDEFCD9GH4yzIB)JKLMNO2PQRS)TUVWXYZ:GVGV 9zH)_Yy)Z:ab cd)VG9efGqj)ghi1:j67Bklmn5o,9f8pqd)VG2+&rstu;9a-vw9&)V 9xyz!#qj 9)|r“4467G资料来源：风电叶片创新进行时，信达证券研发中心

42、G1 1 BNBN nqnq ww 1 1!*+,-.rd)ABCD=EFG01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,0009,00010,0002020-07-302020-09-302020-11-302021-01-312021-03-312021-05-312021-07-312021-09-302021-11-302022-01-312022-03-312022-05-31 !#$%&()*+,-./0 http:/ 14 芯材领域相关公司包括：天晟新材、濮阳惠成。天晟新材产能：公司硬质发泡材料设计产能高达 4 万立方。濮阳惠成产能：公司顺酐酸酐衍生

43、物作为原料合成的环烷酸酯类增塑剂和聚酯增塑剂具有良的耐化学品抽出性能以及环保无毒等特征，与 PVC 有很好的相容性。89vw7vwL89 风电叶片结构中主梁位置的双腹板结构设计近年来改为单腹板设计。同时随着风机大功率化的趋势，风机制造对于叶片长度的要求也越来越高。为提高运输及制造效率，叶片制造企业在尝试研制分段叶片，分段式叶片增加了叶片段之间的连接环节，这不仅影响叶片本身的制造工艺、结构强度及屈曲稳定性，同时也可能对风电机组的性能和设计要求产生影响，例如载荷、自振频率及塔尖间隙等，目前分段叶片的连接主要有两种方式：一是机械连接，通过法兰和螺杆连接分段，缺点是会增加重量和成本，叶片质量会在连接处

44、发生突变二是粘接胶连接，这种方式仍有待解决现场定位夹紧、快速固化等方面的问题。BOBO:1 1!*+,-./j#!67=?)ABCD=EFG国内厂商持续推进叶片技术迭代。明阳智能通过改变碳纱和玻纤的比例，可以实现模量由 46GPa-120GPa 线性变化，为设计、优化、减重、降本等提供了可能，解决了目前纯玻纤模量不能满足大叶片设计需求的限制，也绕开了碳纤维成本太高的瓶颈；时代新材突破了碳纤维拉挤板、玻璃纤维拉挤板、PET 夹心材料等应用关键技术，实现叶片低成本轻量化设计；中材科技重点突破分段技术等研究项目。表表7：国内主要叶：国内主要叶片厂商片厂商材料、产品结构设计和工艺材料、产品结构设计和工

45、艺技术技术研发研发进度进度 G Gi:;i:;G G6767G G55G GGh.670“;h12+”)3n2+9)2+)c&hi9)r“_ vmnostm)-Zr67.A#49)#HIj67B9,-G-”HI)67W&67HI9=0D=967G)_b 67G !#$%&()*+,-./0 http:/ 15)hi467P92H)i93 stso=;9GbPonsvs5)“;Goo_ Bi167G97B)Gqm B)y)&Y679HIJGR2G3#=!)2+3#!67E9|:;)&67HI9zGGihiV+F2+:;vw)_673v55Fvw_)y3”z_ VbVnoGnGn_n_tn_s 6

46、7=VbVn_vn_n_ 67=)67&s_ VB967):;$6 VbVo 67)67&R2 us V9 tc67GE2GG%#!67vwv”:;#!67DGPd_&0=9hi8467)“;fghi1=9hi0)yHG*+,-.v)ABCD=EFG+,89)jkO?YoLmn+,-叶片主要由复合材料组成，其原材料费用占比高达 75%主要包括环氧树脂、玻纤、碳纤维、夹芯材料等，目前 80-90 米长的叶片玻璃纤维用量在 25-40 吨，在风机大型化轻量化背景下，碳纤维在原材料中占比有望继续提升。疫情影响逐渐驱散，原材料价格压力趋缓。2020 年受疫情及供需影响，环氧树脂价格从原先 1.6 万-

47、1.8 万元/吨持续走高，2021 年 4 月攀升至 4 万元/吨，疫情趋缓后价格逐渐回落至 1.8 万元/吨，在此过程中，叶片企业加快聚氨酯树脂替代；夹芯材料方面，巴沙木是理想的夹芯材料材，但作为天然材料且产地较为局限，生产供应产业链长，任何环节出问题都会影响供应。2019 2020 年，同受风电“抢装”以及新冠肺炎疫情爆发的影响，巴沙木供应紧张，价格在 2020 年曾突破 2 万元/立方米，PET 逐渐作为重要芯材替代巴沙木。风电叶片上游主要可选原材料较多，通过各种材料之间的替代关系一定程度上缓解了通胀压力。)9:*;o?$)9:*;o?$6&?)H26F6&?)H26FAIBAIBxGx

48、Gdd C=k)*DMEo F66oEoFd CG C)9:*:*?HF6HF6HF6FIFI JKxd CL6o)*MNEO?H PQR6-C6o)*MNE.G,ScTF6 C6oMNE PQR LDMMNEJUk6 GCHPQR6 CGCVWXYHFHd CZk)*_6 k)*Eoa=k)*CbcdE786 C=k)*6oE PQR6 eo F6 CG C=k)*6oE VWXY Fd !#$%&()*+,-./0 http:/ 16 BEBE I,I,II1 1!*+,-.LTU)ABCD=EFGG FDFD F FDBODBOK KFDFBFDFB I4I4 1 1*+,-GrLTU)

49、jr)EY-ABCD=EFGf CZ6)*&ghiAIjUod C6)*dEklF6)*ghimPo?G nopq6e Co?F CAIM r6-Ceo?Fd.Ys45;)F6t)*ughc/Bo?6ev)*wxkNB)yNjzc6)*&?)|G)*vS;.,-6)*&.ghAIic/jUxd FBFBFDBMFDBMK KFDFDFDFD I Iw,w,1 1!*+,-.EyzD|)ABCD=EFGG FFFFFDBCFDBCK KFDFDFDFD II,1 1G*+,-GwxyzD|ABCD=EFG+,89LCR5 MP 70%)*&ghu6&gh VY 6G C 6ghPG6gH?a6v

50、6a6B6)*6*qd6 Ca “”6v6a 6B 6L.gh“”jz6 Ca*L“4d0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,00090,000200202021发电量发电量:风电占比0%50%100%150%200%0000040000200202021海上风电累计装机容量陆上风电累计装机容量海上风电装机容量增速（%）陆上风电装机容量增速（%）00500600-100.00%-50.00%0.00%50.00%1

51、00.00%150.00%200.00%2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020市场规模（亿元）增长率（%）05000000025000-60.00%-40.00%-20.00%0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%200182019 2020E总需求量（套）增长率（%）!#$%&()*+,-./0 http:/ 17 FMFM Iw Iw1 1!*+,-.wxyzD|)ABCD=EFGG FFF FDBEDBE I I1 1!*+,-GwxyzD|ABCD=EFGghghaNBNv6a?aN

52、BNv6a?gHgH6ev)u 6ev)u 1236L&1236L&dda?&.6 C)*&gh.g dbdE786 C)*&y:G6&(6R)*&Y HF Pr6efY66a&Nv6aN*-&N&qCY rd表表8：风电叶片主要厂商产能竞争格局（：风电叶片主要厂商产能竞争格局（2020年）年）zzG GyOyOG Gy1y1G GE2GtttG!#$%&)()*+,-(#9./012344#!67y1GR2G5utttG6.789:;15y1G67GuttG?9*A67)6BCEg#DE81F09.7+,GHI;5#!67y1GE0JGsttGE0JKEYL2?M9EY012+?)6NOP!

53、QRSTUVW567y1 XYGvtttG68ZWU011#$Z#!67y1G_67GottG_67&_*A)La(bcg_67y1*+,-.1de#=!)ABCD=EFG+,)L89:;?为促进风电产业由政策驱动发展转为市场驱动，风电电价经历了标杆电价阶段、竞价阶段、指导电价阶段及目前的平价上网阶段。自 2020 年陆风国家退补以来，我国陆上风电逐步进入了平价阶段，海上风电平价也于 2021 年 1 月 1 日开启。随着风力发电平均上网电价和)*x，或将倒逼风电整机厂商及上游零部件公司降本来维持利润空间。成本降低的最有效手段即不断扩大风电机组的单机容量，因此，我们认为平价时代机组大型化和零部

54、件大尺寸化是未来风电发展的趋势。表表9：国内风电标杆上网电价（元：国内风电标杆上网电价（元/kwh）fghG0G8#!GZ8#!GG Gd iGdd iGddd iGdq iGjZGkloG=xymsttnot oGstt_nstov pq!xGtoGtvGt_GtoGG=xymstovnutt_ oGsto pq!xGtvGtsGtGtoGG GG G60%62%65%65%65%68%68%19%20%22%23%25%27%30%25%0%10%20%30%40%50%60%70%2000192020CR5占比（%）中材科技市场占有率（%）30

55、%20%15%35.00%中材科技时代新材中复连众其他 !#$%&()*+,-./0 http:/ 18=xymstonoso oGstovnsto pq!xGG G Gt_GtG=xymstonss oGstonsto pq!xGtvGtGtvGtGG GG G=xymstonss oGsto_ pq!xGtvGtvGtvGtGt_GtG=xymston_s oGsto rxGtuvGtuGtvuGtsGt_G8rxGstst rxGtsGtuvGtu_GtvGtGG G/vsd#!tuvwx8v9x?Gstso G#!x8GnG-/Y=yzv stso-8!xfgv9x?Gstss G#!

56、x8Gx8)1Cvw|YvG资料来源：北极星风力发电网，信达证券研发中心 FCFCwI4I4wI4I41 1!*+,-.|#)ABCD=EFGG FNFNFDBMFDBMK KFDBLFDBL IIII 1 1!*+,-GrLTUABCD=EFG我国风机大型化趋势加速，风机平均风轮直径同我国风机大型化趋势加速，风机平均风轮直径同步增长。步增长。风机大型化方面，2011-2021 年陆风新增装机平均单机容量 CAGR 达 7.53%，2021 年新增平均单机容量为 3.1MW，具有明显加速趋势；2011-2021 年海风新增装机平均单机容量 CAGR 为 7.57%，2021 年新增平均单机容量

57、为 5.6MW。同时，金风科技作为风电产品的龙头企业，风电产品销售大型化趋势明显加快。据金风科技一季度业绩报告，公司 3/4S 及以上销售占比自 2018年起逐年增加，至 2021 年占比达 60.76%，2022 年一季度 3/4S 产品销售占比为 55.2%，同比提升 145.2%。风机叶片方面，据中国可再生能源学会风能专业委员会（CWEA）统计，2010 年，我国新增风电机组的平均风轮直径为 78 米，2020 年达到 136 米。20102015 年，我国新增风电机组平均风轮直径年均增长 4.5 米，20162020 年则年均增长 7.8 米。目前，我国最长陆上风电叶片达到 91 米，

58、相当于 30 层楼的高度；最长海上风电叶片为 103 米，接近于 4 个标准篮球场的长度。在风机大型化趋势下，在风机大型化趋势下，叶叶片的大型化片的大型化是是增强风电机组捕风能力以及降低风电项目成本的增强风电机组捕风能力以及降低风电项目成本的主要途径之一。主要途径之一。根据理论发电量计算公式，风电机组产生的电能与叶片长度的平方成正比，增加叶片长度可以带来较为可观的发电量提升。而大容量机组搭配长叶片，能够减少同等装机规模项目所用的机组数量，相应降低机组及其施工安装等方面的投入。30800002500300035002021-01

59、2021-03 2021-06 2021-09 2021-12 2022-03月度公开投标均价（元/KW）480.00500.00520.00540.00560.00580.00600.00620.002001620172018平均上网电价:风电 !#$%&()*+,-./0 http:/ 19 FOFOF FDBODBOK KFDFFBFDFFB 4H!#4H!#1 1!*+,-.|#)ABCD=EFGG FLFLF FDBBDBBK KFDFDFDFD 44#,$%&44#,$%&1 1G*+,-GjrABCD=EFG?AB=?AB)*+)*+,-./01234536

60、7+!89#:;?ABC+DEFGHIJKLM+NOPQRSTJKLU(CDEFG&HCDEFG&H G GG GG GG GYGSGouootsuvGWTLXXQRLTUNRRSGw1GGoto_tu_GRWQTLTWQTRLTUNRRSGw1GGo_ttvotGXQLRWQTRLTUNRRSGw1G“GoutotvuuGL”LXTRLTUNRRSGw1GGo_oG”XXWSXRLTUNRRSGw1GGo_uvt_stoGQLRWSTRLTUNRRSGw1GGototossGTMSTRLTUNRRSGw1GGouusvtGWTLLQRLTUNRRSGwCGGouo_tust_GTLTRLTU

61、NRRSGwCG YGo_ttv_sGXXSRLTUNRRSGwCGYGoo_u_u_uGXSQTRWQTRLTUNRRSGwCGGouosso_G”LMXS”LTRLTUNRRSGwCGGo_tsouGWXSRLTUNRRSGwCGGousvv_vGULLTLSRLTUNRRSGwCGCGo_sooo_uGTQLRLTUNRRSGwCG-Go_ou_ssuGXLSRLTUNRRSGwCGGots_sG”LLTWQRLTUNRRSGwCGGo_ot_s_GNXTOSTRLTUNRRSGwCGGotGL”LRLTUNRRSGwCGGoso_t_GNWLLTLQRLTUNRRSGw9GGouut_

62、utstGT”LXTRLTUNRRSGw9GGo_GRWQTRWQTuRLTUNRRSGw9GGos_so_tGTXQLRLTUNRRSGw9GGousttttG”LXXTRLTUNRRSGw9GGouvv_to_GWXLQLTRLTUNRRSGw9GGoutvstvGWQTLTLTRLTUNRRS!IJKLMIJKLM)()*+*:#,&-:;./0+123eab456=9417.ab989:;ab:;s?AB9CDsEFGHIJK3()L()MNOMeIPQRSTU:;2VWIPL2XYZ*:11_9()3:;a+IP%+bcde1NOLMNOLM|Hx841mewe()OHx17g“e-

63、ab9”2()ghHxeHxed()IJG-GPVWIPf 1()?()Qe1()q-abg-.o1-ab-aM-.QRe()MaG,()$K3IP1()Mab+4G,49KD1 !#$%&()*+,-./0 http:/ 21,ab+4Np%N-ae.1+”6Q1IP:;1-abK()MaG,&VW()1/-abKe1.Z-1()-.+MNOa7Z24v1eHx4Gm-+eHx()Za+vq-1eyae()M4G3Ga,17p+K+ab+4!+2K!e1.-1-ab+dG49e(),ghM8ab78179gh.+489mume1()-abMee-ab1Z42?ZGloGG+()Z*:e-ab

64、?4Hx()1n|4E/8)1-ab/8Z)Ze()-ab()4Hx4ve1-ab1+()1M!&%#,)Zn+e-ab_-$%&W)Ze1PQRMPQRM1 !STU!STU abwq&(.we4.8ab).*1).+,ev4-:.JU/abw012374586e1()MOab&.Me JzMe4!14()-.a8EF1724Gm-17G9GmG856y99:ae.Z-1-abZ2”()Z#MZ,;Z)Z148e1投资建议的比较标准投资建议的比较标准 股票投资评级股票投资评级 行业投资评级行业投资评级()Q=.MDD e(cc?Q FD?L(ABAB89CDQL(cc?Q CEFDL(89QL(eeccQ.FCGbL(AHAH89IQe(JKJKccIQ C?e(