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1、 風電零部件系列專題（四）：風電葉片風電大型化和降本的重要一環 !#$%&(!2022!8 29#!#$%&()*+,-./0 http:/ 2 !#$%&()#$!()*%#$%&(1-+23456)$53/!#$!#$%&(%&()*()*(12311456789:;?ABCDDCBEDEDDDF1GHIJDBDKLMMFNOCM1P1111QRSTUVTWXYZSXZZW_11 -abcdefgh ijklm1AniopjqjnA1irstql u v w x y z w|E?B?PBDDDMB !#$%&()*!#$%&()*+,-!,-!././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!風電零部件系列專題（四）：風電葉片風電零部件系列專題（四）：風電葉片風電大型化和降本的重要一環風電大型化和降本的重要一環.5 葉片是風電最基礎的關鍵零部件之一，占主機成本比例超 20%.5 葉片技術迭代趨勢：力學性能優化、輕量化和降本.6 增強纖維：玻纖目前仍是主流材

3、料，碳纖維需求有望逐步提升.7 碳纖維材料的成本、設計結構和生產工藝等瓶頸有望逐步突破.9 樹脂基體：樹脂價格呈現高波動性，材料選擇將順應降本趨勢.11 芯材：主要材料包括巴沙木、PET、PVC.13 葉片結構：雙腹板結構向單腹板轉變，分段葉片為研發方向.14 風電葉片上游原材料成本壓力有所緩解，下游需求隨風電發展持續走高.15 風電葉片市場集中度較高，CR5 占比近 70%.16 風電邁入平價上網階段，葉片大型化助力風電降本.17 1!表 目 錄 表 1:葉片用玻纖的主要型號.7 表 2:風電復合材料葉片成型工藝比較.10 表 3：國內風電用玻纖主要上市公司產能情況.11 表 4：國內風電用

4、碳纖維主要上市公司產能情況.11 表 5：國內環氧樹脂主要上市公司產能情況.12 表 6：芯材特點對比.13 表 7：國內主要葉片廠商材料、產品結構設計和工藝技術研發進度.14 表 8：風電葉片主要廠商產能競爭格局（2020 年）.17 表 9：國內風電標桿上網電價（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%葉片是風電最基

6、礎的關鍵零部件之一，葉片是風電最基礎的關鍵零部件之一，是影響風力發電效率的關鍵因素之一，為滿足復是影響風力發電效率的關鍵因素之一，為滿足復雜工況下的高效率發電，雜工況下的高效率發電，風電葉片風電葉片要求外型設計、密度輕、強度高、韌性強，除外形設要求外型設計、密度輕、強度高、韌性強，除外形設計以外的力學性能要求都直接與風電葉片的結構和材料有關。計以外的力學性能要求都直接與風電葉片的結構和材料有關。風電葉片結構包括主梁系統、上下蒙皮、葉根增強層等：主梁系統包括主梁與腹板，主梁負責主要承載，提供葉片剛度即抗彎和抗扭能。腹板負責支撐截面結構，預制后粘接在主梁上；蒙皮形成葉片氣動外形用于捕捉風能，通常在

7、形成主梁結構后，上下蒙皮通過前、后緣與主梁結構粘接成為葉片；葉根增強層將主梁上載荷傳遞到主機處。主梁和芯材是最核心部分，約占風電葉片原材料成本的主梁和芯材是最核心部分，約占風電葉片原材料成本的80%。芯材用于提高葉片的穩定性。主梁材料主要是纖維增強復合材料，纖維增強復合材料是指纖維和基體材料的復合材料，纖維需要具有高模量，以提高葉片的剛度；樹脂基體要求缺陷低、成型效率高。目前較小型葉片的復合材料中，纖維采用玻璃纖維，基體材料采用不飽和聚酯樹脂，基于在力學性能要求不是太高情況下的成本最小化；較大型葉片的主梁復合材料，纖維采用碳纖維或碳纖維與玻璃纖維的混雜復合材料，基體材料較多采用環氧樹脂。B B

8、441 1!資料來源:復合材料在大型風電葉片上的應用與發展,信達證券研發中心 風風電主機成本電主機成本結構中結構中，葉，葉片片、齒輪齒輪箱、發電機是成本箱、發電機是成本占比占比最最高高的三種零部件的三種零部件。以電氣風電主機成本結構為例，2020 年電氣風電主機成本結構中葉片、齒輪箱、發電機占比分別為 23.6%、12.7%和 8.7%。由于葉片占主機的成本比重較高，葉片長度增加將一定程度上推高其自身以及整機的成本。在風機主機的大型化和低成本趨勢下，葉片的技術迭代趨勢將是更好的力學性能、輕量化和降本。F FFDFDFDFD III4I41 1!資料來源：!#!$%&()信達證券研發中心 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%葉片齒輪箱發電機鑄件變流器偏航變槳軸承鋼件電纜偏航變槳驅動主控系統變壓器其他 !#$%&()*+,-./0 http:/ 6 風電葉片是風電產業鏈的關鍵組成部分，風電葉片產業鏈主要由上游原材料供應商，中游風電葉片生產商、下游整機廠商和風電場運營等環節構成。生產葉片的主要原材料包括玻纖、碳纖維和芯材等，國內代表企業有澳盛科技、光威復材、上緯新材、康達新材等。風電葉片制造企業可分為兩類，一類是以迪皮埃（TPI）為 代表的獨立葉片生產企業，中材科技和時代新材均屬于此類企業；另一類是

10、以艾爾姆（LM）為代表的風電整機廠配套生產企業。M MI9I91 1!資料來源：信達證券研發中心 89STUVWX7YZ_?!風機大型化趨勢下風機大型化趨勢下，風電葉片的技術迭代趨勢是力學性能優化風電葉片的技術迭代趨勢是力學性能優化、輕量化和降本輕量化和降本，實現路實現路徑是風電葉片材料徑是風電葉片材料、制造工藝和葉片結構的制造工藝和葉片結構的迭代迭代優化優化，其中其中最最為為重要的還是材料端重要的還是材料端的迭的迭代代。風電葉片長度將持續加長，葉片長度增加將一定程度上推高其自身以及整機的成本，同時葉片長度的增加還會導致葉片自重的上升，對葉片力學性能的要求也將持續強化。因此要讓通過研制長葉片來

11、提升發電量變得可行，就必須控制好葉片自重，并使之具有更高的強度、剛度等，以確保整機系統的高效率平穩運行。風電葉片成本結構中，主梁和芯材約占風電葉片原材料成本風電葉片成本結構中，主梁和芯材約占風電葉片原材料成本近近 8 80 0%。風電葉片的原材料成本占總生產成本的 75%，而原材料成本中占比較大的主要是增強纖維、樹脂基體、芯材和結構膠，其中增強纖維和樹脂為葉片主梁材料，組合構成纖維增強復合材料。風電葉片的原材料成本結構來看，增強纖維、樹脂（基體材料）、芯材、結構膠、金屬及配件和其他材料的成本占比分別為 21%、33%、25%、8%、6%、7%，主梁材料和芯材占原材料成本達 79%。我們認為，材

12、料優化是提升葉片性能、降低成本的主要路徑。!#$%&()*+,-./0 http:/ 7 1 1!*+,-./012+345#!6789:;?)ABCD=EFGG C CII“”:“”:1 1!*+,-./012+345#!6789:;?)ABCD=EFGabcd7ecfghENijkLlcdmnopqrst 玻璃纖維玻璃纖維增強復合材料目前仍是增強復合材料目前仍是風電風電葉片葉片的主要的主要主梁材料，主梁材料，玻璃纖維玻璃纖維增強復合材料是增強復合材料是指指用玻璃纖維用玻璃纖維作為作為增強增強纖維材料，纖維材料，不飽和聚酯、環氧樹脂與酚醛樹脂不飽和聚酯、環氧樹脂與酚醛樹脂作為作為基體基體材料

13、材料，也稱，也稱為玻璃鋼，為玻璃鋼，強度高、重量輕、強度高、重量輕、耐老化，表面可再纏玻璃纖維及涂環氧樹脂。耐老化，表面可再纏玻璃纖維及涂環氧樹脂。玻璃纖維目前仍是主流增強材料，根據中國巨石公開披露，公司玻纖產品約有 20%用于風電葉片。增強纖維的拉伸模量是影響葉片變形的關鍵因素之一（標準模量是指拉伸模量為 230-265GPa，中等模量是指拉伸模量為 270-315GPa，高模量是指拉伸模量超過 315GPa），因此其模量的增加對葉片剛度的提升意義重大。近十年玻纖企業持續不斷的進行技術創新，每一代玻纖的模量都提升了 10%左右,促進了葉片大型化的發展。玻璃纖維經過多年的大規模應用，工藝早已成

14、熟。我們認為短期來看玻璃纖維仍將是主流材料，隨著風機大型化趨勢推進，葉片尺寸隨之增加，其重量也越來越大，碳纖維增強復合材料占比有望提升。N N?GPaGPa）1 1!*+,-./012+345#!6789:;?)ABCD=EFGG表表1:葉片用玻纖的主要型號葉片用玻纖的主要型號 HIJGKLMNOGGPQRSTUGGVWLMUGGKSXMOWGGGEYZGGG_GGYa02GVbGVbcGVbddGeGfghiGVjkGlbmGPnolbGVlbnoGpjqGrPstttGrPutttGrPvtttGeG*+,-./012+345#!6789:;?)ABCD=EFG碳纖維的密度比玻璃纖維低碳纖

15、維的密度比玻璃纖維低 30%30%-35%35%，應用碳纖維可使葉片減重，應用碳纖維可使葉片減重 20%20%以上以上；碳纖維的拉伸碳纖維的拉伸模量比玻璃纖維高模量比玻璃纖維高 3 3-8 8 倍；碳纖維擁有更強的抗疲勞性能，能夠延長葉片的使用壽命。倍；碳纖維擁有更強的抗疲勞性能，能夠延長葉片的使用壽命。碳纖維主要有 3K、12K、24K、48K 等規格，其中 1-24K（含）為小絲束產品，主要在航空航天和軍品上應用，而 24K 以上為大絲束產品，主要應用于風電葉片和民用產品。2020年國內碳纖維需求量占比前二的領域依次是風電葉片、體育，分別占比40.9%、29.90%，其他領域的需求占比均不

16、足 10%。75.00%2.10%7.20%13.20%2.50%原材料銷售成本研發成本制造費用其他成本21%33%25%8%6%7%增強纖維樹脂芯材結構膠金屬及配件其他0102030405060708090100E(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!資料來源：碳纖維產業“聚”變發展 2020全球碳纖維復合材料市場報告)信達證券研發中心

17、碳纖維價格明顯高于玻纖，需求有望保持較快增長碳纖維價格明顯高于玻纖，需求有望保持較快增長。碳纖維織物的價格較高，是玻璃纖維的 10 倍以上，風電用大絲束碳纖維成本為 12 萬元/噸（約 1.8 萬美元/噸，其他可參考數據區間在 1.4-1.8 萬美元/噸），制成織物成本則需 18 萬元/噸，是玻纖織物價格的12 倍。當前碳纖維主要用于葉片主梁，即替換原先主梁中的單軸向玻纖布（單軸向玻纖布占葉片成本 14%），替換后可有效減重 20%，但成本上升 82%。全球風電用碳纖維需求量有望保持較快增長。L L”-”-F FDFDDFD 1 1!*+,-.wxyzD|)ABCD=EFGG E EI89I8

18、91 1!*+,-./012+345#!6789:;?)ABCD=EFG國內主流的碳纖維供應商在十四五期間開始提高碳纖維產能和批量化生產供應，并通過國內主流的碳纖維供應商在十四五期間開始提高碳纖維產能和批量化生產供應，并通過提升技術、改進設備和減少能耗來降低成本。提升技術、改進設備和減少能耗來降低成本。從 2020 年開始，碳纖維產能大幅上升，且2021 年較 2020 年在數量和增幅方面，有較大提升，2020 年碳纖維產能從 2019 年的 2.69萬噸提升至 3.62 萬噸，2021 年產能增至 6.34 萬噸，增幅高達 75.14%。當前葉片上應用的碳纖維多選擇 48-50k 的大絲束。

19、隨著海上風電市場的不斷擴大，碳纖維的應用隨著海上風電市場的不斷擴大，碳纖維的應用占比有望提升占比有望提升。對于海上大葉片來說，通。對于海上大葉片來說，通常會在其承載的關鍵部位主梁上應用碳纖維以提高葉片剛度和強度，以減少傳遞到主機常會在其承載的關鍵部位主梁上應用碳纖維以提高葉片剛度和強度，以減少傳遞到主機和塔底的載荷，進而優化整機系統造價來降低度電成本。和塔底的載荷，進而優化整機系統造價來降低度電成本。應用碳纖主梁設計的葉片一般比全玻纖葉片減重 20%-30%，雖然碳纖葉片成本上升，但其帶來的傳動鏈上相關部件以及塔筒的優化減重，使得風電機組的整體成本降低 10%以上。29.90%40.90%4.

20、50%3.50%4.10%3.50%6.10%2.50%1.50%體育風電葉片建筑補強混配模成型壓力容器航空航天碳碳復材電子電器其他15000120000180000020000400006000080000100000120000140000160000180000200000玻纖織物碳纖維碳纖維織物 !#$%&()*+,-./0 http:/ 9 BDBDF FDBCDBCK KFDFBFDFB ,1 1!*+,-.wxyzD|)ABCD=EFGG BBBBFDBCFDBCK KFDFBFDFB ,1 1!*+,-.wxyzD|)ABCD=EFGlcdjkO?#uvw=xyz|opqr 碳

21、纖維成本碳纖維成本：葉片材料、結構設計與生產工藝相互配合，使得碳纖維實現低成本應用，同時受益碳纖維國產化推進，碳纖維價格和風電應用成本有望降低。2015 年以前用于風電領域的碳纖維主要采用預浸料或織物的真空導入工藝，部分采用小絲束碳纖維，成本較高，近年來主要采用大絲束碳纖維拉擠梁片，成本有效降低，根源在于 VESTAS 在大梁結構的革命性創新設計才使拉擠梁片的工藝成為可能。這種設計理念把整體化成型的主梁主體受力部分拆分為高效低成本高質量的拉擠梁片標準件，然后把這些標準件一次組裝整體成型，其優點為 1)通過拉擠工藝生產方式大大提高了纖維體積含量，降低了主體承載部分的重量；2)通過標準件的生產方式

22、大大提高了生產效率，保證產品性能的一致性和穩定性；3)大大降低了運輸成本和最后組裝整體成型的生產成本；4)預浸料和織物都有一定的邊角廢料，拉擠梁片及整體灌注極少。按這種設計和工藝制造的碳纖維主梁，兆瓦級的葉片均可使用。另外，國產碳纖維技術持續突破，有望提高風電領域的產業化應用比例，帶動風電用碳纖維成本降低。BFBFII1 1!資料來源：sampe，信達證券研發中心 目前葉片制造工藝中，實現纖維增強復合材料嵌入過程的工藝包括濕法手糊成型、預浸料成型、真空導成型，但在風機市場擴大及風機大型化趨勢下，濕法手糊成型、預浸料成型因環境污染、成本等問題較不適于大型葉片，目前主流工藝為真空灌注導入。0123

23、45670.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%2015201620172018201920202021需求量（萬噸）增長率（%）012345670.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%2015201620172018201920202021產能（萬噸）增長率（%）!#$%&()*+,-./0 http:/ 10 表表2:風電復合材料葉片成型工藝比較風電復合材料葉片成型工藝比較 G GG GG G5G)5y“”)1y 9012+HyG673;E-i”967367HIE4”)IG

24、+5G1)HI459012+G+)67HHG5G)y B)-G5)67y yG資料來源：華經產業研究院，信達證券研發中心 碳纖維應用于葉片的設計和工藝壁壘碳纖維應用于葉片的設計和工藝壁壘：目前風電葉片的碳纖維用量中 VESTAS 占較大比重，主要是由于技術專利保護，2002 年 7 月 19 日，VESTAS 分別向中國、丹麥等國家知識產權局、歐洲專利局、世界知識產權局等國際性知識產權局申請了以碳纖維條帶為主要材料的風力渦輪葉片的相關專利，專利權利要求包含了制造預先預制的條帶的方法和制造風力渦輪機葉片的方法。專利保護期為 20 年。專利保護期期間，國內葉片制造商只能通過自主研發主梁設計結構和生

25、產工藝規避 VESTAS 的專利保護，一定程度上限制了碳纖維材料在國產風電葉片上的應用，隨著 VESTAS 專利到期，國內碳纖維風電葉片產業化應用有望加快。風電葉片主梁所用碳纖維存在大克重預浸料、碳纖維織物真空導入、拉擠成型 3 種工藝，2015 年之前全球碳纖維工藝以預浸料和真空灌注為主，而碳纖維價格高使風電葉片采用碳纖比例整體偏低；近年來 Vestas 大絲束碳纖維拉擠梁成為主流。拉擠工藝先將碳纖維制成拉擠板材，葉片制作時在設定位置內把拉擠板材黏貼在蒙皮上制成大梁。其設計理念是把整體化成型的主梁主體受力部分拆分為高效率、高質量、低成本的拉擠梁片標準件，然后把標準件一次組裝整體成型。拉擠工藝

26、碳纖維板材體積含量達 69%，明顯高于預浸料和真空灌注，纖維含量高使拉擠法碳纖維高強高模輕質效果更好，能應用于剛度要求非常高、主梁疲勞富余量較大的葉片。拉擠成型工藝可以減少工序，相應減少模具的投入。與灌注工藝相比，拉擠的樹脂含量更低，可以使葉片重量下降 3%左右。同時擠成型工藝與一般產品的拉擠成型工藝相類似，但也存在不同之處。首先將規定數量的 48K 或 24K 碳纖維安裝紗架上，并依次通過浸膠槽、預成型模、成型模具，后引入牽引機和收卷機。BMBMII1 1!資料來源：國產碳纖維在風電葉片主梁上的應用研究，信達證券研發中心 玻纖產能玻纖產能：用于風電葉片的是高端玻璃纖維-風電紗，目前上市公司擁

27、有產能的為：中國巨石、中材科技、山東玻纖、長海股份。中國巨石：玻纖產能約 200 萬噸，全球第一，全球市占率 23%，國內市占率 34%，在建產能約 46 萬噸。中材科技：公司玻纖年產能近 110 !#$%&()*+,-./0 http:/ 11 萬噸，全球市占率 11%。山東玻纖：2021 年產能 36 萬噸，2022 年設計產能 41 萬噸，2025年實現國內產能達到 62 萬噸左右。長海股份：2021 年產能 30 萬噸，2021 年 5 月公告擬建 60 萬噸高性能玻纖產能。表表3：國內風電用玻纖主要上國內風電用玻纖主要上市公司產能情況市公司產能情況 玻纖主要上市公司玻纖主要上市公司

28、產能產能 中國巨石 玻纖產能約 200 萬噸，全球第一，全球市占率 23%，國內市占率 34%，在建產能約 46 萬噸 中材科技 公司玻纖年產能近 110 萬噸，全球市占率 11%山東玻纖 2021 年產能 36 萬噸，2022 年設計產能 41 萬噸，2025 年實現國內產能達到 62 萬噸左右 長海股份 2021 年產能 30 萬噸，2021 年 5 月公告擬建 60 萬噸高性能玻纖產能 資料來源：相關公司公告，信達證券研發中心 碳纖維碳纖維產能：產能：相關公司包括吉林化纖、上海石化、光威復材、中簡科技。吉林化纖：子公司吉林寶旌（49%）可年產 8500 噸大絲束碳纖維，2023 年規劃

29、1.2 萬噸產能。全資子公司凱美克具有 600 噸小絲束碳纖維產能，當前已投 300 噸，預計 2022 年再投 300 噸。2021 年 9 月，公司投資建設 1 萬噸碳纖維、1.2 萬噸碳纖維復材項目。光威復材：目前碳纖維產能 3855 噸，另有內蒙古包頭在建產能 4000 噸預計 2022 年年中投產。中簡科技：目前小絲束碳纖維產能 350 噸，2021 年 8 月定增 20 億元建設碳纖維，完全投產后公司碳纖維產能可達 1500 噸。上海石化：目前擁有 1500 噸/年碳纖維產能，在建 1.2 萬噸/年 48K 大絲束碳纖維項目，未來將以碳纖維產業為轉型新引擎，配套聚酯、聚烯烴、彈性體

30、、碳五等一系列下游精細化工新材料。表表4：國內風電用國內風電用碳纖維碳纖維主要上市公司產能情況主要上市公司產能情況 玻纖主要上市公司玻纖主要上市公司 產能產能 吉林化纖 子公司吉林寶旌（49%）可年產 8500 噸大絲束碳纖維，2023 年規劃 1.2 萬噸產能。全資子公司凱美克具有 600 噸小絲束碳纖維產能，當前已投 300 噸，預計 2022 年再投 300 噸。光威復材 目前碳纖維產能 3855 噸，另有內蒙古包頭在建產能 4000 噸預計 2022 年年中投產。中簡科技 目前小絲束碳纖維產能 350 噸，2021 年 8 月定增 20 億元建設碳纖維，完全投產后公司碳纖維產能可達 1

31、500 噸。上海石化 目前擁有 1500 噸/年碳纖維產能，在建 1.2 萬噸/年 48K 大絲束碳纖維項目，未來將以碳纖維產業為轉型新引擎，配套聚酯、聚烯烴、彈性體、碳五等一系列下游精細化工新材料。資料來源：相關公司公告，信達證券研發中心 G7Ljk?WX 樹脂基體材料在復合材料中起著粘結、支持、保護增強材料和傳遞載荷的作用樹脂基體材料在復合材料中起著粘結、支持、保護增強材料和傳遞載荷的作用，要求缺，要求缺陷低、高效成型，同時成本占比高，成本也是重要考慮方面陷低、高效成型，同時成本占比高，成本也是重要考慮方面。風電葉片主要使用環氧灌注和手糊樹脂。灌注樹脂應用于葉片主要部件如腹板、主梁及殼體的

32、真空灌注成型；手糊樹脂在葉片制造中主要應用于葉片前后緣、腹板粘接區域補強及輔助件的粘接補強，主要成型工藝是手糊成型和手糊袋壓工藝?；谛袠I對葉片提質增效的需求，不僅樹脂對纖維織物要有更好的浸潤性以提高灌注速度，也要根據升溫曲線來減少固化時間。樹脂材料價格波動較大，近兩年樹脂材料價格波動較大，近兩年華東市場華東市場樹脂材料環氧樹脂價格波動范圍在樹脂材料環氧樹脂價格波動范圍在1 150005000-4000040000元元/噸噸。目前在樹脂基體材料方面，環氧樹脂是主流，2021 年環氧樹脂市場價格受疫情影響走高，2022 年價格有所回落?？傮w來看包括聚氨酯樹脂（6789(:.ab）在內的樹脂價格波

33、動范圍較大。我們認為未來樹脂材料的迭代方向將以高性能為主，同時兼顧環保要求和降本。!#$%&()*+,-./0 http:/ 12 BBww 1 1!*+,-.)ABCD=EFGG BCBC|ww 1 1!*+,-.)ABCD=EFG環氧樹脂產能：環氧樹脂產能：環氧樹脂具有良好的力學性能、耐化學腐蝕性能和尺寸穩定性，是目前大型風電葉片的首選樹脂。平均 1GW 風電裝機對應至少 4250 噸環氧樹脂。國內上市公司中，具有環氧樹脂產品的公司有：中國石化、中化國際、上緯新材、宏昌電子。中國石化：2021 年 2 月，通過對液體環氧樹脂生產裝置的升級改造，公司液體雙酚 A 環氧樹脂產能從 2 萬噸/年

34、提升到 5 萬噸/年。中化國際：公司現有 17 萬噸液體環氧樹脂，同時該公司于今年 6 月投產 16 萬噸液體及 2 萬噸固體環氧樹脂。上緯新材：2019 年公司在國內風電葉片專用環氧樹脂市占率為 13%，現有 17.2 萬噸年風電樹脂產能，該公司于今年 6 月新增風電樹脂產能 2 萬噸。宏昌電子：公司現有環氧樹脂總產能 15.5 萬噸/年，規劃擬建設 14 萬噸產能。表表5：國內環氧樹國內環氧樹脂主要上市公司產能情況脂主要上市公司產能情況 玻纖主要上市公司玻纖主要上市公司 產能產能 中國石化 2021 年 2 月，通過對液體環氧樹脂生產裝置的升級改造，公司液體雙酚 A 環氧樹脂產能從 2 萬

35、噸/年提升到 5 萬噸/年。中化國際 公司現有 17 萬噸液體環氧樹脂，2022 年 6 月投產 16 萬噸液體及 2 萬噸固體環氧樹脂。上緯新材 2019 年公司在國內風電葉片專用環氧樹脂市占率為 13%，現有 17.2 萬噸年風電樹脂產能，新增風電樹脂產能 2 萬噸于2022 年 6 月建成投產。宏昌電子 公司現有環氧樹脂總產能 15.5 萬噸/年，規劃擬建設 14 萬噸產能。資料來源：相關公司公告，信達證券研發中心 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點，灌注時間比環氧樹脂縮短一半，在80的環境條件下固化時間小于 4 小時，成本方面比環氧樹脂低 15%-20%，是近幾年

36、葉片應用關注度最高樹脂材料。由于聚氨酯對水分非常敏感，所以葉片設計時不能使用輕木，葉片生產過程中增強纖維和夾芯材料的烘干以及灌注時對水的控制是聚氨酯批量應用的技術關鍵所在。DCPDDCPD 樹脂樹脂：密度是環氧樹脂的 90%左右，成本比環氧樹脂低了約 30%，是葉片減重、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過快的問題，且缺乏成熟配套材料體系（如纖維、油漆等），因此需要進行配套材料體系開發、工藝實驗和結構測試驗證，才能保證在風電葉片上更好的推廣應用。熱塑性樹脂熱塑性樹脂：基于廢舊葉片環?；厥绽靡巹?，可降解的熱塑性樹脂或將是未來葉片新材料發展方向。風電葉片基體材料

37、多采用熱固性樹脂，如環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等，熱固性樹脂制成的風電葉片在其退役后材料很難被回收利用，與熱固性復合材料相比，熱塑性復合材料在滿足密度小、強度高、抗沖擊性好的前提下，兼具可循環使用、廢料可回收、產品可熔融再加工、可焊接等優點。碳纖維增強乙烯基樹碳纖維增強乙烯基樹脂脂：碳纖維增強乙烯基樹脂可降低成本，碳纖維價格昂貴，碳纖維05000100001500020000250003000035000400002021/7/292021/8/292021/9/292021/10/292021/11/292021/12/292022/1/292022/2/282022/3/312022/4/3

38、02022/5/312022/6/3005000100001500020000250002021/7/292021/8/292021/9/292021/10/292021/11/292021/12/292022/1/292022/2/282022/3/312022/4/302022/5/312022/6/30 !#$%&()*+,-./0 http:/ 13 加環氧樹脂的葉片方案大幅增加成本，性價比高的乙烯基樹脂來替代環氧樹脂，可降低成本。乙烯基樹脂的工藝性好，能滿足機械力學性能、抗疲勞性、剛度等各項性能指標的設計要求。碳纖維增強乙烯基樹脂有效降低成本，也有應用潛力。生物質材料生物質材料：環保

39、性好，目前市場上生物質材料以木質/竹制品為主，生物質風電葉片具有剛度高、穩定性好、低溫阻尼好、材料可再生、成本低等優點。從工藝上看，相比碳纖維環氧樹脂復合材料，竹材的用量高達 50%-70%，環氧樹脂用量少，避免了固化過程的過熱反應，材料的收縮小;與玻璃纖維復合材料葉片相比，則減少了加工時間。j7NBjk“”PETPVC 風力發電葉片是大型結構件，風力發電葉片是大型結構件，芯材是葉片的關鍵增強材料，芯材是葉片的關鍵增強材料，在葉片的前緣、后緣以及剪在葉片的前緣、后緣以及剪切肋等部位都使用到泡沫作為玻璃鋼夾層結構的芯層切肋等部位都使用到泡沫作為玻璃鋼夾層結構的芯層，作為夾層結構來提升結構剛度，作

40、為夾層結構來提升結構剛度，防止局部失穩、提高整個葉片的抗載能力防止局部失穩、提高整個葉片的抗載能力。目前用于風力發電葉片芯材的材料主要有巴沙木、聚氯乙烯（PVC）泡沫、聚對苯二甲酸乙二醇酯泡沫（PET）和聚甲基丙烯酰亞胺（PMI）泡沫等，其中質量輕、強度高的 PVC 泡沫由于其行業應用比較成熟，較為廣泛。PVC(聚氯乙烯)泡沫是以聚氯乙烯樹脂為主體，加入發泡劑及其它添加劑制成的一種泡沫材料。巴沙木生長速度快，木質密度低，每立方米的重量僅為 0.1 噸，被稱為“世界上最輕的樹”。但在 2019 年至 2020 年，受風電搶裝以及新冠肺炎疫情爆發的影響，巴沙木供應較為緊張，2020 年價格曾突破

41、2 萬元/立方米，接近于 2019 年的 3 倍。PET 價格也從 2020 年的 4000 元/噸提高至目前的 8000 元/噸以上。表表6：芯材特點對比：芯材特點對比 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資料來源：風電葉片創新進行時，信達證券研發中心

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 芯材領域相關公司包括：天晟新材、濮陽惠成。天晟新材產能：公司硬質發泡材料設計產能高達 4 萬立方。濮陽惠成產能：公司順酐酸酐衍生

43、物作為原料合成的環烷酸酯類增塑劑和聚酯增塑劑具有良的耐化學品抽出性能以及環保無毒等特征，與 PVC 有很好的相容性。89vw7vwL89 風電葉片結構中主梁位置的雙腹板結構設計近年來改為單腹板設計。同時隨著風機大功率化的趨勢，風機制造對于葉片長度的要求也越來越高。為提高運輸及制造效率，葉片制造企業在嘗試研制分段葉片，分段式葉片增加了葉片段之間的連接環節，這不僅影響葉片本身的制造工藝、結構強度及屈曲穩定性，同時也可能對風電機組的性能和設計要求產生影響，例如載荷、自振頻率及塔尖間隙等，目前分段葉片的連接主要有兩種方式：一是機械連接，通過法蘭和螺桿連接分段，缺點是會增加重量和成本，葉片質量會在連接處

44、發生突變二是粘接膠連接，這種方式仍有待解決現場定位夾緊、快速固化等方面的問題。BOBO:1 1!*+,-./j#!67=?)ABCD=EFG國內廠商持續推進葉片技術迭代。明陽智能通過改變碳紗和玻纖的比例，可以實現模量由 46GPa-120GPa 線性變化，為設計、優化、減重、降本等提供了可能，解決了目前純玻纖模量不能滿足大葉片設計需求的限制，也繞開了碳纖維成本太高的瓶頸；時代新材突破了碳纖維拉擠板、玻璃纖維拉擠板、PET 夾心材料等應用關鍵技術，實現葉片低成本輕量化設計；中材科技重點突破分段技術等研究項目。表表7：國內主要葉：國內主要葉片廠商片廠商材料、產品結構設計和工藝材料、產品結構設計和工

45、藝技術技術研發研發進度進度 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+,-葉片主要由復合材料組成，其原材料費用占比高達 75%主要包括環氧樹脂、玻纖、碳纖維、夾芯材料等，目前 80-90 米長的葉片玻璃纖維用量在 25-40 噸，在風機大型化輕量化背景下，碳纖維在原材料中占比有望繼續提升。疫情影響逐漸驅散，原材料價格壓力趨緩。2020 年受疫情及供需影響，環氧樹脂價格從原先 1.6 萬-

47、1.8 萬元/噸持續走高，2021 年 4 月攀升至 4 萬元/噸，疫情趨緩后價格逐漸回落至 1.8 萬元/噸，在此過程中，葉片企業加快聚氨酯樹脂替代；夾芯材料方面，巴沙木是理想的夾芯材料材，但作為天然材料且產地較為局限，生產供應產業鏈長，任何環節出問題都會影響供應。2019 2020 年，同受風電“搶裝”以及新冠肺炎疫情爆發的影響，巴沙木供應緊張，價格在 2020 年曾突破 2 萬元/立方米，PET 逐漸作為重要芯材替代巴沙木。風電葉片上游主要可選原材料較多，通過各種材料之間的替代關系一定程度上緩解了通脹壓力。)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%010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,00090,00020172018201920202021發電量發電量:風電占比0%50%100%150%200%01000020000300004000020172018201920202021海上風電累計裝機容量陸上風電累計裝機容量海上風電裝機容量增速（%）陸上風電裝機容量增速（%）0100200300400500600-100.00%-50.00%0.00%50.00%1

51、00.00%150.00%200.00%2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020市場規模（億元）增長率（%）0500010000150002000025000-60.00%-40.00%-20.00%0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%20152016201720182019 2020E總需求量（套）增長率（%）!#$%&()*+,-./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：風電葉片主要廠商產能競爭格局（：風電葉片主要廠商產能競爭格局（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:;?為促進風電產業由政策驅動發展轉為市場驅動，風電電價經歷了標桿電價階段、競價階段、指導電價階段及目前的平價上網階段。自 2020 年陸風國家退補以來，我國陸上風電逐步進入了平價階段，海上風電平價也于 2021 年 1 月 1 日開啟。隨著風力發電平均上網電價和)*x，或將倒逼風電整機廠商及上游零部件公司降本來維持利潤空間。成本降低的最有效手段即不斷擴大風電機組的單機容量，因此，我們認為平價時代機組大型化和零部

54、件大尺寸化是未來風電發展的趨勢。表表9：國內風電標桿上網電價（元：國內風電標桿上網電價（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%20132014201520162017201820192020CR5占比（%）中材科技市場占有率（%）30

55、%20%15%35.00%中材科技時代新材中復連眾其他 !#$%&()*+,-./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資料來源：北極星風力發電網，信達證券研發中心 FCFCwI4I4wI4I41 1!*+,-.|#)ABCD=EFGG FNFNFDBMFDBMK KFDBLFDBL IIII 1 1!*+,-GrLTUABCD=EFG我國風機大型化趨勢加速，風機平均風輪直徑同我國風機大型化趨勢加速，風機平均風輪直徑同步增長。步增長。風機大型化方面，2011-2021 年陸風新增裝機平均單機容量 CAGR 達 7.53%，2021 年新增平均單機容量為 3.1MW，具有明顯加速趨勢；2011-2021 年海風新增裝機平均單機容量 CAGR 為 7.57%，2021 年新增平均單機容量

57、為 5.6MW。同時，金風科技作為風電產品的龍頭企業，風電產品銷售大型化趨勢明顯加快。據金風科技一季度業績報告，公司 3/4S 及以上銷售占比自 2018年起逐年增加，至 2021 年占比達 60.76%，2022 年一季度 3/4S 產品銷售占比為 55.2%，同比提升 145.2%。風機葉片方面，據中國可再生能源學會風能專業委員會（CWEA）統計，2010 年，我國新增風電機組的平均風輪直徑為 78 米，2020 年達到 136 米。20102015 年，我國新增風電機組平均風輪直徑年均增長 4.5 米，20162020 年則年均增長 7.8 米。目前，我國最長陸上風電葉片達到 91 米，

58、相當于 30 層樓的高度；最長海上風電葉片為 103 米，接近于 4 個標準籃球場的長度。在風機大型化趨勢下，在風機大型化趨勢下，葉葉片的大型化片的大型化是是增強風電機組捕風能力以及降低風電項目成本的增強風電機組捕風能力以及降低風電項目成本的主要途徑之一。主要途徑之一。根據理論發電量計算公式，風電機組產生的電能與葉片長度的平方成正比，增加葉片長度可以帶來較為可觀的發電量提升。而大容量機組搭配長葉片，能夠減少同等裝機規模項目所用的機組數量，相應降低機組及其施工安裝等方面的投入。30812888259424012267187605001000150020002500300035002021-01

59、2021-03 2021-06 2021-09 2021-12 2022-03月度公開投標均價（元/KW）480.00500.00520.00540.00560.00580.00600.00620.00201320142015201620172018平均上網電價:風電 !#$%&()*+,-./0 http:/ 19 FOFOF FDBODBOK KFDFFBFDFFB 4H!#4H!#1 1!*+,-.|#)ABCD=EFGG FLFLF FDBBDBBK KFDFDFDFD 44#,$%&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投資建議的比較標準投資建議的比較標準 股票投資評級股票投資評級 行業投資評級行業投資評級()Q=.MDD e(cc?Q FD?L(ABAB89CDQL(cc?Q CEFDL(89QL(eeccQ.FCGbL(AHAH89IQe(JKJKccIQ C?e(