2022年风电材料行业研究报告（附下载）（完整）

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　2022 年风电材料行业研究报告（附下载）

　导语 风电逐渐占据重要地位，装机量持续高增。

　一、双碳目标下风电行业空间广阔，风电材料高速发展 （一）风电逐渐占据重要地位，装机量持续高增 风电逐渐成为主流可再生能源之一。随着气候问题日益严峻，各国能源结构亟待变革。可再生能源作为能源革命的核心，对于保障能源安全、保护生态环境、拉动相关产业可持续发展具有重要意义。风力发电是发展最快的可再生能源技术之一。根据 IRENA，过去 10 年中全球陆上和海上风电装机容量增加了3.74 倍，由 2011 年的 220GW 增长至 2021 年的约 825GW，风电装机量占比由 2017 年的 22.74%提升至 2021 年的 25.83%。

　风电迎来快速发展期，新增装机量持续爬升。陆上风电资源充足且成本较低、海上风电单机装机量更具效率，全球风电迎来发展黄金期。我国风电行业经历 2020 年“抢装潮”后，顺利步入“十四五”发展周期，装机量逐年稳步提升。沿用广发电新团队观点，预计 2025 年全球及中国风电新增装机或将分别达到164.6GW/80.0GW。

　（二）风机成本持续下行，政策推动风电从“补充”走向“主流” “双碳”目标引导下，风电逐渐从补充能源成为主流能源，成为全球实现碳中和目标的主力军。风能、光能等可再生能源的碳排放量远低于传统能源，而风电相较于其他可再生能源又具有更加明显的低碳排放特性。2022 年 3 月 22 日，发改委印发《“十四五”现代能源体系规划》，规划明确：全面推进风电和太阳能发电大规模开发和高质量发展，鼓励建设海上风电基地。据相关文件，各省市“十四五”期间风电新增装机目标总和超 336.2GW。

　政府持续“去补贴”开启风电平价时代，“降本增效”目标下风机价格不断走低。据金风科技统计，风机价格自 2020 年初开始不断走低，2022 年 3 月，风机公开投标均价已下探到 1876元/kW，同比下降 35.3%。2022 年 5 月陆上风机价格进一步下探至 1828 元/kW。在风电入网价格竞争配置的背景下，成本下探使风电入网价格得以不断走低，2022 年 4 月上海金山海上风电场一期项目中标上网电价为 0.302 元/千瓦时，低于上海燃煤发电基准价 0.4155 元/千瓦时，海上风电步入平价入网时代。

　今年 1-6 月我国风电累计装机达 12.94GW，同比增 19.4%；6 月我国风电新增装机 2.12GW，环比 5 月增长 70%。我国风电装机量历来以下半年尤其是年底为主，2019-2021 年我国风电装机量分别为 25.74GW、71.67GW、47.57GW，而下半年装机量分别

　为 16.65GW、63.35GW、36.73GW，分别占到全年装机量的64.7%、88.4%、77.2%。在今年招标需求超出预期、装机旺盛的情况下，下半年装机有望高增。

　（三）风电机组大型化趋势明显，风电材料有望迎来高速发展 风电大型化趋势带动风机用材料发展。根据风力发电工作原理，风轮半径越大，单机功率愈大,发电成本就愈低。因此，随着全球风电产业的快速发展，特别是海上风电的崛起，风电机组大型化趋势愈发明显，对风电用材料性能带来更大挑战。叶片作为风力发电机组的输入端，其使用材料性能直接决定风力发电装置的输出功率。经过近百年的发展，现阶段风机叶片已经由木制叶片、布蒙皮叶片、铝合金叶片过渡到由基体树脂、增强纤维、芯材等高分子材料组成的复合材料领域。叶片各材料中，基体树脂作为整个叶片的材料“包裹体”，与增强纤

　维、芯材一同构成叶片的基础壳体，胶粘剂主要用于叶片与大粱腹板的粘接，涂料则可实现抵抗外来介质侵害。

　全球基体树脂和粘接胶原料主要以环氧类聚合物为主，增强材料以玻璃纤维为主，固化剂以聚醚胺、酸酐等为主，结构胶以环氧胶体系为主。根据广发电新团队预测，2025 年全球风电新增装机量有望达 164.57GW。据风机价值量中原材料成本占比及叶片各主材成本占比估算，2020 年全球风机聚合物材料市场空间达到 373 亿元，预计 2025 年有望提升至 613 亿元，CAGR（2018-2025）为 17.73%。

　二、基体材料：环氧树脂体系成熟，聚氨酯有望替代 （一）环氧树脂：应用最广的风电叶片基体材料 环氧树脂指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，主要上游原材料为双酚 A 和环氧氯丙烷。环氧树脂具有力学性能高、分子结构致密、粘接性能优异等特点，能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料、风电叶片和注射成型材料，在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。基体材料在风电叶片主材中价值量占比最高，达 49%。叶片基体环氧树脂由基础环氧树脂与固化剂、助剂、稀释剂等深加工制成，通常采用双酚 A 型环氧树脂改性路线。相较于双酚 A 型环氧树脂，双酚 A/F 型环氧树脂改性路线叶片更具韧性，提高了抗冲

　击、抗疲劳性能。双酚 A/F 型环氧树脂改性路线早期被瀚森等国外巨头掌握，近几年国内厂商采取此路线的意愿逐渐增强。

　在风电领域，基体树脂作为整个叶片的材料“包裹体”，与增强纤维、芯材一同构成叶片的基础壳体。环氧树脂具有优异的强度重量比、耐高温和耐腐蚀等性能，可与各类固化剂配合使用形成三维网状固化物，能够满足叶片基体材料高强度、轻重量、特殊外部翼型等要求，是目前应用最多的叶片基体材料。据中材科技环评，1GW 装机量需消耗约超 5000 吨基体环氧树脂，2025 年我国环氧树脂市场需求或达 198 万吨。

　环氧树脂价格自 2021 年 4 月中旬达到最高值 41000 元/吨后，整体位于下行区间内。根据上纬新材 2021 年年报数据，叶片用环氧树脂 2021 年平均价格为 29886 元/吨。全球风电叶片专用环氧树脂主要厂商包括瀚森、欧林、上纬新材、道生天合、亨斯迈等，其中瀚森、欧林等国外巨头市场份额合计占比超40%。

　我国环氧树脂总体产能产量居全球首位。据卓创资讯数据，2021 年全球环氧树脂产能为 537 万吨/年，产量为 373 万吨，分别同比增长 3.3%和 4.5%。2021 年我国环氧树脂产量为155.2 万吨，同比增长 16.45%。2021 年以前我国环氧树脂对外依存度持续上升，2020 年我国环氧树脂表观消费量 169.04 万吨，净进口 35.76 万吨，对外依存度为 21.2%。随着国产环氧树脂产能提升，2021 年进口依存度回落至 12.1%。

　 国内环氧树脂行业以产能集中、规模较大、规范经营的发展为基本态势。受安监、环保等因素影响，不规范企业将被逐步淘汰。园区整治、工艺及副产盐处理等安全环保问题导致开工受限，传统化工企业的环评压力日益增大，环氧树脂新增产能的审批难度增大。目前国内环氧树脂行业集中度相对较低，行业竞争格局在政策引导下有望逐步集中。

　（二）聚氨酯：成本性能双优，未来有望替代环氧树脂

　聚氨酯全名为聚氨基甲酸酯，其主链上含有重复的—HNCOO—结构单元，一般由多异氰酸酯与多元醇聚合物等经加成聚合而成，具有高强度、高耐磨及耐溶剂等特点。改变聚合物中 NCO与 OH 的比例，可以得到热固性和热塑性的聚氨酯。聚氨酯下游应用广泛，从聚氨酯消费结构上看，2020 年我国聚氨酯制品消费最多的是聚氨酯软泡、聚氨酯硬泡和弹性体，分别占聚氨酯制品消费总量的 27%、26%、20%。

　我国目前已成为了世界上最大的聚氨酯生产国，也是最大的聚氨酯市场之一。原材料价格方面，聚合 MDI、TDI 价格近期相对平稳，处于历史中枢值附近。供需方面，我国聚氨酯产量、消费量稳步提升，2020 年我国聚氨酯产量达 1470 万吨，消费量达 1240 万吨，分别同比增长 7.61%、4.64%。

　 风电平价时代来临，聚氨酯树脂“成本+性能”双优势凸显。政府持续“去补贴”开启风电平价时代，降本增效已逐渐成为未来风电企业可持续发展的关键。与传统环氧树脂相比，聚氨酯树脂体系粘度低，灌注固化时间短，在可大幅提升叶片生产效率降低生产成本的同时，又可呈现更为卓越的轻质性、机械性和抗疲劳性。2020 年 8 月，科思创携手金风科技、中复连众成功研发全球首支 64.2 米全聚氨酯风机叶片，实现聚氨酯树脂在大型风机叶片应用领域的重大突破，进一步推动聚氨酯叶片商

　业化应用。科思创报告显示，采用其聚氨酯叶片设计可使叶片重量减轻高达 5.0%，并使纤维间失效指标降低 11.2%。

　万华化学作为全球聚氨酯龙头，正逐步迈向全球化工新材料龙头。万华化学现已通过专利覆盖，加速完成风电复合材料领域布局。随着未来风机大型化对叶片轻量化的迫切需求，聚氨酯树脂风机叶片或将快速商业化应用，万华化学作为聚氨酯龙头企业，有望在风电复合材料领域持续“大展身手”。

　三、固化剂：聚醚胺为现阶段主流，叶片大型化带动拉挤工艺发展，酸酐固化剂迎来发展新机 固化剂用于将基体环氧树脂从热塑性线型结构转变为网状结构的过程。固化后基体树脂能够充分展现其机械强度等优异性能，发挥使用价值。环氧树脂固化剂品类众多，风电叶片领域最常用的固化剂为以聚醚胺为代表的胺类固化剂；随着叶片拉挤工艺不断铺开及叶片大型化趋势，未来酸酐类固化剂需求量有望大幅提升。

　 （一）聚醚胺：性能优异、叶片领域应用最广的固化剂 风电材料是聚醚胺主要应用领域。聚醚胺(PEA)是一类具有柔软聚醚骨架，由伯胺基或仲胺基封端的聚烯烃化合物。聚醚胺具有低粘度、较长适用期、抗老化等多方面优异的综合性能，已广泛应用于风力发电、纺织印染、铁路防腐、桥梁船舶防水、石油及页岩气开采等领域。2020 年聚醚胺下游应用中，风电材料占比高达 62%。

　聚醚胺技术壁垒高，国产替代为未来趋势。聚醚胺规模应用起始于 20 世纪 90 年代，发展历史较短且存在技术、环保、认证

　三大方面的高门槛特点；主要生产工艺催化胺化法则存在的设备要求高、催化剂制备复杂且价格昂贵、前期资金投入大等问题，长期以来国外头部企业优势明显。从竞争格局来看，全球聚醚胺的主要供应商是巴斯夫和亨斯曼，合计产能占比为70%。近年来随着正大新材、阿科力等国内公司取得技术突破，国内产销量稳步提升，产能持续布局。

　聚醚胺在风电叶片领域是制作叶片固化剂的主要原材料之一，用于基体环氧树脂固化及合成结构胶。风电行业的增长动能强劲，拉动聚醚胺需求。2016-2020 年中国风电行业聚醚胺销量由 1.7 万吨增长至 6.3 万吨，复合年均增速为 38.4%，销售收入由 3.56 亿元增长至 15.90 亿元，复合年均增速为 45.3%。

　 我国聚醚胺市场随风电装机需求呈周期性增长。价格方面，2021 年三四季度聚醚胺价格持续上涨，高位达 4.2 万元/吨；2022 年二季度后价格回落，7 月 15 日华东价格为 3 万元/吨，环比回落 11.8%。从我国市场销量来看，由于 2020 年我国出现风机抢装潮，大幅拉动聚醚胺需求，聚醚胺总体销售量达 10.1万吨。随着“十四五”装机目标持续推进，五年计划后半程成为风电集中装机年份，持续拉动聚醚胺需求。预计 2025 年我国聚醚胺市场需求或达 12.75 万吨。

　（二）风机大型化带动拉挤成型工艺发展，酸酐类固化剂用量有望高增 甲基四氢苯酐（MTHPA）是通过拉挤成型工艺制得风电叶片用高性能环氧树脂基碳纤维(或玻璃纤维)增强复合材料中最常用的固化剂。甲基四氢苯酐是一种淡黄色透明油状液体，具有低熔点、低毒、低挥发性等特点，主要上游原料是马来酸酐。酸酐类固化剂是电子信息材料、医药、农药、树脂、国防工业方面的重要中间体，同时还可用于涂料、增塑剂、农药等行业。

　拉挤成型工艺是一种连续生产固定截面复合材料型材的方法，其成品性能优势突出。在风电叶片主梁制造方面，先将碳纤维（玻璃纤维）制成拉挤板材，然后在叶片制作时，在模具内铺设碳纤维板材并固化后制成拉挤碳纤维梁。相较于灌注、预浸料等方案，拉挤成型工艺具有模量更高、强度更强等特点。随着风电叶片大型化，叶片对材料重量、强度等性能要求势必提高，故未来叶片制造中以高性能环氧树脂为基体、碳纤维为增强材料的拉挤碳板更可能成为主流方案。

　对拉挤工艺而言，以甲基四氢苯酐为固化剂具有更好的浸渍性和较长使用期，其较低的固化速度使材料能在数小时内保持较低黏度。根据南京海拓复材环评，甲基四氢苯酐作为叶片用高性能纤维主梁板复合材料制作过程中的固化剂，质量占比达到主梁 10%，与主梁拉挤环氧树脂占比相同。与胺类固化剂相比，酸酐类固化剂具有绿色环保、适用期长等特点。酸酐类固

　化剂活性较低，便于加入填料进行改性，但室温固化缓慢；固化物耐热性能更好，但耐湿热性较差，目前处于应用初期，未来有望随技术成熟逐渐成为主流。逐步打破国外垄断，濮阳惠成为行业龙头。顺酐酸酐衍生物核心技术主要为意大利波林（PolyntSPA）、新日本理化等国外公司掌握。濮阳惠成通过新产品开发及产品异构化研究，成为国内产品线最齐全的顺酐酸酐衍生物国内龙头企业。目前公司顺酐酸酐衍生物在产产能5.1 万吨，产能利用率达 124.55%，取得专利 18 项，有望进一步提升知名度和市占率。公司在建产能丰富，“5 万吨顺酐酸酐衍生物”项目中规划甲基四氢苯酐产能 2.1 万吨/年，预计2023 年投产；另有 2 万吨甲基四氢苯酐扩建项目，已于 2022年 3 月取得环评批复。

　四、增强材料：风电带动大丝束碳纤维用量高速增长 风机大型化提高性能要求，大丝束碳纤维优势明显。增强材料可为叶片结构提供足够的刚度和强度，主要包括玻璃纤维和碳纤维两种。玻纤曾以高性价比的优势占据市场，但随着风机大型化趋势逐渐凸显，采用碳纤维可使其在满足刚度和强度的前提下，比玻璃钢叶片质量轻 30%以上。根据中复神鹰招股说明书，采用碳纤维的 120m 风轮叶片可以有效减少总体自重达38%，成本下降 14%。碳纤维是由聚丙烯腈（PAN）（或沥青、粘胶）等有机母体纤维采用高温分解法在 1000 摄氏度以上高温的惰性气体下碳化（其结果是去除除碳以外绝大多数元素）制成的，是一种...