摘要:風電葉片是風電機組中將自然界風能轉換為風力發電機組電能的核心部件,也是衡量風電機組設計和技術水平的主要依據。近年來,隨著國內風力發電裝機容量爆發式增長,下游風電葉片應用需求保持高速增長,全國風電葉片行業規模加速擴容。數據顯示,2022年我國風電葉片行業規模達371億元,同比增速高達26.19%。據市場初步統計,2023年我國風電葉片行業規模在下游市場帶動下已增長至445億元。
一、定義及分類
風電葉片負責將空氣的動能轉化為葉片和主軸的機械能,繼而通過發電機轉化為電能,是風電機組中將自然界風能轉換為風力發電機組電能的核心部件,也是衡量風電機組設計和技術水平的主要依據。風電葉片生產材料有木頭、金屬、工程塑料、玻璃鋼等。按照生產材料的不同,可將風電葉片分為木制葉片及布蒙皮葉片、玻璃鋼葉片、碳纖維復合葉片等類型。
二、商業模式
1、采購模式
風電葉片生產原料有玻璃纖維增強塑料、碳纖維增強塑料、再生材料等。風電葉片制造廠商通常采用自主采購模式進行采購,即由商務部簽訂銷售合同后,結合生產計劃制定采購計劃,由技術部、生產計劃管理部根據項目技術要求、客戶需求編制、審核、提請材料采購需求,采購部門按需進行原材料的采購及管理控制工作,采購的物資由質控部驗收入庫。
2、生產模式
風電葉片生產廠商通常采用“以銷定產”的生產模式,根據銷售合同、客戶提供的圖紙方案及供貨計劃等組織生產,主要為大型風電整機廠商、風電場施工商、風電場運營商提供風電葉片定制化產品。由商務部與客戶確認供貨計劃后,技術部進行技術準備、圖紙轉化,由生產計劃管理部編制排產計劃,經審批后下達所有部門及各生產基地;各生產基地結合實際生產情況編制生產作業計劃,經審批后開始組織生產。
3、銷售模式
風電葉片生產廠商的銷售訂單一般通過招投標或商務談判方式承攬取得。其中,招投標方式指,由商務部通過采招平臺參與項目投標,商務和技術部門估算產品成本,確定投標報價,制作生產標書和商業標書,進行投標;中標后,按照合同簽訂流程,由商務部主導完成后續工作。商務談判方式則是,主要通過協商議價或競爭性談判等與客戶達成合作意向、簽定銷售合同,其余具體流程與招投標訂單無顯著差異。
三、行業政策
面對生態環境與能源消耗之間日益嚴峻的沖突挑戰,《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《擴大內需戰略規劃綱要(2022-2035年)》等政策指出,應加速推進國家能源結構改革,持續助力風力發電等清潔能源產業發展,為風電葉片產業發展提供了良好的市場發展環境。
面對日益提升的風力發電容量需求,《關于支持山東深化新舊動能轉換推動綠色低碳高質量發展的意見》《電力裝備行業穩增長工作方案(2023-2024年)》等政策提出,應積極推進先進風電設備等關鍵技術研發,推動關鍵基礎材料、設備、零部件等技術升級。另外,《關于加快推進城鎮環境基礎設施建設的指導意見》《關于統籌節能降碳和回收利用加快重點領域產品設備更新改造的指導意見》等政策提到,應加快健全區域性再生資源回收利用體系,推進對風電機組葉片的分類利用和集中處置,全力推動退役風電機組相關新產業鏈發展,助力緩解退役風機葉片環境污染問題,同時加快填補風電領域葉片等設備空缺問題。風電葉片行業發展政策支持力度日益增強,產業發展政策體系日益完善。
四、發展歷程
自1887年美國人Charles F.Brush首次使用由雪松木制成的風電葉片以來,全球風電葉片行業發展由最初的木質葉片時代,逐漸經歷了金屬葉片時代、復合材料葉片時代,正加速過渡至創新型葉片時代。隨著技術的進步和需求的不斷變化,風電葉片也在不斷演化和創新,為風力發電的可持續發展做出了重要貢獻。隨著材料科學和風力發電技術的進一步發展,風電葉片將會迎來更多的突破和創新,為清潔能源的利用開辟更廣闊的前景。
五、行業壁壘
1、技術工藝壁壘
風電葉片具有產品差異大、質量要求高、供貨周期緊等特征,制作流程復雜且周期較長,需經過長時間的技術研究、經驗積累方能產出合格優質的產品。同時,不同客戶產品標準不同、技術要求繁雜,需要根據各項目情況對設計院提供的設計藍圖進行拆解、研發、試制,確定制造時采用的具體參數及制備方案,并在原材料采購、生產過程監測、出廠檢驗等多方面進行全過程管控,充分利用先進的技術工藝和生產設備,輔以長期積累的專業領域技術經驗,方能在質量、功能、交貨等各方面滿足下游客戶嚴苛的定制化需求。因此,對于新進企業而言,由于缺乏工程經驗和技術儲備,無法快速響應下游客戶需求,難以適應日益激烈的市場競爭。
2、市場認可壁壘
風電葉片產品要求使用壽命在20年以上,產品質量對于保障發電的安全性、可靠性、可持續性至關重要。下游客戶在選擇上游供應商時,都需通過長期、謹慎地考核,并在選擇供應商時重點關注實際產品的銷售業績及運行情況,選定產品穩定性和可靠性高的供應商進行采購。而新進入者因質量標準不明晰、生產過程管理不健全以及技術不夠成熟等因素,難以獲得實際訂單進行測試改進、提升設計能力和產品質量穩定性,與下游客戶建立長期穩定的合作關系存在困難。因此,嚴格的市場認可標準成為較高的行業進入壁壘。
3、資金規模壁壘
風電設備產品制造是資金密集型行業,初期投入的資金規模較大。風電葉片屬于大型鋼結構產品,其生產制造需要許多大型且精密的設備,根據生產流程還需進行大量場地工裝及設備改型,固定資產投入較大。同時,為滿足客戶交期較緊、交貨量大的需求,需要在前期研發、原材料采購方面墊付資金,流動資金投入較大。此外,風電行業的大功率趨勢也對生產廠商提出更高要求,生產廠商需要對生產、檢測設備持續進行投入,并在吊裝、儲運等生產環節進行設備升級,方能持續保持市場競爭力。因此,對新進入者而言,存在資金規模壁壘。
4、人才壁壘
風電設備零部件行業屬于技術密集型產業,且國內起步較晚、發展較快,這對企業提出較高的技術迭代要求。風電葉片屬于大型鋼結構產品,需要材料工程、機械自動化、工業設計、工程管理等領域的專業人才,國內大型風電設備零部件廠商已組建較為完整的技術人員梯隊,但新進入企業通常人才培養制度不完善,人才隊伍的建設更為困難。
六、產業鏈
1、行業產業鏈分析
風電葉片產業鏈上游主要包括聚酯樹脂、環氧樹脂、玻璃纖維、碳纖維、芯材、粘接膠、涂層材料等基礎原材料行業。產業中游風電葉片生產主流技術工藝路線有真空灌注成型工藝、預浸料鋪放工藝、拉擠工藝等,國內風電葉片生產代表廠商有天順風能、大金重工、時代新材等。產業下游則是風機制造廠商和風力發電場。隨著風力發電裝機規模持續擴大,全球風電葉片市場發展前景廣闊。風電葉片產業鏈如下圖所示:




















2、行業領先企業分析
(1)株洲時代新材料科技股份有限公司
株洲時代新材料科技股份有限公司成立于1984年,于2002年在上交所正式掛牌上市,現為中國中車股份有限公司一級子公司。時代新材緊跟全球經濟發展步伐,于2006年正式進入風電領域,現有風電葉片及風電彈性元件等產品,并已實現大批量出口。2023年上半年,時代新材風電領域業務收入規模為28.19億元,同比增長13.99%,市場占有率繼續保持了國內第二的行業地位。
(2)中材科技股份有限公司
中材科技股份有限公司是經原國家經濟貿易委員會批準,由原中國中材集團公司作為主發起人,于2001年12月28日在國家工商行政管理總局注冊設立的股份制企業,于2006年11月在深圳證券交易所正式掛牌上市。中材科技圍繞新能源、新材料、節能減排等戰略性新興產業方向,集中優勢資源大力發展風電葉片、玻璃纖維及制品、鋰電池隔膜三大主導產業。其中,在風電葉片領域,中材科技不斷加大資金投入,同時于2023年6月宣布,公司已完成對全球領先葉片廠商中復連眾的收購,企業風電葉片產能規模優勢進一步凸顯。2023年上半年,中材科技風電葉片銷售收入達43億元,業務毛利率達17.2%,同比提升11.3個百分點。
七、行業現狀
近年來,隨著國內風力發電裝機容量爆發式增長,下游風電葉片應用需求保持高速增長。在此驅動下,國內風電葉片生產廠商加速擴張產能,全國風電葉片生產能力持續提高,市場國產風電葉片供給水平不斷提升,全國風電葉片行業規模加速擴容。數據顯示,2022年我國風電葉片行業規模達371億元,同比增速高達26.19%。據市場初步統計,2023年我國風電葉片行業規模在下游市場帶動下已增長至445億元。
八、發展因素
1、機遇
(1)產業政策的大力扶持
風電是未來最具發展潛力的可再生能源技術之一,具有資源豐富、產業基礎好、經濟競爭力較強、環境影響微小等優勢,是最有可能在未來支撐世界經濟發展的能源技術之一,各主要國家與地區都出臺了鼓勵風電發展的行業政策。例如,歐洲多國政府通過價格激勵、稅收優惠、投資補貼和出口信貸等手段支持風電產業發展;美國采用“投資稅負減免”和“產品稅賦抵免”等形式,通過對風電場運營商、風電終端使用者進行補貼鼓勵行業發展;我國也通過產業規劃、稅收優惠、政府補貼等方式,推動風電行業更好、更快地發展。隨著各國政府和產業界對風電行業的持續投入,未來風電葉片行業發展空間廣闊。
(2)下游市場需求持續增長
技術的不斷進步推動風電效率提升和成本下降,未來風電市場將不斷擴大。據全球風能理事會發布的《2023全球風能報告》顯示,預計到2024年,全球陸上風電新增裝機將首次突破100GW;到2025年全球海上風電新增裝機也將再創新高,達到25GW。未來五年全球風電新增并網容量將達到680GW。
其中,亞洲市場的成長性將最為強勁,尤其是中國市場,風電裝機量將持續增長。隨著全球風電建設加快,未來風電葉片的市場需求將會進一步增加。
(3)終端消納情況不斷改善
較長時間以來,我國風電開發集中在三北地區,因當地用電需求量小、配套電力輸送基建落后,風電產地與消納地出現一定空間錯配,制約了風電行業健康發展。但隨著政府一系列促進消納政策的實施,以及風電遠距離傳輸、區域開發中心轉移,風電產業鏈逐漸完善,消納問題持續好轉。一方面,國家加大電網基建投入,并將特高壓作為“新基建”重點投資建設的七大領域之一開展建設,將為風電的跨區域傳輸提供硬件支持,實現全面消納成為可能;另一方面,我國逐步將風電開發中心向中東部、沿海地區轉移,并大力發展海上風電,通過開發中心向用電中心靠攏,進一步解決風電消納問題。隨著基建設施的不斷完善,以及地區結構不斷調整,風電消納將逐步得以實現,風電葉片行業將迎來更多發展機遇。
2、挑戰
(1)結構性供需矛盾
我國風電葉片行業規模化發展期涌現了大量的風電設備生產企業。常規尺寸風電葉片行業產能相對充裕,市場競爭激烈,但大尺寸的相對較少,部分企業利潤水平較低;而推進風電平價上網、加速海上風電開發所帶來的風電葉片大型化、生產基地向沿海轉移等趨勢,也改變了市場需求,部分原有生產廠商因生產設備、產能布局、工藝技術等未及時改進升級,供給能力與市場需求出現錯配,造成結構性供需矛盾。同時,技術標準、工藝要求、設備規模、質量控制要求均較高的大尺寸風電葉片,因擁有較高的技術壁壘,導致能夠滿足下游客戶高技術標準和及時供貨能力的國內風電葉片供應商尚較為稀少,部分核心部件尚無法完全實現國產替代,因而目前產能并不能滿足市場需求。
(2)資金缺乏
風電葉片行業除技術要求相對較高外,也是資本投入較大的資金密集型行業,因此需要強有力的資金支持。雖然,近幾年全球風電行業的高速發展帶動了一批風電葉片制造企業的快速成長,但總體而言,相比于國外巨頭,國內風電葉片制造企業的資產規模還普遍較小,獲得融資的難度相對較大,制約了企業的持續發展,普遍存在資金不足、融資渠道匱乏的情況,這對行業未來的健康發展形成了一定的不利影響。
(3)產業政策調整
風能行業受政策影響較大,為鼓勵風電產業的發展,包括我國在內的世界各國政府都出臺了相關產業激勵政策。近年來,我國對風電產業激勵政策進行調整,發布降低風電上網指導價、逐步取消風電項目補貼、開展風電項目競爭性上網等政策措施,對風電產業鏈上下游企業的技術升級、成本管控、項目進度控制等方面提出更高的要求,若無法實現降本增效將降低企業的盈利能力,為業內企業的發展帶來新的挑戰。
九、競爭格局
目前,我國風電葉片行業第一梯隊企業以中材科技、中復連眾等為代表,該梯隊企業憑借雄厚的技術實力,在市場具有較大影響力,占據更多市場份額。第二梯隊企業則是以明陽智能、三一重能、聯合動力等為代表,該梯隊企業通常是具有一定的技術實力和市場競爭力,在特定領域或地區占據一定的市場份額。第三梯隊企業包括艾朗科技、九鼎新材、紅葉風電等,該梯隊公司業務規模較小,但專業化程度較高,且能夠針對特定市場需求提供定制化產品和服務。近年來,受風電搶裝潮影響,越來越多資本開始進入風電葉片行業,疊加風電葉片大型化、輕量化發展,行業技術要求難度不斷提升,使得我國風電葉片行業競爭愈加白熱化。
十、發展趨勢
因平價上網、競爭性配置等需要,風電降本增效的需求日益增長,風電設備大功率已成為風電產業重要發展趨勢。疊加國家發改委和國家能源局提出的,要把高效葉片氣彈、輕量化結構、新材料相結合的一體化設計技術列為未來的重點突破目標。未來,大型化、輕量化將成為風電葉片行業發展的主要趨勢之一。
此外,風電機組葉片的壽命一般為20年到25年,我國從2005年開始大規模地推進風電發展,這意味著國內有大量的風電機組葉片即將退役。同時,我國風電產業發展快、體量大,后續每年退役風機葉片數量還會以驚人的速度逐年遞增。全國風機葉片退役后回收利用難題將日益凸顯。2023年3月26日,國家能源局發布的《<關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案>案例解讀》提到,將推動退役風電機組、光伏組件回收處理技術和相關產業鏈發展,實現全生命周期閉環式綠色發展;同時將加快政策與標準制定,盡快完善行業標準、技術規范、認證體系等,確立合理的商業模式。綜上分析,在政策及市場推動下,退役風機葉片回收或將成為風電葉片產業另一高速發展細分領域。
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風電葉片是風力發電機的旋轉部件,由槳型葉片和槳轂組成,負責捕捉風能并將其轉換為機械能,進而通過發電機轉化為電能。它是風電機組中將自然界風能轉換為電能的核心部件,其性能和效率直接影響到整個機組的發電能力和經濟效益。
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2022年中國風電葉片行業產業鏈分析:未來風電葉片行業的需求量將會持續增加 [圖]
風電葉片是風電機組中將自然界風能轉換為風力發電機組電能的核心部件,也是衡量風電機組設計和技術水平的主要依據。截至2021年我國風電裝機容量為32848萬千瓦,同比增長16.68%。隨著電力的需求不斷增加,能源需求的仍然是未來發展的關鍵,將帶動風電葉片產業的整體需求持續上升。
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2021年中國風電葉片行業現狀及重點企業對比分析(中材葉片VS時代新材VS明陽智能)[圖]
2021年底,中國風電累計裝機32848萬千瓦,其中陸上風電累計裝機30209萬千瓦,占比92%;海上風電累計裝機2639萬千瓦,占比8%。2021年,中國風電新增裝機容量4757萬千瓦,其中陸上風電新增裝機3067萬千瓦,占比64%;海上風電新增裝機1690萬千瓦,占比36%。