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2024-04-26 瀏覽數(shù):752
大家好,今天我給大家?guī)?lái)的報(bào)告題目是:風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展,有不當(dāng)之處還請(qǐng)批評(píng)指正!今天我的報(bào)告主要分為5個(gè)
大家好,今天我給大家?guī)?lái)的報(bào)告題目是:風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展,有不當(dāng)之處還請(qǐng)批評(píng)指正!
今天我的報(bào)告主要分為5個(gè)部分:風(fēng)電行業(yè)的基本情況、風(fēng)電葉片的產(chǎn)業(yè)概述、葉片技術(shù)發(fā)展方向、問題與課題、結(jié)語(yǔ)。
1.風(fēng)電行業(yè)基本情況
首先看風(fēng)電行業(yè)的基本情況,近幾年綠色低碳能源已經(jīng)越來(lái)越多被大眾所認(rèn)可,其根本原因還是全球氣候危機(jī)。全球氣候危機(jī)驅(qū)動(dòng)了綠色低碳革命,目前可再生能源發(fā)電在全球總發(fā)電量中所占的比重超過(guò)了30%,成為全球第二大電力來(lái)源。據(jù)預(yù)測(cè)到2030年,可再生能源發(fā)電將成為全球最大的電力來(lái)源,在全部發(fā)電量的比重中有望超過(guò)57%。風(fēng)電裝機(jī)近幾年也在持續(xù)增長(zhǎng),國(guó)家能源局的一個(gè)最新數(shù)據(jù)顯示,截至2023年12月底,全國(guó)累計(jì)裝機(jī)容量約為29.2億千瓦,同比增長(zhǎng)13.9%,其中,風(fēng)電裝機(jī)容量約4.4億千瓦,同比增長(zhǎng)20.7%,風(fēng)電裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的15%左右。近年來(lái),以風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電為代表的綠色能源逐漸成為電力投資的主體??梢钥闯鲲L(fēng)電目前占26%左右。自2009年開始,中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量穩(wěn)居全球第一。
(圖示)這是2016年-2023年中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)累計(jì)裝機(jī)容量的展示。
2023年,風(fēng)電新增裝機(jī)容量是7590萬(wàn)千瓦,相比2022年增長(zhǎng)了52%。2023年中國(guó)風(fēng)電整機(jī)廠最新的排名顯示,排名前5的整機(jī)廠包攬了整個(gè)新增裝機(jī)容量的3/4,這是蓬勃新能源財(cái)經(jīng)2023年公布的新增裝機(jī),以及它的市場(chǎng)份額。
風(fēng)電機(jī)組大型化發(fā)展,近三年來(lái),風(fēng)電機(jī)組大型化的速度前所未有,取得了舉世矚目的成就。這6張圖片是行業(yè)有代表性的企業(yè),它發(fā)布的一些新型機(jī)組。國(guó)內(nèi)機(jī)組的單機(jī)容量及葉輪直徑均大幅超過(guò)國(guó)外主要廠家。海上風(fēng)電機(jī)組:2023年12月12日,明陽(yáng)智能MySE18.X-20MW海上風(fēng)電機(jī)組下線,是目前全球已下線單機(jī)容量最大、風(fēng)輪直徑最大的海上機(jī)組,風(fēng)輪直徑可達(dá)292米。陸上風(fēng)電機(jī)組:2023年北京國(guó)際風(fēng)能展期間,三一重能發(fā)布的15MW機(jī)組,是目前全球陸上最大風(fēng)電機(jī)組。
風(fēng)力發(fā)電行業(yè)是我國(guó)綠色可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略的支柱行業(yè)之一,并在我國(guó)“30·60”碳減排目標(biāo)落實(shí)和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中承擔(dān)重要作用。在未來(lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi),風(fēng)電產(chǎn)業(yè)仍將得到國(guó)家政策的大力支持,有著廣闊的持續(xù)發(fā)展前景。2025年將超過(guò)5億千瓦,占比達(dá)到18%。到2023年將達(dá)到8億千瓦,占比達(dá)到21%。2021-2025年,風(fēng)電每年裝機(jī)容量將超過(guò)5100萬(wàn)千瓦,2026-2030年,風(fēng)電每年新增裝機(jī)超過(guò)5300萬(wàn)千瓦。
2.我國(guó)風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)概述
我國(guó)風(fēng)電葉片制造能力穩(wěn)居全球第一,這一輪風(fēng)電機(jī)組大型化發(fā)展主要以葉片的大型化為代表,葉片產(chǎn)業(yè)為我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。
(圖示)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),2023年我國(guó)有風(fēng)電葉片產(chǎn)出企業(yè)一共16家,其中產(chǎn)能超過(guò)3000套以上的企業(yè)有近10家。目前外資企業(yè)僅剩LM一家,國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)包括中材葉片、時(shí)代新材等,這是我們目前統(tǒng)計(jì)的16家葉片生產(chǎn)企業(yè)。風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)規(guī)模,國(guó)內(nèi)葉片企業(yè)2023年風(fēng)電葉片產(chǎn)量排名前三的企業(yè)依次是中材葉片超過(guò)3500套,時(shí)代新材超過(guò)2700套,三一葉片超過(guò)1500套,這三家合計(jì)占市場(chǎng)份額大概44.8%。我們統(tǒng)計(jì)到2021-2023年各葉片企業(yè)每年裝機(jī)容量。從這張圖可以看到三一葉片、遠(yuǎn)景能源、天順葉片是當(dāng)前產(chǎn)量增長(zhǎng)較快的三家企業(yè)。
截至到2023年底,累計(jì)生產(chǎn)超過(guò)1000套的企業(yè)有14家,合計(jì)生產(chǎn)葉片超過(guò)15萬(wàn)套。風(fēng)電葉片累計(jì)產(chǎn)量排名靠前的企業(yè)依次是:中材葉片超過(guò)3.6萬(wàn)套,時(shí)代新材超過(guò)2萬(wàn)套,艾郎科技、明陽(yáng)新材、聯(lián)合動(dòng)力和東方天津葉片均超過(guò)1萬(wàn)套。
2023年底,我國(guó)兆瓦級(jí)風(fēng)電葉片產(chǎn)能約為3萬(wàn)套,有能力支撐我國(guó)未來(lái)幾年風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展。在規(guī)模化生產(chǎn)和專業(yè)化程度上均居于世界領(lǐng)先地位。近三年來(lái),葉片產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,這期間出現(xiàn)了以風(fēng)電機(jī)組功率不斷提升、葉片不斷加長(zhǎng)為標(biāo)志的大型化發(fā)展。2023年我們統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),平均風(fēng)機(jī)葉片長(zhǎng)度增長(zhǎng)到89.5米,較2022年增長(zhǎng)了8米。截止到2024年3月初,生產(chǎn)下線的機(jī)組風(fēng)輪直徑已經(jīng)達(dá)到292米,已下線風(fēng)電葉片最大長(zhǎng)度達(dá)143米。
我來(lái)盤點(diǎn)一下近期幾家企業(yè)創(chuàng)紀(jì)錄的葉片,2023年為代表的雙瑞出產(chǎn)的126米葉片刷新全球風(fēng)電葉片全尺寸試驗(yàn)的長(zhǎng)度紀(jì)錄。2024年1月21日,三一重能131米陸上風(fēng)電葉片SY1310A成功下線,刷新全球最長(zhǎng)陸上風(fēng)電葉片紀(jì)錄。2024年2月27日,由明陽(yáng)自主研制的MySE292海上超大型葉片成功下線,葉片長(zhǎng)143米,再次刷新風(fēng)電葉片長(zhǎng)度紀(jì)錄。
(圖示)這是我們統(tǒng)計(jì)的風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)總部及生產(chǎn)基地區(qū)域分布圖,后期我們會(huì)做成產(chǎn)業(yè)地圖發(fā)給大家。我們統(tǒng)計(jì)了17家葉片企業(yè),2023年包括近100個(gè)生產(chǎn)基地,分布在22個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū))。從制造基地?cái)?shù)量來(lái)看,內(nèi)蒙古、江蘇是風(fēng)電葉片制造大省,緊隨其后的是新疆、甘肅以及河北,都是陸上或海上風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)的地區(qū)。我們針對(duì)葉片廠家對(duì)風(fēng)電機(jī)組整機(jī)企業(yè)供應(yīng)和配套情況,我們是用不同顏色代表各家整機(jī)廠,以及葉片廠在各個(gè)整機(jī)廠家的配比情況。
3.葉片技術(shù)發(fā)展方向
近年來(lái),風(fēng)電機(jī)組大型化發(fā)展迅速,其中葉片的技術(shù)發(fā)展至關(guān)重要,對(duì)葉片新的翼型、材料、設(shè)計(jì)方法以及制造工藝都提出了更高的要求。碳纖維、拉擠板等新材料新工藝,無(wú)人機(jī)及機(jī)器人等智能設(shè)備,也將在葉片的設(shè)計(jì)與制造中獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
與整機(jī)融合設(shè)計(jì),葉片是對(duì)風(fēng)電整機(jī)性能及產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力影響最大的部件之一,大型化使葉片的設(shè)計(jì)開發(fā)與整機(jī)的開發(fā)與優(yōu)化關(guān)系越來(lái)越緊密。大型風(fēng)電葉片在設(shè)計(jì)開發(fā)階段,需要與主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行反復(fù)的迭代優(yōu)化,使整機(jī)與葉片的匹配最佳,機(jī)組性能更優(yōu)。大型風(fēng)電葉片高性能、低成本、高可靠性的需求,使得整機(jī)深度參與葉片開發(fā)和制造全過(guò)程。
碳纖維的應(yīng)用,隨著葉片長(zhǎng)度及重量的增大,碳纖維因其性能優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于大型葉片的主梁制造。隨著國(guó)產(chǎn)碳纖維產(chǎn)能的提高、價(jià)格持續(xù)走低,碳纖維在風(fēng)電葉片上的應(yīng)用前景也越來(lái)越大。碳纖維應(yīng)用中的一些問題需重視,例如葉片結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性改變、防雷擊、廢棄物處理等。
預(yù)制零部件,大型葉片制造的提速降本驅(qū)動(dòng)葉片向模塊化預(yù)制、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。葉片零部件的預(yù)制技術(shù)能夠提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。拉擠板材就是一種預(yù)制件,在葉片上的應(yīng)用已經(jīng)普及。
再就是綠色設(shè)計(jì)、綠色制造。葉片在設(shè)計(jì)、選材、制造、物流、運(yùn)營(yíng)和后市場(chǎng)等環(huán)節(jié),都需要堅(jiān)持節(jié)能減排、循環(huán)利用、綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展等原則。通過(guò)綠色設(shè)計(jì)和綠色制造,達(dá)到減少資源浪費(fèi),提高生產(chǎn)效能,減少有害物質(zhì)和垃圾的排放,保護(hù)自然環(huán)境的目的。機(jī)械化和自動(dòng)化發(fā)展,生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)械化和自動(dòng)化能夠節(jié)省人工成本,降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度,提高產(chǎn)品質(zhì)量。使用無(wú)人機(jī)和智能機(jī)器人等,可以替代人工作業(yè),彌補(bǔ)人員不足與限制,提高工作效率。
4.問題與課題
行業(yè)目前存在的一些問題與課題,隨著風(fēng)電機(jī)組的大型化快速發(fā)展,葉片技術(shù)發(fā)展進(jìn)入無(wú)人區(qū),我們所面臨的技術(shù)問題和挑戰(zhàn)都是前所未有的。堅(jiān)持創(chuàng)新和科學(xué)態(tài)度,是風(fēng)電葉片技術(shù)持續(xù)進(jìn)步的前提。產(chǎn)品更新過(guò)快、事故增多,這一輪葉片急速加長(zhǎng),有些未待技術(shù)成熟而投放市場(chǎng),造成事故增多,有些是成批量的。葉片事故對(duì)機(jī)組安全和效益影響巨大,也給相關(guān)企業(yè)帶來(lái)很大損失,需要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。
設(shè)計(jì)技術(shù),設(shè)計(jì)決定葉片的強(qiáng)度、剛度和動(dòng)態(tài)特性,與葉片的可靠性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)。風(fēng)電機(jī)組發(fā)展,使葉片長(zhǎng)度、載荷和重量都越來(lái)越大,動(dòng)態(tài)特性越來(lái)越復(fù)雜,需求越來(lái)越多、越來(lái)越高,給葉片設(shè)計(jì)帶來(lái)前所未有的挑戰(zhàn)。葉片設(shè)計(jì)與分析技術(shù)需要跟上葉片急速加長(zhǎng)的變化,應(yīng)重視葉片新產(chǎn)品的試驗(yàn)驗(yàn)證和產(chǎn)品認(rèn)證。
減重降本,風(fēng)電機(jī)組與葉片的大型化及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),對(duì)葉片減重降本提出了更高的要求。葉片減重降本是個(gè)永恒的課題,需要本著科學(xué)的態(tài)度,不斷創(chuàng)新優(yōu)化,把控風(fēng)險(xiǎn)。
廢舊回收、循環(huán)利用,作為風(fēng)電機(jī)組的主要構(gòu)成部分,復(fù)合材料葉片的回收處理分量最重、難度最高。退役或替換下來(lái)的葉片數(shù)量逐年增多,對(duì)環(huán)境保護(hù)造成越來(lái)越大的壓力。廢舊葉片的回收及循環(huán)利用有效的技術(shù)方法及商業(yè)模式,是亟待解決的重要課題。截至2023年底,累計(jì)裝機(jī)超過(guò)19萬(wàn)臺(tái),容量超4.4億千瓦。1.5MW及以下機(jī)組將迎來(lái)批量退役,預(yù)計(jì)退役量約100GW,存量市場(chǎng)迎來(lái)爆發(fā)。根據(jù)行業(yè)協(xié)會(huì)報(bào)告顯示,2025年將會(huì)是葉片大批量退役的起點(diǎn),之后每年需處理退役葉片數(shù)量快速增長(zhǎng),2030年后年退役量預(yù)計(jì)達(dá)76萬(wàn)噸左右。退役風(fēng)電葉片現(xiàn)場(chǎng)處理將形成一個(gè)持續(xù)穩(wěn)定的后服務(wù)市場(chǎng)。
下面我說(shuō)一下目前比較成熟的葉片回收技術(shù),物理回收,包括重復(fù)利用和機(jī)械粉碎;二是熱解回收,獲取玻璃纖維制成短切玻璃纖維或玻纖氈。再是化學(xué)解聚,化學(xué)解聚分離樹脂和纖維,獲取樹脂黏膠和定長(zhǎng)纖維。
5.結(jié)語(yǔ)
中國(guó)風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展進(jìn)步,取得了舉世矚目的成就,也已成為行業(yè)的領(lǐng)跑者。發(fā)展過(guò)程中還會(huì)遇到難題和起伏,需要我們?nèi)~片產(chǎn)業(yè)的從業(yè)者不斷創(chuàng)新,銳意進(jìn)取,以科學(xué)理性的態(tài)度,遵循客觀規(guī)律,以更高的熱情、更大的投入、更深層次的探究,努力推動(dòng)我國(guó)風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)向綠色、健康的方向穩(wěn)步發(fā)展,為我國(guó)風(fēng)電及新能源事業(yè)、30-60碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略做出更大貢獻(xiàn)。
謝謝。
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