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2024-04-26 瀏覽數:136
大家好,今天我給大家帶來的報告題目是:風電葉片產業現狀與發展,有不當之處還請批評指正!今天我的報告主要分為5個
大家好,今天我給大家帶來的報告題目是:風電葉片產業現狀與發展,有不當之處還請批評指正!
今天我的報告主要分為5個部分:風電行業的基本情況、風電葉片的產業概述、葉片技術發展方向、問題與課題、結語。
1.風電行業基本情況
首先看風電行業的基本情況,近幾年綠色低碳能源已經越來越多被大眾所認可,其根本原因還是全球氣候危機。全球氣候危機驅動了綠色低碳革命,目前可再生能源發電在全球總發電量中所占的比重超過了30%,成為全球第二大電力來源。據預測到2030年,可再生能源發電將成為全球最大的電力來源,在全部發電量的比重中有望超過57%。風電裝機近幾年也在持續增長,國家能源局的一個最新數據顯示,截至2023年12月底,全國累計裝機容量約為29.2億千瓦,同比增長13.9%,其中,風電裝機容量約4.4億千瓦,同比增長20.7%,風電裝機容量占總裝機容量的15%左右。近年來,以風電和太陽能發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電目前占26%左右。自2009年開始,中國風電裝機容量穩居全球第一。
(圖示)這是2016年-2023年中國風電新增裝機累計裝機容量的展示。
2023年,風電新增裝機容量是7590萬千瓦,相比2022年增長了52%。2023年中國風電整機廠最新的排名顯示,排名前5的整機廠包攬了整個新增裝機容量的3/4,這是蓬勃新能源財經2023年公布的新增裝機,以及它的市場份額。
風電機組大型化發展,近三年來,風電機組大型化的速度前所未有,取得了舉世矚目的成就。這6張圖片是行業有代表性的企業,它發布的一些新型機組。國內機組的單機容量及葉輪直徑均大幅超過國外主要廠家。海上風電機組:2023年12月12日,明陽智能MySE18.X-20MW海上風電機組下線,是目前全球已下線單機容量最大、風輪直徑最大的海上機組,風輪直徑可達292米。陸上風電機組:2023年北京國際風能展期間,三一重能發布的15MW機組,是目前全球陸上最大風電機組。
風力發電行業是我國綠色可持續發展能源戰略的支柱行業之一,并在我國“30·60”碳減排目標落實和能源結構轉型中承擔重要作用。在未來很長的一段時期內,風電產業仍將得到國家政策的大力支持,有著廣闊的持續發展前景。2025年將超過5億千瓦,占比達到18%。到2023年將達到8億千瓦,占比達到21%。2021-2025年,風電每年裝機容量將超過5100萬千瓦,2026-2030年,風電每年新增裝機超過5300萬千瓦。
2.我國風電葉片產業概述
我國風電葉片制造能力穩居全球第一,這一輪風電機組大型化發展主要以葉片的大型化為代表,葉片產業為我國風電產業高速發展做出巨大的貢獻。
(圖示)據不完全統計的數據,2023年我國有風電葉片產出企業一共16家,其中產能超過3000套以上的企業有近10家。目前外資企業僅剩LM一家,國內龍頭企業包括中材葉片、時代新材等,這是我們目前統計的16家葉片生產企業。風電葉片產業規模,國內葉片企業2023年風電葉片產量排名前三的企業依次是中材葉片超過3500套,時代新材超過2700套,三一葉片超過1500套,這三家合計占市場份額大概44.8%。我們統計到2021-2023年各葉片企業每年裝機容量。從這張圖可以看到三一葉片、遠景能源、天順葉片是當前產量增長較快的三家企業。
截至到2023年底,累計生產超過1000套的企業有14家,合計生產葉片超過15萬套。風電葉片累計產量排名靠前的企業依次是:中材葉片超過3.6萬套,時代新材超過2萬套,艾郎科技、明陽新材、聯合動力和東方天津葉片均超過1萬套。
2023年底,我國兆瓦級風電葉片產能約為3萬套,有能力支撐我國未來幾年風電產業的規?;l展。在規?;a和專業化程度上均居于世界領先地位。近三年來,葉片產業的市場規模不斷擴大,這期間出現了以風電機組功率不斷提升、葉片不斷加長為標志的大型化發展。2023年我們統計的數據,平均風機葉片長度增長到89.5米,較2022年增長了8米。截止到2024年3月初,生產下線的機組風輪直徑已經達到292米,已下線風電葉片最大長度達143米。
我來盤點一下近期幾家企業創紀錄的葉片,2023年為代表的雙瑞出產的126米葉片刷新全球風電葉片全尺寸試驗的長度紀錄。2024年1月21日,三一重能131米陸上風電葉片SY1310A成功下線,刷新全球最長陸上風電葉片紀錄。2024年2月27日,由明陽自主研制的MySE292海上超大型葉片成功下線,葉片長143米,再次刷新風電葉片長度紀錄。
(圖示)這是我們統計的風電葉片產業總部及生產基地區域分布圖,后期我們會做成產業地圖發給大家。我們統計了17家葉片企業,2023年包括近100個生產基地,分布在22個?。ㄊ?、自治區)。從制造基地數量來看,內蒙古、江蘇是風電葉片制造大省,緊隨其后的是新疆、甘肅以及河北,都是陸上或海上風電大規模開發的地區。我們針對葉片廠家對風電機組整機企業供應和配套情況,我們是用不同顏色代表各家整機廠,以及葉片廠在各個整機廠家的配比情況。
3.葉片技術發展方向
近年來,風電機組大型化發展迅速,其中葉片的技術發展至關重要,對葉片新的翼型、材料、設計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,無人機及機器人等智能設備,也將在葉片的設計與制造中獲得越來越廣泛的應用。
與整機融合設計,葉片是對風電整機性能及產品競爭力影響最大的部件之一,大型化使葉片的設計開發與整機的開發與優化關系越來越緊密。大型風電葉片在設計開發階段,需要與主機系統進行反復的迭代優化,使整機與葉片的匹配最佳,機組性能更優。大型風電葉片高性能、低成本、高可靠性的需求,使得整機深度參與葉片開發和制造全過程。
碳纖維的應用,隨著葉片長度及重量的增大,碳纖維因其性能優勢,廣泛應用于大型葉片的主梁制造。隨著國產碳纖維產能的提高、價格持續走低,碳纖維在風電葉片上的應用前景也越來越大。碳纖維應用中的一些問題需重視,例如葉片結構動態特性改變、防雷擊、廢棄物處理等。
預制零部件,大型葉片制造的提速降本驅動葉片向模塊化預制、標準化發展。葉片零部件的預制技術能夠提高生產效率和產品質量。拉擠板材就是一種預制件,在葉片上的應用已經普及。
再就是綠色設計、綠色制造。葉片在設計、選材、制造、物流、運營和后市場等環節,都需要堅持節能減排、循環利用、綠色低碳、可持續發展等原則。通過綠色設計和綠色制造,達到減少資源浪費,提高生產效能,減少有害物質和垃圾的排放,保護自然環境的目的。機械化和自動化發展,生產過程中的機械化和自動化能夠節省人工成本,降低人員勞動強度,提高產品質量。使用無人機和智能機器人等,可以替代人工作業,彌補人員不足與限制,提高工作效率。
4.問題與課題
行業目前存在的一些問題與課題,隨著風電機組的大型化快速發展,葉片技術發展進入無人區,我們所面臨的技術問題和挑戰都是前所未有的。堅持創新和科學態度,是風電葉片技術持續進步的前提。產品更新過快、事故增多,這一輪葉片急速加長,有些未待技術成熟而投放市場,造成事故增多,有些是成批量的。葉片事故對機組安全和效益影響巨大,也給相關企業帶來很大損失,需要認真總結經驗教訓。
設計技術,設計決定葉片的強度、剛度和動態特性,與葉片的可靠性、工藝性、經濟性密切相關。風電機組發展,使葉片長度、載荷和重量都越來越大,動態特性越來越復雜,需求越來越多、越來越高,給葉片設計帶來前所未有的挑戰。葉片設計與分析技術需要跟上葉片急速加長的變化,應重視葉片新產品的試驗驗證和產品認證。
減重降本,風電機組與葉片的大型化及市場競爭,對葉片減重降本提出了更高的要求。葉片減重降本是個永恒的課題,需要本著科學的態度,不斷創新優化,把控風險。
廢舊回收、循環利用,作為風電機組的主要構成部分,復合材料葉片的回收處理分量最重、難度最高。退役或替換下來的葉片數量逐年增多,對環境保護造成越來越大的壓力。廢舊葉片的回收及循環利用有效的技術方法及商業模式,是亟待解決的重要課題。截至2023年底,累計裝機超過19萬臺,容量超4.4億千瓦。1.5MW及以下機組將迎來批量退役,預計退役量約100GW,存量市場迎來爆發。根據行業協會報告顯示,2025年將會是葉片大批量退役的起點,之后每年需處理退役葉片數量快速增長,2030年后年退役量預計達76萬噸左右。退役風電葉片現場處理將形成一個持續穩定的后服務市場。
下面我說一下目前比較成熟的葉片回收技術,物理回收,包括重復利用和機械粉碎;二是熱解回收,獲取玻璃纖維制成短切玻璃纖維或玻纖氈。再是化學解聚,化學解聚分離樹脂和纖維,獲取樹脂黏膠和定長纖維。
5.結語
中國風電葉片產業經過不斷發展進步,取得了舉世矚目的成就,也已成為行業的領跑者。發展過程中還會遇到難題和起伏,需要我們葉片產業的從業者不斷創新,銳意進取,以科學理性的態度,遵循客觀規律,以更高的熱情、更大的投入、更深層次的探究,努力推動我國風電葉片產業向綠色、健康的方向穩步發展,為我國風電及新能源事業、30-60碳達峰碳中和戰略做出更大貢獻。
謝謝。
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