2022年风电材料产业深度研究报告：关键材料国产替代加速.docx

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1、2021年风电材料产业深度研究报告：关键材料国产替代加速1风电：供给变革驱动行业内部迭代风力发电抢装落潮，碳中和驱动风电平稳发展我国风电行业整体可分为成长期与波动期。第一个阶段是2010年及以前年份，在政策的带动下，国内风电行业从起步探索到快速增长，尤其是2006年之后增速提升，归因于我国从2006年开始大幅加快风电规模化建设，新增装机也迈入GW时代，根据GWEC的数据，此阶段我国累计装机量从2006年的253.7万Kw增长至2010年4473.4万Kw。第二个阶段是波动期，风电发展进入调整，在行业快速增长的情况下，出现了供应、需求不相匹配的矛盾情况。2015-2016年，我国弃风率在15%以

2、上，监管趋紧，行业出现波动。2018年以来，风电弃电逐渐降低，我国风电发展在波动后继续上扬。风电补贴对新增装机形成重要影响，行业内出现两次抢装潮。2014年12月31日，发改委发布关于适当调整陆上风电标杆上网电价的通知（发改价格20143008号），开启风电标杆电价的退坡机制。政策适用于2015年1月1日以后核准的陆上风电项目以及2015年1月1日前核准但于2016年1月1日以后投运的陆上风电项目。为了避免上网电价下调，开发商将2015年1月1日以前核准的陆上风电项目在2015年底实现并网，导致2015年抢装潮出现。第二次抢装潮出现在2020年。2019年5月21日，发改委发布新政策，明确提出

3、2018年核准的陆上风电项目，2020年底仍未完成并网的，国家不再补贴。在此背景下，存量项目快速推进，2020年新增装机量出现历史新高，2020年12月底单月装机4705万千瓦，2020年总装机量达到7167万千瓦。风电抢装退潮，政策因素趋弱，碳中和趋势成为启明星。“双碳战略”下，我国2025年非化石能源占一次能源消费比重将达到20%左右。根据国家能源局关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知，我国将建立保障性并网、市场化并网等并网多元保障机制，2021年非水可再生能源保障性并网规模不低于9000万千瓦，对于保障性并网范围以外的风电、光伏项目，可通过自建、合建共享或购买服务等市场化方

4、式落实并网条件后，由电网企业予以并网。碳中和大背景下，风电加快发展趋势较为明确。国内海上风电在政策支持下快速发展，产业链逐步成熟。据GWEC数据，中国在2020年实现了3GW以上的海上风电新增并网，连续第三年成为全球最大的海上风电市场。2020年全球新增海上风电中国占比最高，达到50.4%,全球海上风电总装机量为35.3GW,中国占比为28.3%。预计2021年风电新增装机量为35-40GW。风能北京宣言发布，提出在“十四五规划中，为风电设定与碳中和国家战略相适应的发展空间，保证年均新增装机50GW以上；2025年后，中国风电年均新增装机容量应不低于60GW。国家能源局数据显示，2021年1-

5、8月国内新增风电装机14.63GW,加之2021年风电抢装潮，预计2021年风电装机量约为35-40GWo风机大型化推动风电供给端变革，叶片迭代加速风机大型化标志着风电机组功率提升。由于高塔筒意味着能够捕获更高高度处的风速，长叶片意味着风轮的受风面积更大，能够捕获更多的能量，风轮直径扩大，风机可捕捉更多的风能，从而提高发电量，有助于风电在风速较低的地方打开市场。风机大型化趋势下，单机功率逐渐提升。CWEA统计我国新增装机各类机型容量占比，2-2.5MW功率风机市场份额逐步扩大，2MW功率设备或将逐渐退出市场。海上风电叶片相较于陆上风电更大。海上风电运输、安装与维护等成本较陆上风电高，需要采用相

6、对更大的叶片以降低单位容量的发电成本，海上风电采用相对陆上风电单机容量更大的机组，例如，明阳批量交付的海上风机单机容量超过5.5MW、叶轮直径超过155米。风电零部件中，叶片的技术迭代速度最快。大型化风机需求更长的叶片、强度更高的传动装置、功率更高的发电装置。核心零部件迭代需要跟进，其中叶片的技术迭代速度最快。2.OMW机型最早使用的是93米叶片，到2017、2018年已经使用121米叶片，2019年则一般会配置140米以上直径叶轮的叶片。叶片技术迭代，高性能材料需求提升风电叶片经历发展，目前完全使用复合材料。风电叶片材料早期使用木材、布蒙皮、铁蒙皮、铝合金蒙皮，随着风电叶片长度增长，需要使用

7、更高强度的材料，复合材料能够满足叶片大型化的轻量化、高模量、高强度的需求，风电叶片是世界上最大的复合材料部件之一。2基体：进口依赖过重，国产化不足核心基体：环氧树脂体系是风电叶片生产的核心材料之一环氧树脂是风电叶片生产过程中最为核心的原材料之一。环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能以及其使用工艺的灵活性是其他热固性塑料所不具备的，它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压

8、材料和注射成型材料。我国环氧树脂主要应用于涂料和电子电气领域，复合材料领域用量可观。树脂传递模塑工艺是大型叶片一次性成型主要工艺。小型风电叶片往往采用手糊成型工艺，质量不稳定。在风电叶片大型化的趋势下，对叶片质量提出较高的要求，目前风电叶片中通过树脂传递模塑成型工艺实现复合材料的成型，通过将树脂注入到闭合模具中浸润增强材料并固化，此工艺设备昂贵但是节约劳动成本、树脂浸渍性能好、成型周期短。环氧树脂自身为热固性的线形结构，加入固化剂交联后才能表现出优良的性能。胺类化合物是环氧树脂重要的固化剂。一般胺类（如乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺等）固化剂在常温下具有挥发性大、刺激皮肤和呼吸道、毒性大、韧性

9、低、强度低等缺点导致其使用范围受到限制。而聚醛胺的出现克服了上述传统环氧固化剂的缺点，将含有醵键的胺类化合物应用于环氧树脂固化剂中，不但能提高固化物的柔韧性，还克服了简单多胺固化剂毒性大的缺点。聚醒胺是环氧树脂体系的固化剂，改善环氧树脂的耐酸碱性、耐水性和电性能。聚醛胺（PEA）是一类以聚醛为主链结构，末端以胺基为官能团的聚合物。聚醛胺主要应用于聚氨酯反应注射成型材料、聚腺喷涂、环氧树脂固化剂以及汽油清净剂等领域。聚醒胺采用离去基团法和催化胺化法生产，催化胺化法是工业主要方法。聚醛胺因其优异性能广泛应用于风力发电、纺织印染、铁路防腐、桥梁船舶防水、石油及页岩气开采领域。产业格局：环氧树脂产能饱

10、和，聚醛胺产能不足，二者进口依存度高我国环氧树脂产能产量基本保持稳定，行业饱和度较高，2020年产量有所增长。根据卓创资讯的数据，20162020年我国环氧树脂产能及产量基本保持稳定，2020年产量相比2016-2019年有较大的提升。行业产能利用率在2020年也有较大的提升,达到61%。风电叶片所用环氧树脂供应商的主要供应商有欧林（0LIN）、瀚森（HEXION）、亨斯迈等，上纬、惠柏新材料等。从市场份额来看，瀚森化工和欧林占据着主导地位，我国主要有道生天合、上纬新材、惠柏新材料供应风电叶片所需的环氧树脂，瀚森、欧林、亨斯迈总市场份额从2016年的39.76%下滑到2019年的35%,但是地

11、位稳定，主导供应格局。我国高端环氧树脂进口量需求大，进口替代势在必行。我国环氧树脂特种产品及固化剂开发不足，如电子级环氧树脂、功能性粉末涂料、汽车底漆和风电叶片等对适用性及稳定性较高的高性能环氧树脂供不应求，依赖进口，制约高端下游产品的国产替代化进程。以艾郎科技为例，其2018-2020年的环氧树脂供应商为瀚森化工、0LIN公司和道生天合（OLIN的国内树脂代理商），进口依赖度较高。聚醒胺固化剂中美国亨斯曼、德国巴斯夫公司市占率高，中国企业市占率逐渐提升。亨斯曼装置在欧洲、美国、新加坡，产能约12万吨/年。巴斯夫装置主要集中在美国和帝国，中国地区有少量产能。我国聚醒胺生产企业包括无锡（）、扬州

12、晨化、烟台民生、山东正大、（）。其中，山东正大聚醍胺产能为3.5万吨，居国内首位；0生产聚醛以及聚酸胺，聚醛胺产品产能为1.8万吨，在建产能为1.3万吨；阿科力聚醛胺产能为2万吨，2021年定增计划开展1万吨聚酸胺项目。2020年风电行业需求旺盛，带动聚醛胺以及原材料聚醛的价格提升。聚醛的产品价格与原料P0（环氧丙烷）直接相关。2020年在风电抢装潮的带动下，环氧丙烷价格从2020年初9500元/吨均价攀升至2020年9月份19000元/吨高点，实现翻倍的涨幅，国内“P0-聚醛-聚醒胺-风电”产业链中聚醛产品同时实现了量价齐升。根据阿科力公司往年报表分析，聚醛胺价格在2019年达到低点后，20

13、20年相较于2019年有近30%的提升。考虑到原材料端的涨价趋势，2021年聚酸胺价格仍保持高位。国际巨头巴斯夫也宣布涨价，2021年4月1日起，巴斯夫宣布将在北美地区提高以Baxxodur品牌销售的聚醛胺的价格，以聚醛胺D230为例，调涨幅度为4300元/吨。风电行业快速发展带动结构胶需求增长。我们预计“十四五”期间，我国年均风电装机量为55GW左右，CAGR为11.8%,保持高速增长态势。根据0招股书中的计算，以1.5MW机组为例，单个叶片结构胶用量为350kg,单机用量为1.05吨，推算得到结构胶用量为0.7吨-1。2010年我国风电主力机型为1.5MW,2020年风机功率主要为2-4M

14、W,风机叶轮直径从约80米提升至150米以上，叶片长度实现了翻倍，将提升单只叶片结构胶的需求。假设结构胶单位用量不变，我们预计“十四五”期间，结构胶的年均市场需求为3.85万吨。国内结构胶竞争格局中，康达新材市占率第一。风电结构胶属于结构胶的高端类型，需要通过德国劳氏船级社(GL)认证方可应用于风电叶片制造之中。风电结构胶的主要市场参与者为美国瀚森、陶氏化学与康达新材，目前康达新材国内市占率为约70%,成为当之无愧的行业龙头。结构胶原材料成本高，技术溢价提升价格。据康达新材年报，结构胶原材料成本占据80%以上。风电结构胶技术难度较大，毛利率较高，根据康达新材营收数据进行计算，2019年公司环氧

15、胶毛利率为31.8%,2020年风电结构胶的平均售价为4万元/吨，环氧树脂均价为2万元/吨，具备较好的盈利水平。发展趋势：风电环氧树脂高速增长，高性能发展适配新体系2021-2025年预计风电用环氧树脂需求将保持高速的增长。风电叶片尺寸增大，其质量将出现三次方的同步变化，对于基体材料的用量需求将有保障。预计风电叶片专用环氧树脂受益于风电装机的高景气度将实现稳定的增长。我们以聚合科技招股书(申报稿)中披露数据计算得到2018-2020年我国风电环氧树脂的需求量为13.9、19.k35.5万吨，2020年因风电装机量的大幅增加，风电环氧树脂需求出现明显的增长。在风电大型化的趋势下，碳纤维用量提升，在碳纤维高性能的支持下，预计单位装机容量环氧树脂将持续下降，但随装机量的高速增长，预计环氧树脂需求也将呈现出高速的增长。碳纤维复合材料发展，树脂体系化适配。不同的碳纤维复合材料成型工艺存在较大差异，因此所选环氧树脂体系与成型工艺的匹配性成为影响碳纤维复合材料性能