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风电材料

人生若只如初见

为国接盘的萌新

2021-11-22 00:06:06

风电装机持续增长
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风电装机持续增长，预计未来5年年均复合增速超20%。

11月18日，国家能源局发布1-10月份全国电力工业统计数据。截至10月底，风电装机总容量约3.0亿千瓦，同比增长30.4%。今年1-10月，风电新增装机为19.19GW，同比增加0.9GW。

展望未来，预计十四五期间风电年均新增装机中枢为50-65GW。预计分散式、新老替换与大基地在十四五期间将贡献200-230GW装机，考虑到海上风电与其他项目，预计十四五期间风电年均新增装机中枢为50-65GW，预计2021年国内新增风电装机40GW，2025年新增8O-90GW，年均复合增速超过20%。

在“双碳目标”下，风电作为目前较成熟且高性价比的可再生能源之一，有望在未来从替补能源变为主力能源。

风电上游核心材料
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1. 风电铸件：预计年均增长17.2%, 十四五期间需求增长121%。

新能源风电零部件方面，尤其在风电铸件领域，全球风电铸件目前80%以上产能集中在我国，其余20%产能主要位于欧洲和印度等。

目前中国风电铸件行业有两个趋势：一个是风机大型化下带来的风电零部件大型化趋势；一个是民营企业正在逐渐发展壮大的趋势。

风电能效提升主要依靠风机大型化，这使得风机大型化已成为未来的发展趋势，目前风机企业已经推出6-7MW的大型风机，打动下游风电零部件推陈出新，也朝着大型化趋势发展。

以日月股份、吉鑫科技为代表的民营企业在风电铸件领域占据优势并不断发展壮大，且年产能已超过15万吨。而以一重、二重为代表国有控股的大型综合性重工装备铸件制造企业，风电铸件仅为其业务领域中的某一细分板块，并非其主营业务。民营企业的优势和成长正在显现。

由于风电铸件与风电装机增长成正比，按照未来五年预计全球风电装机年均增长速度约为17.2%来看，预计风电铸件每年成长速度也在这个数字，十四五期间风电铸件有望增长121%。

2. 稀土永磁：预计十四五期间风电可带来约22%的增量。

风电约占永磁材料下游10%的比重，是未来永磁材料需求增长的主要推动力之一。

碳中和政策影响下，风电导致稀土永磁材料需求再次提升。根据GWEC预测，到2025年全球每年新增风电装机要达180GW才有网将全球温升控制在2℃以内。而2020年全球风电市场预计总共742GW，因此未来五年预计全球风电装机年均增长速度约为17.2%，可拉动稀土永磁材料超4万吨，按照2019年我国钕铁硼磁材18万吨的产量来计算，可带来约22%的增量。

从风电业务来看，正海磁材和金力永磁都在风电领域深耕多年。由于正海磁材没有最新的风电营收占比数据，根据公司2014-2016年时期风电业务占比仍占据约一半的营收占比来推算，预计其风电业务营收占比在30%左右，而金力永磁的风电营收占比在25%左右。

3. 碳纤维：预计十四五期间风电带来超16%的增量。

碳纤维是由聚丙烯腈（PAN）基、沥青基、粘胶基纤维等有机纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量高于90%的碳主链结构无机纤维。碳纤维具备许多优异性能，其轴向强度和模量高，密度低，比性能较高，无蠕变，在非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性良好。

碳纤维因其优异的性能而具有广泛的应用空间，但价格昂贵制约了大规模工业化应用。目前在超过100米的风电大叶片中，碳纤维才具有性价比。

碳纤维当前主要用在海风装机风电叶片上，陆上风电装机叶片较少。海上风电叶片周遭环境较恶劣，对叶片的质量提出了更高要求，对碳纤维需求也更加刚性。如果后续碳纤维价格下降不排除，陆上风电装机也采用碳纤维，但目前应用仍较少。

风电叶片大规模采用碳纤维的是国际风电巨头Vestas，Vestas碳梁单MW碳纤维用量接近1.7吨，而国内单MW碳梁用碳纤维约0.1吨，原因为只有Vestas的碳梁实现了碳纤维的低成本技术，但这部分是Vestas独有专利，其他公司均不得采用，而使得碳纤维并未在国产叶片上大规模应用。2022年7月Vestas碳梁专利到期后，国内叶片有望大规模采用碳纤维。

假设2022年7月Vestas碳梁专利到期，2023年国内碳梁单MW碳纤维用量达到0.8吨，为Vestas的一半，2023年国内海风装机预计10GW，对应碳纤维用量增加8000吨，占2020年国内风电叶片碳纤维用量的40%。

4. 环氧树脂：预计每年提升环氧树脂约2%，预计十四五期间需求将增长10%。

环氧树脂是一种高新材料，在绝缘性、防腐、稳定耐热方面均具有良好的性能，因此应用领域广泛。从下游消费结构看，我国环氧树脂在涂料、电子电器、复合材料和胶黏剂及其他等领域的应用占比分别为37.9%、31.9%、19.9%和10.4%。

目前风电叶片固化体系以液体环氧树脂为主，1GW叶片需要消耗约4550吨液体环氧树脂（LER)。2020年中国环氧树脂消费量达169万吨，进口量达40.5万吨，对外依存度达24%。2020年用于风电叶片的环氧树脂需求约42.32万吨，占全球环氧树脂需求的13.8%。预计全球风电新增装机量复合年增速为15%左右，则预计每年提升环氧树脂约2%的总需求。

5. 玻纤：预计十四五期间风电带来约5%的增量。

在中小叶片领域，玻纤风电纱是最好的材料。玻纤中风电纱产品主要应在在风电叶片中，风电纱因其良好的性能在风力发电机功率不超过3MW、叶片长度不超过40米的装机中具有良好的性价比。当风力发电机功率超过3MW、叶片长度超过40米时，玻纤性价比逐渐降低，因已达到玻纤性能极限。

单位 GW 风电装机量，玻纤纱用量约1 万吨。“十三五”期间，全球风电年均新增装机量约 50GW（剔除 2020 年国内“抢装”所致的异常年份），预计“十四五”期间全球风电年均装机量大概率超 100GW，对应风电纱用量将由 50 万吨增长至超 100 万吨，较“十三五”需求翻番。根据目前全球玻纤总产量950万吨计算，预计提升玻纤需求为5%。

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