01.風電逐漸占據重要地位，裝機量持續高增

 

　　風電逐漸成為主流可再生能源之一。隨著氣候問題日益嚴峻，各國能源結構亟待變革。可再生能源作為能源革命的核心，對于保障能源安全、保護生態環境、拉動相關 產業可持續發展具有重要意義。風力發電是發展最快的可再生能源技術之一。根據 IRENA，過去10年中全球陸上和海上風電裝機容量增加了3.74倍，由2011年的 220GW增長至2021年的約825GW，風電裝機量占比由2017年的22.74%提升至 2021年的25.83%。風電迎來快速發展期，新增裝機量持續爬升。陸上風電資源充足且成本較低、海上 風電單機裝機量更具效率，全球風電迎來發展黃金期。我國風電行業經歷2020年“搶 裝潮”后，順利步入“十四五”發展周期，裝機量逐年穩步提升。沿用廣發電新團隊 觀點，預計2025年全球及中國風電新增裝機或將分別達到164.6GW/80.0GW。

 

  　02.風機成本持續下行，政策推動風電從“補充”走向“主流”

　

　　“雙碳”目標引導下，風電逐漸從補充能源成為主流能源，成為全球實現碳中和目 標的主力軍。風能、光能等可再生能源的碳排放量遠低于傳統能源，而風電相較于 其他可再生能源又具有更加明顯的低碳排放特性。2022年3月22日，發改委印發《“十 四五”現代能源體系規劃》，規劃明確：全面推進風電和太陽能發電大規模開發和高 質量發展，鼓勵建設海上風電基地。據相關文件，各省市“十四五”期間風電新增 裝機目標總和超336.2GW。

 

　　政府持續“去補貼”開啟風電平價時代，“降本增效”目標下風機價格不斷走低。據金風科技統計，風機價格自2020年初開始不斷走低，2022年3月，風機公開投標 均價已下探到1876元/kW，同比下降35.3%。2022年5月陸上風機價格進一步下探至 1828元/kW。在風電入網價格競爭配置的背景下，成本下探使風電入網價格得以不 斷走低，2022年4月上海金山海上風電場一期項目中標上網電價為0.302元/千瓦時，低于上海燃煤發電基準價0.4155元/千瓦時，海上風電步入平價入網時代。

 

　　今年1-6月我國風電累計裝機達12.94GW，同比增19.4%；6月我國風電新增裝機 2.12GW，環比5月增長70%。我國風電裝機量歷來以下半年尤其是年底為主，2019- 2021年我國風電裝機量分別為25.74GW、71.67GW、47.57GW，而下半年裝機量分 別為16.65GW、63.35GW、36.73GW，分別占到全年裝機量的64.7%、88.4%、77.2%。在今年招標需求超出預期、裝機旺盛的情況下，下半年裝機有望高增。

 

　　03.風電機組大型化趨勢明顯，風電材料有望迎來高速發展

 

　　風電大型化趨勢帶動風機用材料發展。根據風力發電工作原理，風輪半徑越大，單 機功率愈大,發電成本就愈低。因此，隨著全球風電產業的快速發展，特別是海上風電的崛起，風電機組大型化趨勢愈發明顯，對風電用材料性能帶來更大挑戰。葉片 作為風力發電機組的輸入端，其使用材料性能直接決定風力發電裝置的輸出功率。經過近百年的發展，現階段風機葉片已經由木制葉片、布蒙皮葉片、鋁合金葉片過 渡到由基體樹脂、增強纖維、芯材等高分子材料組成的復合材料領域。葉片各材料中，基體樹脂作為整個葉片的材料“包裹體”，與增強纖維、芯材一同構成葉片的基 礎殼體，膠粘劑主要用于葉片與大粱腹板的粘接，涂料則可實現抵抗外來介質侵害。

 

　　全球基體樹脂和粘接膠原料主要以環氧類聚合物為主，增強材料以玻璃纖維為主， 固化劑以聚醚胺、酸酐等為主，結構膠以環氧膠體系為主。根據廣發電新團隊預測， 2025年全球風電新增裝機量有望達164.57GW。據風機價值量中原材料成本占比及 葉片各主材成本占比估算，2020年全球風機聚合物材料市場空間達到373億元，預計 2025年有望提升至613億元，CAGR（2018-2025）為17.73%。

 

　　二、基體材料：環氧樹脂體系成熟，聚氨酯有望替代

 

　　01.環氧樹脂：應用最廣的風電葉片基體材料

 

　　環氧樹脂指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機化合物，主要上游原材料為 雙酚A和環氧氯丙烷。環氧樹脂具有力學性能高、分子結構致密、粘接性能優異等特 點，能制成涂料、復合材料、澆鑄料、膠粘劑、模壓材料、風電葉片和注射成型材料， 在國民經濟的各個領域中得到廣泛的應用。基體材料在風電葉片主材中價值量占比 最高，達49%。葉片基體環氧樹脂由基礎環氧樹脂與固化劑、助劑、稀釋劑等深加工制成，通常采 用雙酚A型環氧樹脂改性路線。相較于雙酚A型環氧樹脂，雙酚A/F型環氧樹脂改性 路線葉片更具韌性，提高了抗沖擊、抗疲勞性能。雙酚A/F型環氧樹脂改性路線早期 被瀚森等國外巨頭掌握，近幾年國內廠商采取此路線的意愿逐漸增強。

 

　

 

　　在風電領域，基體樹脂作為整個葉片的材料“包裹體”，與增強纖維、芯材一同構成 葉片的基礎殼體。環氧樹脂具有優異的強度重量比、耐高溫和耐腐蝕等性能，可與 各類固化劑配合使用形成三維網狀固化物，能夠滿足葉片基體材料高強度、輕重量、特殊外部翼型等要求，是目前應用最多的葉片基體材料。據中材科技環評，1GW裝 機量需消耗約超5000噸基體環氧樹脂，2025年我國環氧樹脂市場需求或達198萬噸。環氧樹脂價格自2021年4月中旬達到最高值41000元/噸后，整體位于下行區間內。根 據上緯新材2021年年報數據，葉片用環氧樹脂2021年平均價格為29886元/噸。全球 風電葉片專用環氧樹脂主要廠商包括瀚森、歐林、上緯新材、道生天合、亨斯邁等， 其中瀚森、歐林等國外巨頭市場份額合計占比率超過40%。

 

　　我國環氧樹脂總體產能產量居全球首位。據卓創資訊數據，2021年全球環氧樹脂產 能為537萬噸/年，產量為373萬噸，分別同比增長3.3%和4.5%。2021年我國環氧樹 脂產量為155.2萬噸，同比增長16.45%。2021年以前我國環氧樹脂對外依存度持續 上升，2020年我國環氧樹脂表觀消費量169.04萬噸，凈進口35.76萬噸，對外依存度 為21.2%。隨著國產環氧樹脂產能提升，2021年進口依存度回落至12.1%。

 

　　

 

　　國內環氧樹脂行業以產能集中、規模較大、規范經營的發展為基本態勢。受安監、 環保等因素影響，不規范企業將被逐步淘汰。園區整治、工藝及副產鹽處理等安全 環保問題導致開工受限，傳統化工企業的環評壓力日益增大，環氧樹脂新增產能的 審批難度增大。目前國內環氧樹脂行業集中度相對較低，行業競爭格局在政策引導 下有望逐步集中。

 

　　02.聚氨酯：成本性能雙優，未來有望替代環氧樹脂

　

　　聚氨酯全名為聚氨基甲酸酯，其主鏈上含有重復的—種HNCOO—結構單元，一般由多 異氰酸酯與多元醇聚合物等經加成聚合而成，具有高強度、高耐磨及耐溶劑等特點。改變聚合物中NCO與OH的比例，可以得到熱固性和熱塑性的聚氨酯。聚氨酯下游應 用廣泛，從聚氨酯消費結構上看，2020年我國聚氨酯制品消費最多的是聚氨酯軟泡、 聚氨酯硬泡和彈性體，分別占聚氨酯制品消費總量的27%、26%、20%。

 

　　我國目前已成為了世界上最大的聚氨酯生產國，也是最大的聚氨酯市場之一。原材 料價格方面，聚合MDI、TDI價格近期相對平穩，處于歷史中樞值附近。供需方面， 我國聚氨酯產量、消費量穩步提升，2020年我國聚氨酯產量達1470萬噸，消費量達 1240萬噸，分別同比增長7.61%、4.64%。

 

　　風電平價時代來臨，聚氨酯樹脂“成本+性能”雙優勢就會凸顯。政府持續“去補貼”開 啟風電平價時代，降本增效已逐漸成為未來風電企業可持續發展的關鍵。與傳統環 氧樹脂相比，聚氨酯樹脂體系粘度低，灌注固化時間短，在可大幅提升葉片生產效 率降低生產成本的同時，又可呈現更為卓越的輕質性、機械性和抗疲勞性。2020年 8月，科思創攜手金風科技、中復連眾成功研發全球首支64.2米全聚氨酯風機葉片， 實現聚氨酯樹脂在大型風機葉片應用領域的重大突破，進一步推動聚氨酯葉片商業 化應用。科思創報告顯示，采用其聚氨酯葉片設計可使葉片重量減輕高達5.0%，并 使纖維間失效指標降低11.2%。

 

　　萬華化學作為全球聚氨酯龍頭，正逐步邁向全球化工新材料龍頭。萬華化學現已通 過專利覆蓋，加速完成風電復合材料領域布局。隨著未來風機大型化對葉片輕量化 的迫切需求，聚氨酯樹脂風機葉片或將快速商業化應用，萬華化學作為聚氨酯龍頭 企業，有望在風電復合材料領域持續“大展身手”。

 

　　03.固化劑：聚醚胺為現階段主流，葉片大型化帶動拉擠工藝發展，酸酐固化劑迎來發展新機

 

　　固化劑用于將基體環氧樹脂從熱塑性線型結構轉變為網狀結構的過程。固化后基體 樹脂能夠充分展現其機械強度等優異性能，發揮使用價值。環氧樹脂固化劑品類眾 多，風電葉片領域最常用的固化劑為以聚醚胺為代表的胺類固化劑；隨著葉片拉擠 工藝不斷鋪開及葉片大型化趨勢，未來酸酐類固化劑需求量有望大幅提升。

 

　　

 

　　（一）聚醚胺：性能優異、葉片領域應用最廣的固化劑

 

　　風電材料是聚醚胺主要應用領域。聚醚胺(PEA)是一類具有柔軟聚醚骨架，由伯胺基 或仲胺基封端的聚烯烴化合物。聚醚胺具有低粘度、較長適用期、抗老化等多方面 優異的綜合性能，已廣泛應用于風力發電、紡織印染、鐵路防腐、橋梁船舶防水、石 油及頁巖氣開采等領域。2020年聚醚胺下游應用中，風電材料占比高達62%。

 

　　聚醚胺技術壁壘高，國產替代為未來趨勢。聚醚胺規模應用起始于20世紀90年代， 發展歷史較短且存在技術、環保、認證三大方面的高門檻特點；主要生產工藝催化 胺化法則存在的設備要求高、催化劑制備復雜且價格昂貴、前期資金投入大等問題， 長期以來國外頭部企業優勢明顯。從競爭格局來看，全球聚醚胺的主要供應商是巴 斯夫和亨斯曼，合計產能占比為70%。近年來隨著正大新材、阿科力等國內公司取 得技術突破，國內產銷量穩步提升，產能持續布局。

 

　　聚醚胺在風電葉片領域是制作葉片固化劑的主要原材料之一，用于基體環氧樹脂固 化及合成結構膠。風電行業的增長動能強勁，拉動聚醚胺需求。2016-2020年中國風 電行業聚醚胺銷量由1.7萬噸增長至6.3萬噸，復合年均增速為38.4%，銷售收入由 3.56億元增長至15.90億元，復合年均增速為45.3%。

 

　　 我國聚醚胺市場隨風電裝機需求呈周期性增長。價格方面，2021年三四季度聚醚胺 價格持續上漲，高位達4.2萬元/噸；2022年二季度后價格回落，7月15日華東價格為 3萬元/噸，環比回落11.8%。從我國市場銷量來看，由于2020年我國出現風機搶裝潮， 大幅拉動聚醚胺需求，聚醚胺總體銷售量達10.1萬噸。隨著“十四五”裝機目標持續 推進，五年計劃后半程成為風電集中裝機年份，持續拉動聚醚胺需求。預計2025年 我國聚醚胺市場需求或達12.75萬噸。

 

　　（二）風機大型化帶動拉擠成型工藝發展，酸酐類固化劑用量有望高增

 

　　甲基四氫苯酐（MTHPA）是通過拉擠成型工藝制得風電葉片用高性能環氧樹脂基碳 纖維(或玻璃纖維)增強復合材料中最常用的固化劑。甲基四氫苯酐是一種淡黃色透 明油狀液體，具有低熔點、低毒、低揮發性等特點，主要上游原料是馬來酸酐。酸酐 類固化劑是電子信息材料、醫藥、農藥、樹脂、國防工業方面的重要中間體，同時還 可用于涂料、增塑劑、農藥等行業。

 

　　拉擠成型工藝是一種連續生產固定截面復合材料型材的方法，其成品性能優勢突出。在風電葉片主梁制造方面，先將碳纖維（玻璃纖維）制成拉擠板材，然后在葉片制作 時，在模具內鋪設碳纖維板材并固化后制成拉擠碳纖維梁。相較于灌注、預浸料等 方案，拉擠成型工藝具有模量更高、強度更強等特點。隨著風電葉片大型化，葉片對 材料重量、強度等性能要求勢必提高，故未來葉片制造中以高性能環氧樹脂為基體、 碳纖維為增強材料的拉擠碳板更可能成為主流方案。

 

　　對拉擠工藝而言，以甲基四氫苯酐為固化劑具有更好的浸漬性和較長使用期，其較 低的固化速度使材料能在數小時內保持較低黏度。根據南京海拓復材環評，甲基四 氫苯酐作為葉片用高性能纖維主梁板復合材料制作過程中的固化劑，質量占比達到 主梁10%，與主梁拉擠環氧樹脂占比相同。與胺類固化劑相比，酸酐類固化劑具有 綠色環保、適用期長等特點。酸酐類固化劑活性較低，便于加入填料進行改性，但室 溫固化緩慢；固化物耐熱性能更好，但耐濕熱性較差，目前處于應用初期，未來有望 隨技術成熟逐漸成為主流。逐步打破國外壟斷，濮陽惠成為行業龍頭。順酐酸酐衍生物核心技術主要為意大利 波林（Polynt SPA）、新日本理化等國外公司掌握。濮陽惠成通過新產品開發及產 品異構化研究，成為國內產品線最齊全的順酐酸酐衍生物國內龍頭企業。目前公司 順酐酸酐衍生物在產產能5.1萬噸，產能利用率達124.55%，取得專利18項，有望進 一步提升知名度和市占率。公司在建產能豐富，“5萬噸順酐酸酐衍生物”項目中規 劃甲基四氫苯酐產能2.1萬噸/年，預計2023年投產；另有2萬噸甲基四氫苯酐擴建項 目，已于2022年3月取得環評批復。

 

　　

 

 

　　四、增強材料：風電帶動大絲束碳纖維用量高速增長

 

　　風機大型化提高性能要求，大絲束碳纖維優勢明顯。增強材料可為葉片結構提供足 夠的剛度和強度，主要包括玻璃纖維和碳纖維兩種。玻纖曾以高性價比的優勢占據 市場，但隨著風機大型化趨勢逐漸凸顯，采用碳纖維可使其在滿足剛度和強度的前 提下，比玻璃鋼葉片質量輕30%以上。根據中復神鷹招股說明書，采用碳纖維的120m 風輪葉片可以有效減少總體自重達38%，成本下降14%。碳纖維是由聚丙烯腈（PAN）（或瀝青、粘膠）等有機母體纖維采用高溫分解法在 1000攝氏度以上高溫的惰性氣體下碳化（其結果是去除除碳以外絕大多數元素）制 成的，是一種含碳量在90%以上的無機高分子纖維。根據原絲類型不同，可分為聚 丙烯腈（PAN）基、瀝青基和粘膠基等。據光威復材招股書，目前以聚丙烯腈基為行 業主流，占市場份額90%以上。

 

　　按絲束大小，碳纖維可劃分為小絲束和大絲束。小絲束碳纖維初期以1K、3K、6K為 主，逐漸發展為12K和24K，主要應用于國防軍工等高科技領域。通常將48K以上碳 纖維稱為大絲束碳纖維，包括48K、60K、80K等，主要應用于紡織、能源等工業領 域。從20世紀60年代PAN基碳纖維的技術突破開始到現在，市場一直以小絲束碳纖 維為主要產品。90年代中期以后，大絲束碳纖維技術取得重大突破，其抗拉強度達 到并超過3600MPa，生產成本也不斷降低，大絲束碳纖維迎來了發展的“春天”。風電葉片是全球碳纖維的主要應用領域，拉動大絲束碳纖維市場需求。2021年全球碳纖維下游應用中，風電葉片用量占比最高，達28%。2021年風電葉片需求碳纖維 達3.3萬噸，市場價值達5.54億美元。風電需求拉動大絲束碳纖維需求快速增長，2021 年市場標準大絲束碳纖維市場需求達5.14萬噸，占比達43.5%。

 

　　

 

　　風電葉片用碳纖維需求穩定增長，行業處于高景氣區間。全球碳纖維市場需求持續 增長，2021年全球碳纖維需求總量為11.8萬噸，同比增長10.4%。根據賽奧碳纖維預 測，隨體育用品、風電葉片等行業對碳纖維需求拉動，需求量有望在2025年到達20 萬噸。風電需求占比自2018年起持續提高，2021年達27.97%，假設2025年風電葉 片增強材料用碳纖維需求占比達到30%，則需求量或達6萬噸，CAGR（2018-2025） 達15.41%。國產碳纖維價格持續走高，截至2022年7月5日，國產T300大絲束48/50K 碳纖維市場價為140元/千克，同比增長7.69%。

 

　　碳纖維需求高增，帶動上游丙烯腈市場。2017年前我國丙烯腈進口依存度較高，2017 年后隨著我國丙烯腈投產產能增加逐步降低。2022年1-6月我國丙烯腈已經實現凈出 口。東方盛虹子公司斯爾邦現有丙烯腈產能78萬噸/年，其二期丙烷產業鏈項目投產 后，總產能將達到104萬噸/年，進一步鞏固行業龍頭地位。

 

　　國產碳纖維“從有到優”，國產替代正當時。碳纖維技術門檻高，產能及市場長期 被日本東麗、日本東邦等國外巨頭占據。我國高端碳纖維進口依存度較高，2019年 達到67.2%。近年隨著自主技術突破我國產能不斷提高，2021年名義產能達到4.18 萬噸。預計未來我國碳纖維依賴進口、供需緊張的局面將逐漸緩和。

 

　　

 

 

　　五、結構膠：高附加值膠粘劑，粘接葉片上下殼體

 

　　大型風力機葉片大多采用組裝方式制造。在兩個陰模上分別成型葉片殼體，芯材及 其他增強材料部件分別在專用模具上成型，然后在主模具上把葉片殼體與芯材，以 及上、下半葉片殼體互相粘結，并將殼體縫隙填實，合模加壓固化后制成整體葉片。其中葉片所用結構膠作為葉片五大主材之一，價值量占比約7%，其性能的好壞直接 決定葉片本身質量的優劣。目前，葉片用結構膠類型主要有：環氧型、聚氨酯型、乙 烯基型以及丙烯酸酯型等，已經成熟應用的是環氧型結構膠。

 

　　目前MW級葉片用結構膠通常為雙組分環氧型結構膠，其主要原材料為環氧樹脂和 胺類固化劑。其中A組分為環氧樹脂主劑，B組分為以聚醚胺為主的固化劑，兩組分 輔以催化劑（例如脂環胺）、填料（例如高強玻纖）、觸變劑和功能性助劑等，經 10——15℃/h的速率進行梯度固化，達到既定溫度后，保溫一定時間，最終得到符合行 業標準的環氧型粘接結構件。

 

　　葉片大型化拉動結構膠需求快速增長。根據中材科技環評數據，1GW風電葉片約消 耗結構膠超840噸，其中環氧樹脂成本占比約43%，聚醚胺固化劑成本占比約14%；環氧樹脂/聚醚胺固化劑質量占比分別約為50%/11%。風機大型化趨勢下，結構膠廠 商有望在降本增效、單耗降低的情況下把握更為廣闊的增量市場。預計2025年風電 葉片用結構膠需求或將超13.3萬噸，同時拉動結構膠用環氧樹脂、聚醚胺市場需求。

 

　　

 

　　我國結構膠生產企業較為集中，康達新材是我國中高端風電結構膠粘劑的龍頭企業。前公司環氧膠類年產能4.6萬噸，在建產能0.7萬噸，市占率超60%。據康達新材 2021年經營數據測算，環氧結構膠平均單價超31000元/噸。

 

　　六、夾芯材料：PVC 泡沫為主，國產替代空間廣闊

 

　　芯材是風電葉片關鍵材料之一，在葉片的前緣、后緣以及腹板等部位，一般采用夾 層結構來增加結構剛度，防止局部失穩，提高整個葉片的抗載荷能力。葉片芯材通 常為巴沙木和PVC結構泡沫單獨使用或混用，在葉片主材中價值量占比達到11%。巴沙木也稱輕木，原產地南美洲厄瓜多爾，是目前人類所知木材中密度最小的木材。由于其獨特的類蜂窩狀細胞結構，使其具有輕質、高強的特點而成為風機葉片結構 夾芯的理想材料，但單一地區的輕木產量難以滿足全球的風電產業的需要。結構泡沫指通過物理發泡劑和/或化學發泡劑，將聚合物制造成具有可制成結構件的 泡沫材料。PVC結構泡沫材料作為風電葉片的夾芯結構主要用來增加剛度、減輕重 量，此外其吸水性低、隔音絕熱效果好等特性，使其成為要求具有高強度和低密度 領域的理想材料。

 

　　原材料價格方面，PVC價格經歷2021年3季度上漲后已回落至正常區間。PVC結構泡 沫價格方面，據隆華科技經營數據，公司高性能PVC芯材平均單價約5608元/立方米， 毛利率超30%。

 

　　

 

　　行業壁壘高，國產替代空間廣闊。目前我國多數風電葉片用PVC泡沫以進口為主。供應商主要以瑞典DIAB、意大利Maricell等國外廠商為主。國內芯材制造企業能夠直 接制造PVC原板的企業較少，多從事后期加工。當下我國正處于打破技術壁壘開始 國產替代的高速發展期，隆華科技等公司均有投產、擴產計劃。

　　

　　七、風電灌漿料：海風拉動需求，國產替代為主要趨勢

 

　　

 

　　風電灌漿料即超高強水泥基灌漿材料，本質上屬于極低水膠比水泥基材料體系，是 為風電基礎起到受力緩沖、提高結構安全性的重要材料。海上風機結構所受到的力 極為復雜，包括：風機葉片和風機自身旋轉以及塔桶造成的風機載荷、波浪力、潮流 力、船舶的撞擊力等，這就決定了近海風電導管架基礎的灌漿連接尤其重要，尤其 是在灌漿材料的選擇和灌漿質量的控制等方面的要求將更加嚴格。

 

　　灌漿料關注重點主要為高性能添加劑。灌漿料以砂子、水泥等低價值原材料為基礎， 經破碎、粉磨后與減水劑、鋼纖維、膨脹劑等添加劑混合均化而成。普通的水泥標準抗壓強度為42.5-52.5MPa，風電專用灌漿料抗壓強度超過120MPa，可有效保障風機 在風力、水力等荷載作用下的安全承載。

　　

　　灌漿料空間廣闊，國產化優勢明顯。目前國內灌漿料市場大多被海外化工巨頭Densit、 Nautic和BASF等占據。國產灌漿料具備短距離運輸、供貨周期短等優點，未來風電 灌漿料國產化是必然趨勢。蘇博特作為國內混凝土外加劑行業龍頭，研發的C120超 高強灌漿功能材料應用于我國首個百萬千瓦級海上風電場—三峽陽江沙扒170萬千 瓦海上風電場，成功解決了30m以上深水基礎水下灌漿性能大幅衰減以及大直徑強 約束結構灌漿層易與鋼管脫空的技術難題，作為國內灌漿料龍頭企業正在快速崛起。