全球叶片碳纤维现状及发展方向

中国复合材料集团有限公司全球风电叶片和碳纤维产业现状及发展方向董事长：张定金中国复合材料集团有限公司2013年01月09日中国复合材料集团有限公司叶片和碳纤维产业现状及发展方向全球风电叶片产业现状及发展关于中国复材全球碳纤维产业现状及发展对叶片与碳纤维产业的看法中国复合材料集团有限公司2012/12/3131996-2011全球累计装机容量2011全球累计装机容量240GW占全球发电5%；我国累计装机容量63GW，占全球总装机容量的26%，居第一全球273GW中国80GW预计2012年全球风电产业发展现状中国复合材料集团有限公司2012/12/3141996-2011全球新增装机容量全球风电产业发展现状2011全球新增装机容量41.24GW我国新增装机容量18GW，占全球新增总装机的44%，居第一中国复合材料集团有限公司2012上半年各国新增装机容量单位：MW全球风电产业发展现状中国复合材料集团有限公司2011年全球累计海上风电装机容量4029MW全球新增海上风电装机容量1000MW中国海上风电完成吊装容量242.5MW海上风电未来海上风电机组的功率将超过10MW、直径约200m全球风电产业发展现状中国复合材料集团有限公司�至2011年年底：�并网风电超过了50GW，当年并网14.5GW，均稳居世界第一�中国有30个省、市、自治区有了自己的风电场�风电累计装机超过1GW的省份超过10个，超过2GW省份9个�共有60余家国企（不包括子公司）参与了风电投资建设�接近90%的风电项目由大型央企及地方国企投资建设（国电、华能、大唐）中国风电产业发展现状中国复合材料集团有限公司主机商：金风（3MW、6MW）、华锐（3MW、5MW、6MW）联合动力（3MW、6MW）、明阳（3MW、6MW）东汽（3MW、5.5MW）、湘电（5MW）、上海电气（3.6MW、6MW）10MW和12MW超大型海上风力机组的已启动研发中国叶片商曾经近百家，经过2011年风电市场的竞争，目前能够批量供货的制造商不足10家，制造能力超过5000万kW。�中国复材、中材科技、中航惠腾、LM：�东汽、国电、明阳、上海玻钢院、VESTAS、GAMES中国风电产业发展现状中国复合材料集团有限公司2011年，中国风电行业经过了五六年的高速增长之后，矛盾逐渐显露出来：�企业发展速度下降、效益下滑�并网难和消纳难（2011年风电“弃风”超过100亿kWh）�质量问题�中国风电的发展方式，从重规模到重效益、从重速度到重质量、从重装机到重电量的转变2011年是中国风电的转折点（从快速发展向稳步发展过渡）中国风电产业发展现状中国复合材料集团有限公司“十二五”期间，国家能源局已核准了两批风电项目：�2011年8月：第一批风电规划项目（2883万kW）；�2012年3月：第二批风电规划项目（1492万kW）；�第二批计划与第一批计划相比，降幅达到四成以上，加上此前国家能源局要求对于风电弃风超过20%的地区，原则上不得安排新的风电建设项目因此，2012年对于风电整机和零部件企业而言，是非常艰难的一年。中国风电产业发展现状中国复合材料集团有限公司风电业“救市”曙光�10月15日，甘肃酒泉风电二期第一批300万KW项目获得国家发改委核准；�2012年12月：新疆自治区风电项目（247万KW）；�2012年11月：国家能源局增补（山西、山东、福建）。大唐集团共有21个项目99.55万KW入手�近期国家能源局连续追加两批超过3000万千瓦的风电项目可再生能源电价附加补贴。中国风电产业发展现状中国复合材料集团有限公司2012/12/3112根据《“十二五”可再生能源发展规划》到2015年，风电并网容量大约为120GW，需要每年新增装机15GW以上;2020年，我国风电并网目标要达到200GW;全球风能理事会预测2020年中国风电装机容量达到250GW。中国风电产业发展现状风电发展目标中国复合材料集团有限公司风力发电厂正从内陆及大陆沿海地区逐步转向海上；2020年前，中国将在江苏南通、盐城、上海、山东鲁北浙江杭州等海湾建设几个百万千瓦级海上风电基地；初步形成江苏、山东沿海千万千瓦级风电基地；到2015年底，我国海上风电累计装机有望达15GW，2020年有望达到30GW(3000万千瓦)。中国风电产业发展现状海上风电目标和建设重点中国复合材料集团有限公司叶片塔架轮毂齿轮箱发电机叶片是最基础和最关键的部件风机主要零部件：叶片、齿轮箱发电机良好的设计和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素中国复合材料集团有限公司2012/12/3115风机叶片发展趋势大型化---大型化是风机叶片发展的必然趋势Enercon的6MW,7MW风电机组已成功运行；GE的7MW和Vestas的10MW机组正在研制中；中复连众的6MW风电叶片已成功吊装。智能化将光纤监控技术用于风电叶片的制造。发现问题及时预警，并进行调整、维护和保养，提高风电机组运行的可靠性。中国复合材料集团有限公司2012/12/3116分段设计--保证叶片运输安全降低了制造难度、有效控制制造和运输成本，组装成整体的叶片强度高，稳定可靠。热塑性复合材料--可回收和再利用采用热塑性复合材料，大型风机叶片重量可降低10%，抗冲击性能大幅度提高，制造周期至少减少1/3。采用热塑性复合材料制造的12.6m叶片风机叶片发展趋势中国复合材料集团有限公司碳纤维在风电叶片中的应用风机机组正朝着大型化发展，叶片越来越长风轮直径陆上风机海上风机风力发电机成长与发展之路5MW3.6MW10MW2.5MW1.5MW750KW500KW300KW100KW50KW（米）中国复合材料集团有限公司重量：在满足刚度和强度要求的条件下，比玻璃纤维叶片轻30%以上发电：可以采用气动效率更高的薄翼型，提高风能利用率和年发电量成本：综合风力发电成本降低（安装运输成本相对降低、对机组相关部件的强度和刚度要求降低、风力发电机组的整体性能提高、定期检修、维护成本降低）在不提高轴承、根部紧固件、风叶轮毂负荷的情况下可以增加叶片的长度，在同一平台上能捕捉更多能量碳纤维在风电叶片中的应用碳纤维在风电叶片上的应用优势中国复合材料集团有限公司随着叶片长度的增加，为了减轻叶片重量，同时又提高刚度，碳纤维就成了解决这一设计难题的首选纤维材料。�提高叶片强度，减轻叶片重量碳纤维叶片玻纤叶片叶片长度/（米）叶片重量/碳纤维在风电叶片中的应用碳纤维在风电叶片上的应用优势（千克）中国复合材料集团有限公司叶片根部增加叶片的抗弯矩承力主梁提高叶片的强度和刚度蒙皮或外壳部分增强叶片的表面强度和耐腐蚀性能原料：单向碳纤维预浸料和碳纤维多轴向织物。工艺：真空辅助成型工艺(VARTM)或树脂膜渗透（RFI）工艺。碳纤维在风电叶片中的应用碳纤维在叶片中的主要应用部位和作用中国复合材料集团有限公司重量比较VS碳纤维叶片LM5MW61.5m17.74吨Gamesa2MW44m5.8吨连众2MW39.2m5.8吨Vestas3MW44m6吨玻璃钢叶片Enercon4.5MW54m20吨Gamesa2MW39m7.3吨连众1.5MW37.5m5.8吨Vestas2MW39m6吨■NordexRotor5MW,56m■NEGMicon1.5MW,40m■Gamesa：4.5MW,62.5m■GE公司：3MW,48.5m■中材科技：3MW,56m■南通东泰：2MW,39m■Dewind：2MW,40m■西门子：6MW,75m国外其他采用碳纤维的叶片厂家国电联合动力6MW，66.5m碳纤维叶片2012年2月下线碳纤维在风电叶片中的应用中国复合材料集团有限公司叶片和碳纤维产业现状及发展方向全球风电叶片产业现状及发展关于中国复材全球碳纤维产业现状及发展对叶片与碳纤维产业的看法中国复合材料集团有限公司东丽2012年4月1日—9月30日数据统计如下：�营业额：7537亿日元，同比下滑5.8%；�净利润：200亿日元（合人民币16亿），同比下滑50.1%，碳纤维复合材料：销售额365亿日元，同比增长0.6%；利润42亿日元，同比下滑16.8%纤维业务：利润185亿日元，同比下滑18.5%全球碳纤维产业现状中国复合材料集团有限公司12大碳纤维企业总产能为6万t/a预计到2020年将达到15万t/a产TorayTohoMitsubishiRayonHexcel中复神鹰AksaSGL台塑集团Zoltek全球碳纤维产业现状-主要生产企业中国复合材料集团有限公司日本东丽集团公司,23.4%美国Hexcel公司,5.9%台湾台塑集团公司,7.6%,,,,,,,,,,,,,,,,,其他制造商,4.3%大丝束碳纤维制造商(Zoltek、Fortafil、Aldila三家美国公司和德国SGL公司),29.8%美国Cytec公司,3%日本东邦集团公司,17日本三菱人造丝集团公司,10.1%国际碳纤维市场为日、美企业所垄断日本企业占全球产能的50.5％，美国企业占27.5%日本碳纤维占世界市场份额70％全球碳纤维产业现状-市场份额中国复合材料集团有限公司碳纤维厂家的地理分布全球碳纤维产业现状中国复合材料集团有限公司设计产能（吨）20092010201120122013小丝束1K/3K/6K/12K/24K东丽集团1760017600176001890020800东邦特耐克丝公司1350013500135001350013500三菱人造丝公司74007400740074007400台塑集团61507450875087508750赫氏公司47504750550070007000氰特工程材料公司20003000300040004000土耳其Aksa公司7501500350035003500印度Kemrock公司0040010002000产能合计5215057650601006780071000产量系数0.73650540335601006780071000世界主要生产厂家产能情况（聚丙烯腈基碳纤维）全球碳纤维产业现状中国复合材料集团有限公司设计产能（吨）20092010201120122013大丝束24K/48K/50K/60K/80K/320K及以上卓尔泰克集团1300013000130001300013000德国SGL集团60006000600075009000三菱人造丝公司700700270027002700东丽集团300300300300300产能合计2000020000220002350025000产量系数0.71800018000198002115022500世界主要生产厂家产能情况（聚丙烯腈基碳纤维）全球碳纤维产业现状中国复合材料集团有限公司设计产能（吨）20092010201120122013日本石墨纤维公司02450245040504050三菱塑料10001250125012501250美国氰特400400400400400产能合计15801830183018901890世界主要生产厂家产能情况（沥青基碳纤维）全球碳纤维产业现状中国复合材料集团有限公司2008-2015年碳纤维在主要领域的消费（单位：千吨）Source:CourtesyofSGLGroup211920232734404764578101113656677770102030405060708020082009201020112012201320142015SportsAerospaceIndustrial航空运动工业全球碳纤维产业现状-应用领域中国复合材料集团有限公司预计到2020年，PAN-CF的需求量将达到14-15万吨；2012年至2017年,预计全球碳纤维市场的年复合增长率为17%，达到1.186万吨，市场价值估计有73亿美元；2010年7月日本产业结构审议会在《新型碳纤维技术的开发》的评价报告书中：预计2030年，仅500万台新车需碳纤维50万吨/年。全球碳纤维产业现状-市场预测中国复合材料集团有限公司工业市场显著增长2010年:4万吨2020年:15万吨工业领域：风能