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          年級的保姆3

          紅孩兒  |    2022-06-23 12:26:01    瀏覽(915)    38

            【摘要】

            海上風電相較于陸上風電優勢顯著,未來隨著造價成本顯著下降,將成為風電領域增長主力。在補貼年底結束背景下,我國海上風電新增裝機量迎來增長高峰期,2021年新增裝機量有望創新高。

            根據各省政策目標統計,2021至2025年,我國新增海上風電裝機規??蛇_3470萬千瓦。根據GWEC的數據,截至2020年年底我國海上風電裝機量為999萬千瓦,考慮各省新增裝機量,2025年我國海上風電裝機量可達4469萬千瓦,五年CAGR為35%。

            未來5年隨著我國海上風電裝機規模的高速增長,將會大幅帶動碳纖維、基體樹脂、芯材(夾層材料)、粘接膠(結構膠)等風電材料需求。

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              碳纖維:完美契合風電葉片大型化、輕量化的發展方向

                碳纖維材料輕便的特點使得風電葉片的整體質量有了較好的優化,當全玻璃纖維葉片轉換為帶有碳纖維增強翼梁帽的葉片時,至少可以減輕20%的重量。

                較輕的葉片意味著可以適當降低對于渦輪和塔架組件強度的要求,其他部件成本的節約可以對沖使用碳纖維所導致的生產成本的抬高。同時,碳纖維原材料出色的耐疲勞特性及其對化學酸堿鹽空氣具備優良的耐蝕性,使得其在與環氧樹脂等基體樹脂結合后,即可變成幫助風電機組抗擊惡劣氣候條件的優質原材料,削弱風電機組長期在戶外自然條件下工作,環境濕度、狂風暴雨等要素都有可能對風電葉片造成損傷。

                此外,碳纖維葉片更薄更長更細,改進了風電葉片的流體力學特性,降低了對塔桶和軸榫的負荷,離心風機的功率更為光滑和平衡,提高了風能轉化效率以及動能的輸出效率。

                根據賽奧碳纖維統計數據,2020年中國碳纖維下游應用中,風電葉片占比最大,達40.9%。2020年中國風電葉片碳纖維的總需求量為3.06萬噸,預計2025年需求量將增至9.34萬噸,CAGR高達25%。同時,由于碳纖維需求量持續提升,上游關鍵原料丙烯腈也值得關注。

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                碳纖維目前處于供不應求的態勢,行業集中度較高,我國產能正逐步擴張,國產替代空間可觀。據不完全統計,我國已規劃及在建的碳纖維產能共計14.07萬噸/年,假設短期內各下游應用占比和2020年保持一致,預計至2026年中國風電葉片領域的碳纖維供給量將新增5.76萬噸,同時,碳纖維需求量持續提升對于上游關鍵原料丙烯腈的帶動也值得關注。

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                  聚醚胺:高性能固化劑,下游應用廣泛供應或將持續偏緊

                    聚醚胺作為環氧樹脂的高性能固化劑,用于生產高強度、高韌性的復合材料。根據弗若斯特沙利文預測,風電用聚醚胺需求將從2021年的3.83萬噸增長至2025年的6.07萬噸,2021-25年年復合增長率約為12.2%。

                    聚醚胺作為環氧樹脂的高性能固化劑,用于生產高強度、高韌性的復合材料,尤其適用于碳纖維復合材料及大型玻璃纖維復合材料(兆瓦級風力發電葉片)的制造,目前已年級的保姆3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,聚醚胺制造業正處于快速發展階段。

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                    全球聚醚胺主要供應商為亨斯曼和巴斯夫,合計具有約18萬噸產能。國內現有的聚醚胺生產廠家數量較少,行業集中度較高,根據現有產能規劃,未來行業集中度有望進一步提高。

                    國產聚醚胺企業現有產能為9.4萬噸/年,隨著聚醚胺下游需求提升,國內聚醚胺生產企業正在加速擴產,預計到2025年國產聚醚胺企業的產能將擴大至16.9萬噸/年。伴隨著海上風電的持續擴張,國內聚醚胺的供給仍將持續偏緊。

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                      環氧樹脂:風電葉片主要基體材料

                        在風電葉片用基體樹脂材料的選擇方面,目前市場上主要的葉片制造商均采用環氧樹脂作為葉片灌注成型的基體材料。

                        環氧樹脂基纖維增強復合材料是目前風力發電葉片與葉根的主要材料,同時也是膠粘劑的主要材料,根據用途不同還可分為:風電葉片真空灌注樹脂、風電葉片手糊樹脂、風電葉片環氧樹脂結構膠、風電葉片模具樹脂等。

                        根據百川盈孚統計,截至2021年11月,我國2021年環氧樹脂產能共計221萬噸/年,且行業競爭格局較為分散。

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                        假設后續環氧樹脂下游應用比例與2019年的各項比例一致,且下游復合材料領域中有60%用于風電葉片,我國2021年用于風電葉片的環氧樹脂預計約26.4萬噸。根據華經產業研究院不完全統計,目前國內環氧樹脂在建產能約51萬噸/年,擴產主要來自龍頭企業,行業集中度有望進一步提高。

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                          結構膠:用于殼體粘接,當前產能較為集中

                            結構膠主要用于風電葉片上下殼體的粘接,是葉片結構的一個重要組成部分,也是葉片力學及結構失效的主要影響部位。風電葉片必須承載周期性負荷以及在運轉中遭遇的極端天氣,結構膠需要保證葉片長達20年的使用壽命內擁有持續且穩定的機械性能,且不會因為葉片在使用過程中的振動導致葉片開裂和脫落。與此同時,考慮到海上風電場環境惡劣,機組功率較大,其整體力學性能指標應高于通用性技術要求。

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                            結構膠主要有環氧、聚氨酯及乙烯基等,其中以環氧結構膠為主。環氧膠粘劑與其他類型膠粘劑相比,具有膠接強度高、固化收縮率小、易于改性等優點。

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                            我國結構膠生產企業較為集中,頭部企業占據大部分市場份額??颠_新材是我國中高端風電結構膠粘劑的龍頭企業,公司2020年環氧膠類產品產能為4.66萬噸,2021年公司擬布局6萬噸膠粘劑及相關上下游材料的產能,預計于2023年投產,且公司在國內風電葉片結構膠領域的市占率約為60%。

                              夾層材料:疫情下巴沙木市場混亂,PVC結構泡沫需求逐步提高

                                風力發電葉片是大型結構件,在葉片的前緣、后緣以及剪切肋等部位都使用到泡沫作為玻璃鋼夾層結構的芯層,泡沫在葉片中主要作用是在保證其穩定性的同時降低葉片質量,使葉片在滿足剛度的同時增大捕風面積,提高整個葉片的抗載荷能力。

                                風電葉片所需的夾層材料主要是巴沙輕木和結構泡沫材料,年級的保姆3且在風電葉片的制造中,結構泡沫材料和巴沙木既可以搭配使用,也可以僅使用巴沙木。

                                巴沙木是世界上最輕的木材,故又稱巴沙輕木。它體積形態穩定、不易變形,強度以及柔性適中,完美吻合風力發電機組葉片所需特性,是風機葉片夾層中不可替代的優質材料。然而,全球近95%的優質巴沙木都來源于南美的厄瓜多爾,在風電產業快速發展的背景下,單一地區的輕木產量難以滿足全球風電產業的需要。

                                全球蔓延的新冠疫情使南美輕木的交易更為混亂,后續隨著PVC夾層材料對于巴沙木替代率的提升,PVC夾層材料的需求量有望進一步增加。

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                                  灌漿料:海上風電提高灌漿料性能要求,我國仍處起步階段

                                    海上風機基礎型式按結構型式及其安裝方法,分為樁式基礎、重力式基礎、吸力式筒基礎和浮式基礎等,其中,樁基礎是最常用的基礎型式,單樁基礎、多樁導管架基礎、高樁承臺基礎等均屬樁基礎型式。

                                    導管架是海上結構物常見的基礎形式,導管架與基礎樁之間通過高強度灌漿料連接固定,并最終固結至海床上,目前海上風機基礎主要采用水泥基材料灌漿連接。海上風電灌漿料的性能要求相較于陸上更加嚴苛,要求灌漿料是無粗骨料,無纖維增強,且灌漿料需要具備大流動性、高早期強度、高最終強度、水下不分散、高耐久性高抗疲勞等性能特點。灌漿料對風電基礎不僅起受力緩沖作用,同時也起提高結構安全性和穩定性的作用。

                                    在海上風電項目中,導管架灌漿連接通常采用泵送壓漿的方式將灌漿料灌注到海平面以下的連接段。

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                                    根據前述海上風電裝機量的預測,預計2020年海上風電對灌漿料的需求量約為15萬噸,2025年海上風電對灌漿料的需求量增至約67萬噸,需求量大幅增加。

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                                      相關概念股梳理

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                                        環氧樹脂:中國石化、中化國際、上緯新材、宏昌電子;

                                        聚醚胺(環氧樹脂的高性能固化劑):阿科力、晨化股份、皇馬科技;

                                        芯材(夾層材料):天晟新材、濮陽惠成;

                                        粘接膠(結構膠):回天新材、康達新材;

                                        灌漿料:蘇博特。

                                        風險提示:海風目前政策支持明確,前景向好,但有待業績落地,驗證其價值投資屬性,短期市場仍以題材炒作為主,建議投資者不要追高,謹慎制定投資計劃。

                                        參考資料:

                                        20211130-光大證券-海上風電材料動態跟蹤報告之二:海風大潮將至,國產風電材料企業將獲明顯利好

                                        20211121-開源證券-風電材料系列二:海上風電蓬勃發展,風電灌漿料迎快速增長

                                      (文章來源:九方智投)

                                      文章來源:九方智投
                                      • 0人喜歡
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