碳纤维风电领域应用状况分析-经管之家官网！

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2015年全球的风电新增装机容量首次突破60000MW，达到了63013MW，同比增长22%。全球风电累计装机容量达到432419MW，累计同比增长17%。据欧洲风能协会预测，到2020年全球风电装机将占总电量的12%，风力发电已从“补充能源”向“战略替代能源”转变。未来风力发电将向大功率、长叶片、轻量化方向迈进，当风力机超过3MW、叶片长度超过40米时，碳纤维己成为必然选择。
图1：未来风电领域发展趋势

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风电设备的叶片、机舱罩是采用复合材料的主要部位，碳纤维复合材料叶片是风机轻量化及大型化的必然趋势。一台风机按12吨计算，碳纤维用量0.6吨/片，则风机消耗碳纤维1.8吨/台。“十一五”期间，我国建成了30个100MW级的风电项目，实现了30000MW的中长期发展目标，新增装机约6000台/年，碳纤维需求量10800吨/年。2015年我国风电新增装机容量为30500MW，同比增长31.5%，累计装机容量达到145104MW，同比增长26.6%。如果以2MW的碳纤维风力电机进行估算，2015年新增风力电机15250台，则碳纤维容量可达2.7万吨，市场潜力巨大。而2016年后，我国风电领域将继续保持较快增长，为碳纤维行业的发展提供了强有力的保障。
图2：2015年全球风电新增装机容量分布

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图3：2015年全球风电累计装机容量分布

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随着风机叶片的加长，玻璃纤维复合材料叶片已不能满足性能要求，大丝束碳纤维复合材料叶片不仅在风机强度和刚度等力学性能方面都满足要求，而且轻量化、耐腐蚀的特征也成为海上风能叶片的需求。国外已展开大丝束碳纤维风电叶片的应用，维斯塔斯（Vestas）生产的V-90型3.0MW风机叶片与玻璃纤维相比减重32%，成本下降16%。歌美飒（Gamesa）生产的长达44m的2.0MW风机叶片采用碳纤维/环氧树脂预浸料，质量仅7000kg。南通东泰生产的2MW碳纤维风机叶片主梁，既保证叶片高强度，又顺应了大型化、轻量化方向。荷兰戴尔佛理工大学研制的直径120m风机叶片，梁结构采用碳纤维重量减轻40%。
图4：全球碳纤维风电叶片市场需求量

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目前碳纤维主要应用在风机的主梁结构，未来3年风机功率将从2MW向5MW过渡，而主梁会采用碳纤维/玻璃纤维混合的方式以实现性价比最大化。

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