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关注·风电领域复合材料市场发展

风能在可再生能源领域继续占据主导地位，并且一直是世界上最大的玻璃纤维增强复合材料市场。随着叶片越来越长，叶片制造商正在寻找在不牺牲性能的情况下减轻大型结构重量的方法，也在使用碳纤维。风电叶片仍然是复合材料的关键市场领域。根据Acumen Research and Consulting 《全球行业分析，市场规模，机遇与预测，2017 – 2023年》的预测，全球风力涡轮机复合材料市场的价值到2023年可能超过120亿美元，并且预计到2023年将以9.6%的复合年增长率增长。

根据美国风能协会的报告，在过去的10年中，美国的风力发电量增加了近四倍，攀升至96,433兆瓦。在2019年第二季度，美国安装了736兆瓦的新风力发电能力。在今年上半年投产了1,577兆瓦，比2018年上半年增长了53%。根据AWEA的“美国风电行业2019年第二季度市场”数据，截至2019年第二季度末，在建和处于开发阶段的美国风电项目已达到41,801兆瓦，同比增长10％。据AWEA称，项目开发商在2019年第二季度签署了1,962兆瓦的购电协议（PPA），全年贡献了4,799兆瓦。其中一些增长可能是由美国生产税收抵免（PTC）推动的，这是一项联邦补贴，为风电场运营的前10年提供每千瓦时税收抵免。当前的PTC在2016年通过，并提供了2.3美分/千瓦时的信用额度。PTC信用额逐年递增，直到2020年底到期。由于风能行业有能力自行维持而不需补贴，因此PTC不太可能续签。

至于美国的海上风电，截至2018年底，海上风电总管道超过25,000兆瓦。全球风能市场增长迅速，2018年增长了9.5％。根据AWEA的数据，全球目前有591吉瓦的风电场用于发电。根据全球风能理事会（GWEC）的《 2018年全球风能报告》，新风能为51.3吉瓦，2018年安装了-陆上为46.8吉瓦，海上为4.5吉瓦。与2017年相比略有下降4.0％，但仍然是强劲的一年。GWEC表示，尽管某些市场起伏不定，但自2014年以来，每年的安装量已超过50吉瓦。

中国在2018年继续以21.2吉瓦的新风电装机容量引领海上风电市场。2018年，陆上风电的第二大市场是美国，为7.6吉瓦，目前陆上总装机96吉瓦。至于海上风电，中国在2018年首次安装了1.8吉瓦的装机，其次是英国，其次是在2018年安装了1.3吉瓦的装机。在全球范围内，海上风电在整个风电市场中的份额持续增长，到2018年，新安装量为8％，占总安装量的4％。风力涡轮机的尺寸也在继续增加。二十多年前，当第一批大规模的商业风力发电投入使用时，风力发电场包括额定功率为1兆瓦或更低的涡轮机，其玻璃纤维增强叶片的长度在10至15米之间。如今，叶片长度为65-80米的6-9兆瓦海上风机已成为常态。

2018年9月，三菱重工维斯塔斯（MHI Vestas）宣布其V164涡轮机平台已达到10兆瓦的额定功率，成为第一台商用双位数风力涡轮机。尽管10兆瓦的涡轮机要到2021年才能安装，但2018年4月在苏格兰阿伯丁湾的Vattenfall的欧洲海上风电部署中心（EOWDC）部署了8.8兆瓦的V164。高度为191米，每个叶片长80米。2019年初，西门子Gamesa可再生能源公司（SGRE，西班牙Zamudio）推出了SG 10.0-193 DD，这是该公司的首台10兆瓦以上海上风力发电机。它具有94米长的叶片（每个叶片的长度与一个足球场相同），提供29,300平方米的扫掠面积。据说一个SG 10.0-193 DD的年发电量足以为大约10,000个欧洲家庭供电。此外，西门子歌美飒正在丹麦的奥尔堡建造世界上最大的风力涡轮机叶片试验台。该站点将能够对下一代SGRE转子叶片进行全面测试，并有望在2019年底之前全面投入运营。据报道，首批测试将在SG 10.0-193 DD的94米长叶片上进行。

正在开发中的最大，功能最强大的风力涡轮机是Haliade-X，它是由GE可再生能源公司（法国巴黎）开发的。Haliade-X 12 MW高耸于海面上260米（是法国巴黎凯旋门标志性建筑的高度的五倍多），带有直径为220米的转子。107米长的叶片由LM Wind Power设计和制造，将是迄今为止最长的海上叶片，并且比足球场的尺寸还要长。通用电气于2019年7月在其法国圣纳泽尔的生产基地展示了首台用于Haliade-X 12兆瓦海上风力发电机的机舱。

随着风力涡轮机尺寸的增大和叶片长度的不断增加，碳纤维在翼梁盖中的增强（已作为风力涡轮机转子叶片的加强件）已成为减少整体重量和增加叶片刚度以防止塔架撞击的有效方法。Zoltek Corp.碳纤维执行副总裁Philip Schell表示：现在约有25％的风力涡轮机采用碳纤维翼梁盖制造。尽管该数字呈上升趋势，但也强调了大多数涡轮机仍完全由玻璃纤维复合材料制成。他补充说，在考虑所有成本/性能折衷的情况下，可以为用碳纤维代替玻璃纤维制造越来越长的55米长的涡轮叶片的翼梁盖提供可靠的保障。2019年6月，SAERTEX（德国萨尔贝克）宣布将其经过优化的618gsm非卷曲碳纤维单向织物用于生产采用真空灌注技术制造的原型87.5米，800毫米碳纤维翼梁原型。根据SAERTEX的说法，翼梁盖是生产时间最长的，由中国的风力涡轮机叶片制造商于4月完成，由WINDnovation Engineering Solutions（德国柏林）设计。

来源：复材应用技术

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