國內(nèi)風電行業(yè)發(fā)展動態(tài)、葉片現(xiàn)狀 及未來發(fā)展趨勢

合肥孜風新能源科技有限公司

二零二四年七月

前 言

隨著全球能源危機的與日俱增以及環(huán)境的影響，各企業(yè)和政府紛 紛加大對新能源行業(yè)的投資。由于可再生能源需求的不斷增加，結合 “碳達峰、碳中和”的要求，2024-2030 年風電行業(yè)或?qū)⒂瓉硇乱惠喌?爆發(fā)。隨著技術的不斷進步和全球?qū)稍偕茉葱枨蟮某掷m(xù)增長， 風 電將成為未來能源結構中的重要組成部分。更多的國家和地區(qū)將加大 對風電項目的投資，但風機不會持續(xù)向大葉片方向一路狂奔。相反出 于對安全性的考慮，限制風機葉片無限擴大，風電機組的效率和可靠 性將依靠數(shù)字化和智能化技術得到進一步保障。利用大數(shù)據(jù)、人工智 能等先進技術，風電的運維和管理將更加智能化，能夠?qū)崟r監(jiān)測和預 警設備的運行狀態(tài)，提高風電場的效率和可靠性。

海上風電是風電行業(yè)的重要發(fā)展方向，具有巨大的開發(fā)潛力。我 國海上風能資源豐富，大部分近海海域 100 米高度年平均風速在 7~ 8.5 米/秒之間，具備較好的風能資源條件，適合大規(guī)模開發(fā)建設海上 風電場。隨著深遠海風技術的突破， 海上風電項目將不斷涌現(xiàn)。同時， 超高海拔風電（西藏地區(qū)）等新興領域也將為風電行業(yè)帶來新的增長 點，這些地區(qū)的風能資源豐富且穩(wěn)定，具有廣闊的開發(fā)前景。

一、中國風電發(fā)展現(xiàn)狀

1、國家政策

黨的十八大以來，習近平總書記高度重視能源工作，提出“四個 革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略， 明確了碳達峰、碳中和目標任務， 要求加快規(guī)劃建設新型能源體系。以更大力度推動我國新能源高質(zhì)量 發(fā)展，既是推動能源綠色低碳轉型、實現(xiàn)雙碳目標的重要支撐，也是 保障國家能源安全的必然選擇。近十年來，以風電和光伏發(fā)電為代表 的新能源裝機規(guī)模和發(fā)電量增長近 10 倍，能源保障基礎不斷夯實， 為 社會經(jīng)濟發(fā)展提供了有力支撐。預計到 2060 年我國風電光伏裝機規(guī)模 和發(fā)電量將是目前裝機規(guī)模和發(fā)電量的 5 倍左右，新能源開發(fā)需求巨 大、發(fā)展前景廣闊。在能源安全新戰(zhàn)略實施十年、 “十五五”規(guī)劃工作 起步的關鍵之年。

2、風電裝機匯總

截止 2023 年底，中國已經(jīng)裝機達 47460 萬千瓦。中國可再生能源 學會風能專業(yè)委員會正式發(fā)布《2023 年中國風電吊裝容量統(tǒng)計簡報》。 2023 年，全國（除港、澳、臺地區(qū)外） 新增裝機 14187 臺，容量 7937 萬千瓦，同比增長 59.3%；其中，陸上風電新增裝機容量 7219 萬千瓦， 占全部新增裝機容量的 91%，海上風電新增裝機容量 718.3 萬千瓦，占 全部新增裝機容量的 9%。截至 2023 年底，累計裝機超過 19.5 萬臺， 共計 47460 萬千瓦，同比增長 20%，其中：陸上累計裝機容量 43690萬千瓦，占全部累計裝機容量的 92.1%；海上累計裝機容量 3770 萬千 瓦，占全部累計裝機容量的 7.9%。

3、2023 年風電整機商中標數(shù)據(jù)統(tǒng)計

《每日風電》2014 年 1 月 2 日公布了 2023 年中國風電整機商在國 際國內(nèi)市場中標規(guī)模達 116.49GW，如下圖所示，

二、中國風電發(fā)展新市場

目前我國風電開發(fā)市場的主力， 包括大基地、集中式、近海等。

隨著近兩年風電技術進步，加上政策的逐步完善， 一些新市場正逐漸 成長起來。從技術可開發(fā)量的角度看， 這些市場的規(guī)模動不動就有上 億千瓦，未來都會成為風電發(fā)展支撐力量之一。那么這些新市場中， 哪個最具發(fā)展?jié)摿δ兀?/p>

1、“以大代小”市場：1-2 億千瓦

嚴格意義來說，“以大代小”市場不應該算新市場。因為它的規(guī) 模，取決于已裝機的存量市場規(guī)模。但這個市場也確實能夠創(chuàng)造新的 風電裝機，拉動機組銷售， 帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。據(jù) 2022 年年底發(fā)布 的《中國風電場技改升級白皮書》顯示，綜合考慮累計裝機、機型占 比和運行時間，在未剔除已經(jīng)完成的技改風電裝機容量的情形下， 目 前我國老舊風電場潛在機組替換空間（1.5MW 及以下）接近 1 億千瓦， 改造需求較為迫切的存量空間（運行超 10 年）約 7500 萬千瓦。要知 道，1 億千瓦絕不是“以大代小”市場的上限， 因為這是根據(jù)報告發(fā)布 時的存量市場（累計裝機）規(guī)模計算的。理論上來說，“以大代小” 市場的規(guī)模，會隨著存量市場的增長而增大，最終將遠超某一測算時 間點的存量市場規(guī)模。也就是說， 目前風電開發(fā)規(guī)模有多大，未來“以 大代小”市場規(guī)模只可能更大，所有細分市場的裝機規(guī)模，最終都有 可能歸到“以大代小”檐下。

2、深遠海市場：15 億-20 億千瓦

風電開發(fā)一定要考慮成本。因此我國對海上風電的開發(fā)，目前主 要以近海風資源好且用海審批不存在問題的地區(qū)為主。對于深遠海市場，我國基本處在技術和政策的摸索階段，成本也是要考慮的點。但 這些問題都會解決掉。目前國內(nèi)漂浮式海上風電造價達到了 40000 元/ 千瓦，而正在建設的萬寧漂浮式海上風電 100 萬千瓦試驗項目的降本 總目標是達到 20000 元/千瓦以下。先拋開成本不談， 我國深遠海市場 的規(guī)模到底有多大， 國家發(fā)改委能源研究所此前做過研究。據(jù)該所《中 國風電發(fā)展路線圖 2050》顯示，近海水深 5—50 米范圍內(nèi)，風能資源 技術開發(fā)量為 5 億千瓦，深遠海風能資源可開發(fā)量是近海的 3-4 倍， 風電走向深遠海是必由之路。據(jù)國家能源局委托水電總院牽頭開展的 全國深遠海海上風電規(guī)劃， 全國共將布局 41 個海上風電集群， 預計深 遠海海上風電總容量約達 2.9 億千瓦。“十五五”期間深遠海風市場 空間將進一步打開，有望開發(fā) 1.5 億-2 億千瓦。

3、西藏市場：6 億千瓦

2024 年 3 月 20 日，西藏日喀則薩迦縣扎西崗風電項目開工； 4 月 2 日，西藏八宿縣 100 兆瓦保障性并網(wǎng)風電項目開工。據(jù)風電世界此前 預測，到 2024 年底，西藏風電累計裝機量可接近 100 萬千瓦。西藏這 片“風電不毛之地”，為何突然火了呢？那是因為我國經(jīng)過多年研究 實踐，超高海拔技術已經(jīng)比較成熟， 西藏的技術可開發(fā)資源優(yōu)勢凸顯。 據(jù)國家氣候中心此前發(fā)布的《青藏高原風能資源和開發(fā)潛力研究報 告》，青藏高原 100 米高度、年平均風功率密度 400 瓦/平方米及以上 風能資源技術開發(fā)量達到了 10.2 億千瓦，占到全國總量的 26%。其中， 西藏風能資源技術開發(fā)量達到了 6 億千瓦，開發(fā)潛力突出。面對如此豐富的資源，對于有意于此領域的風電開發(fā)商來說，這片未充分開墾 的風電藍海正等待著有實力、有遠見的企業(yè)前來開創(chuàng)一番宏圖偉業(yè)。

4、分散式市場：20 億千瓦

今年 4 月份，《關于組織開展“千鄉(xiāng)萬村馭風行動”的通知》的發(fā) 布，給沉寂許久的分散式風電市場打了一針強心劑，讓半死不活的分 散式市場又成為風電開發(fā)的焦點之一。事實上， 我國分散式風電開發(fā)， 從資源角度來看不存在瓶頸。有研究顯示，我國中東南低風速資源區(qū) 域可供開發(fā)資源潛力超過 30 億千瓦。這項政策的指導意義， 主要體現(xiàn) 在從主管部門的官方層面，給分散式風電開發(fā)解決土地使用的問題。 也就是建議風電開發(fā)企業(yè)在保證合理收益水平的情況下，拿出一部分 利潤與村集體分享，每年為村集體提供 10 萬-20 萬元的固定收入。給 村子里的錢當然不是白給，而是需要村子提供用于風電開發(fā)的土地。 基于這樣一套商業(yè)模式進行測算， 目前全國約有 59 萬個行政村，假如 選擇其中具備條件的 10 萬個村莊，在田間地頭、村前屋后、鄉(xiāng)間路等 零散土地上安裝 4 臺 5 兆瓦機組，就可實現(xiàn) 20 億千瓦的風電裝機。當 然政策更多是指導意義的，而非強制性的。所以上述商業(yè)模式最終能 否得到各地廣泛認可尚不清楚， 這 20 億千瓦的裝機量也存在很大不確 定性。

2024 年 4 月 1 日，國家發(fā)展改革委、國家能源局、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián) 合印發(fā)《關于組織開展“千鄉(xiāng)萬村馭風行動”的通知》，我們認為，在 集中式陸上風電發(fā)展放緩后，分散式風電與海上風電都將成為風電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要抓手。分散式風電項目經(jīng)濟性較好，項目全投資 IRR10%左右， 限制分散式風電行業(yè)的發(fā)展障礙主要集中在： 電網(wǎng)接入、 土地問題、審批流程繁瑣、噪音， 《通知》中針對分散式風電所面臨的 關鍵問題均作出說明，有望緩解當前分散式風電所面臨的問題，加速 行業(yè)發(fā)展。

5、風電運維大市場

風電運維是指提供風電機組、風電變電站的運行與維護等服務的 統(tǒng)稱。風電運維的主要內(nèi)容包括：設備管理、技術管理、安全管理及 運維人員管理四方面內(nèi)容。風電運維行業(yè)運行模式包括開發(fā)商自主運 維、委托制造商運維、獨立第三方運維三種。中國風電運維行業(yè)市場 正處在一個快速發(fā)展的階段，經(jīng)歷了從發(fā)展到穩(wěn)定、從穩(wěn)定到發(fā)展的 階段。鑒于中國加大可再生能源投資， 風電運維行業(yè)正處于一個持續(xù) 發(fā)展的階段。中國風電運維行業(yè)市場發(fā)展迅猛，伴國家對可再生能源 的大力支持，風電運維行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大。

未來風電運維行業(yè)主要有三大發(fā)展趨勢： 一是隨著大數(shù)據(jù)、云計 算等新技術的應用，利用新技術提高風機運行穩(wěn)定性和風電場發(fā)電效 益成為風電行業(yè)新趨勢；二是智能風電相關標準的發(fā)布與完善，風電 運維市場逐步走向規(guī)范化，通過優(yōu)勝劣汰機制，將逐步建立行業(yè)服務 標準和準入機制，技術服務體系健全、 管理規(guī)范的第三方服務商或?qū)?獲得更多機會，第三方市場份額或?qū)⒉粩鄶U大；三是風電行業(yè)進入平 價時代。降本壓力將自開發(fā)商向整機商、部件商、配套服務商逐級傳遞，加大技術創(chuàng)新、探索多元服務整合的解決方案，將成為重要的發(fā) 展方向。

三、葉片行業(yè)存在的問題及未來發(fā)展方向

1、風電葉片行業(yè)存在的問題

風電葉片經(jīng)過近 30 年的發(fā)展，雖然取得一定的技術創(chuàng)新和改進， 但總體來說還存在一些問題：（1）技術瓶頸是一大挑戰(zhàn)，包括如何提 高葉片的氣動性能以增強發(fā)電效率、如何實現(xiàn)大型化與輕量化以適應 更大功率風電機組的需求， 以及如何提升材料的耐候性和使用壽命等。 （2）其次，生產(chǎn)成本問題突出，尤其是高性能復合材料的價格高昂， 使得葉片制造成本居高不下，影響了整個風電行業(yè)的經(jīng)濟效益。（3） 環(huán)保問題是該行業(yè)無法回避的議題，雖然風電是清潔能源，但葉片制 造過程中的廢棄物處理、廢棄葉片回收利用等環(huán)保難題尚待破解。此 外，供應鏈管理難度增大，從原材料采購到產(chǎn)品運輸安裝，都需要克 服地域限制、物流復雜性等困難。 （4）另外隨著市場需求的變化和技 術創(chuàng)新的加速，風電葉片行業(yè)的人才隊伍建設及技術研發(fā)能力的持續(xù) 提升也成為制約行業(yè)發(fā)展的一大因素。

總的來說，風電葉片行業(yè)需要在技術創(chuàng)新、成本控制、環(huán)境保護、 供應鏈優(yōu)化以及人才培養(yǎng)等多個層面進行深度改革與突破，以實現(xiàn)更 為健康、可持續(xù)的發(fā)展。

2、風電葉片行業(yè)發(fā)展前景預測

隨著全球?qū)η鍧嵞茉葱枨蟮牟粩嗯噬约案鲊畬稍偕茉?政策支持力度的加大，風電作為主流清潔能源之一，其市場需求將持 續(xù)旺盛，進而帶動風電葉片行業(yè)的快速發(fā)展。在技術層面，新材料、 新工藝的研發(fā)和應用將助力風電葉片實現(xiàn)更高效率、更大尺寸、更長 壽命的目標，進一步提升風能利用效率，降低度電成本。同時，智能 風電葉片與先進傳感監(jiān)測技術的結合， 也將使葉片運維更加智能化， 有效提高整個風電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性及經(jīng)濟效益。環(huán)保意識的增強促 使企業(yè)在葉片設計制造過程中更加注重資源循環(huán)利用和環(huán)境保護， 推 動綠色制造技術和廢棄葉片回收處理技術的進步，這為風電葉片行業(yè) 提供了新的發(fā)展機遇。此外， 海上風電市場的爆發(fā)式增長也為大型化、 高性能葉片的研發(fā)和生產(chǎn)提供了廣闊的市場空間。總體來看，風電葉 片行業(yè)將在技術創(chuàng)新驅(qū)動下持續(xù)優(yōu)化升級，產(chǎn)業(yè)鏈將進一步完善， 市 場潛力巨大，發(fā)展前景光明。然而，行業(yè)發(fā)展的同時也需關注并解決 好環(huán)境友好、成本控制等關鍵問題，以實現(xiàn)風電葉片行業(yè)的可持續(xù)發(fā) 展。

四、碳纖維葉片應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

近日，全球分析咨詢公司 Astute Analytica 發(fā)布了 2024-2032 年 全球全球風力渦輪機轉子葉片中碳纖維市場分析報告，根據(jù)該報告分 析，2023 年全球風電葉片用碳纖維市場規(guī)模約為 43.92 億美元，而到 了 2032 年預計該市場規(guī)模將達到 159.04 億美元，2024-2032 年預測期內(nèi)復合年增長率為 15.37%。

1、碳纖維葉片應用現(xiàn)狀

該報告中有關碳纖維在風電葉片領域應用的核心點包括以下幾部 分：（1）按照區(qū)域來看，2023 年亞太地區(qū)風電用碳纖維市場規(guī)模最大， 占比高達 59.9%；（2）從風電葉片尺寸來看，碳纖維在尺寸為 51-75 米葉片中應用比例較高， 達到 38.4%；（3）從應用部位來看， 碳纖維在 風電葉片翼梁帽中的應用比例高達 61.2%。

近年來風電葉片發(fā)展主要趨勢包括：（1）、制造業(yè)的技術進步： 碳 纖維生產(chǎn)工藝和材料性能得到持續(xù)改進；（2）、葉片長度不斷增加： 為 了提高能量捕獲和效率， 對更長、更輕葉片的需求不斷增長； （3）、區(qū) 域市場增長：受能源需求上升和政府支持政策的推動，亞太地區(qū)的市 場大幅擴張。

碳纖維在風電葉片領域應用的最主要的挑戰(zhàn)包括如下幾個方面： （1）、高初始投資成本：碳纖維生產(chǎn)和集成到風力渦輪機中需要大量 資金；（2）、供應鏈和原材料可用性， 需要高質(zhì)量碳纖維材料的持續(xù)供 應；（3）、技術和制造障礙： 在擴大生產(chǎn)和降低成本以與玻璃纖維等傳 統(tǒng)材料競爭方面面臨的挑戰(zhàn)。

2、碳纖維葉片應用發(fā)展趨勢

2024 年約 45%新造風電葉片采用了碳纖維，2023 年新上的海上風 電裝置中 70%使用了碳纖維葉片， 與傳統(tǒng)玻璃纖維相比，碳纖維材料的 優(yōu)異性能推動了風力渦輪機轉子葉片對碳纖維的需求激增。碳纖維具有高強度重量比，這對于提高風力渦輪機的性能和壽命至關重要。 2024 年約 45%的新制造轉子葉片采用了碳纖維， 比前一年增加了 10%。碳纖 維的使用已被證明可以將葉片的壽命延長 30%，將維護成本降低 25%， 這是行業(yè)利益相關者旨在優(yōu)化運營效率的關鍵因素。此外， 到 2050 年 實現(xiàn)碳中和的政策激勵措施和政府授權加快了對現(xiàn)有風電場升級的投 資，2023 年 50%的改造項目涉及用碳纖維替代品更換玻璃纖維葉片。 得益于碳纖維翼梁帽（spar caps）優(yōu)異的比強度和耐用性， 一項研究 顯示，碳纖維翼梁帽可將葉片性能提高 20%，從而實現(xiàn)更長的葉片和更 高的能量捕獲。在風電葉片中使用碳纖維翼梁帽的另外一個原因則在 于它可以將葉片重量減少 25%，從而降低材料成本和運輸成本。此外， 碳纖維翼梁帽的疲勞壽命比傳統(tǒng)材料高出 50%，從而降低了維護成本， 并延長了渦輪機的使用壽命。

隨著風能行業(yè)致力于實現(xiàn)全球可再生能源目標，碳纖維翼梁帽的 采用率將會進一步增加。據(jù)估計，到 2028 年 70%的新風力渦輪機葉片 將采用碳纖維翼梁帽，而 2023 年這一比例為 45%。這一轉變預計將推 動渦輪機整體效率提高 22%。隨著碳纖維技術的進步， 材料強度將會提 高 10%，對環(huán)境影響將減少 5%，翼梁帽領域有望主導并徹底改變風力 渦輪機設計，確保可再生能源的可持續(xù)高效未來。

3、亞太地區(qū)的風電激增使其成為風電葉片用碳纖維的主導力量

在蓬勃發(fā)展的風能行業(yè)的推動下，亞太地區(qū)已成為風電葉片用碳 纖維的主要消費地區(qū)。2023 年該地區(qū)的風電裝機容量超過 378.67 吉瓦，占全球風電裝量的近 38%。中國和印度是領先者， 僅中國就貢獻了 驚人的 310 吉瓦，占該地區(qū)產(chǎn)能的 89%。

此外，中國在陸上風力渦輪機機艙組裝方面處于世界領先地位， 年產(chǎn)能達到 82 吉瓦。截至 2024 年 6 月，中國已安裝了 410 吉瓦的風 能。在不斷增長的能源需求和環(huán)境承諾的推動下，該地區(qū)積極的可再 生能源目標需要先進高效的技術

亞太地區(qū)擁有領先的碳纖維制造商，確保了碳纖維的穩(wěn)定供應和 技術創(chuàng)新。碳纖維的輕量化特性可實現(xiàn)更大的轉子直徑，提高能量捕 獲效率。與傳統(tǒng)材料相比， 這使得新裝置的能源輸出增加了 15%。據(jù)預測，到 2030 年，風電容量將增長 30%，亞太地區(qū)在風力渦輪機中采用 碳纖維的情況將繼續(xù)上升。

五、未來風電發(fā)展趨勢預測

1、“碳達峰、碳中和”政策助推風電行業(yè)高速發(fā)展

低碳環(huán)保是未來全球發(fā)展的主旋律，風電行業(yè)是從能源供給側實 現(xiàn)低碳環(huán)保的重點發(fā)展領域。我國將堅定不移地做好“碳達峰、碳中 和”工作。要抓緊制定 2030 年前碳排放達峰行動方案， 支持有條件的 地方率先達峰。同時，要加快調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構、能源結構，推動煤 炭消費盡早達峰，大力發(fā)展新能源，加快建設全國用能權、碳排放權 交易市場，完善能源消費雙控制度。

到 2030 年，中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比 2005 年下降 65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到 25%左右，風電、 太陽能發(fā)電總裝機容量將達到 12 億 kW 以上。

2、政策驅(qū)動競價配置與平價上網(wǎng)

風電是可再生能源中應用最為成熟的形式之一。加速發(fā)展并實現(xiàn) 風能替代作用、推動能源消費結構優(yōu)化，既是整個能源產(chǎn)業(yè)與社會經(jīng) 濟的發(fā)展需要，也是風電產(chǎn)業(yè)自身的發(fā)展目標，這其中重要的一環(huán)就 是平價上網(wǎng)。風電行業(yè)發(fā)展初期，政策支持與電價補貼有效地促進了 我國風電產(chǎn)業(yè)投入的提高、產(chǎn)量的提升、技術的進步、成本的下降， 為最終實現(xiàn)平價上網(wǎng)奠定了一定發(fā)展基礎，也是行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)階段。 近年來，推動競價配置、推進平價上網(wǎng)成為主流政策導向與預期， 促 使市場出現(xiàn)在調(diào)價時間節(jié)點前集中對風電場進行建設的搶裝潮現(xiàn)象。

3、政策驅(qū)動全國“棄風限電”情況明顯改善

中國風能資源與用電負荷呈逆向分布態(tài)勢。“三北”地區(qū)（華北、 東北、西北）風能資源豐富，但卻普遍遠離用電負荷較高的東部、中 部等地區(qū)，由此導致風電并網(wǎng)消納往往存在問題，存在“棄風限電” 的現(xiàn)象。

自 2016 年起，國家能源局每年定期發(fā)布風電投資監(jiān)測預警信息， 指導省級及以下地方政府能源主管部門和企業(yè)根據(jù)市場條件合理推進 風電項目開發(fā)投資建設，對棄風率過高的省份風電項目提出限制。上 述措施在引導全國風電開發(fā)布局優(yōu)化方面發(fā)揮了重要作用，為促進棄 風限電問題逐年好轉創(chuàng)造了有利條件。

4、風電單機容量大型化趨勢

單機容量大的風機具備更優(yōu)的經(jīng)濟性，是未來風電行業(yè)發(fā)展的必 然趨勢。大兆瓦、高可靠性、高經(jīng)濟效益的風電項目整體解決方案在 市場上的認可度高，具備大兆瓦機型產(chǎn)品能力的整機廠商在未來將更 具市場競爭力。風電技術進步是單機容量大型化的基礎，單機容量大 型化將有效提高風能資源利用效率、提升風電項目投資開發(fā)運營的整 體經(jīng)濟性、提高土地/海域利用效率、降低度電成本、提高投資回報、 利于大規(guī)模項目開發(fā)，而風電度電成本又是平價上網(wǎng)政策穩(wěn)步推進的 重要基礎，平價上網(wǎng)政策也將加速促進風電降本和大兆瓦機型的開發(fā)。

在全球市場范圍內(nèi)，陸上風電領域，隨著平價大基地項目、分散 式風電項目的需求增加，對機組的風資源利用率要求提高，陸上風機 功率已經(jīng)逐步由 2MW、3MW 時代邁入 4MW 時代。海上風電領域大兆瓦機 型發(fā)展更加迅速。

5、風電數(shù)字化發(fā)展趨勢

風電行業(yè)已逐步開始積極從風機產(chǎn)品提供向風電服務提供轉型， 而風電數(shù)字化是風電精細化服務的必由之路。根據(jù)國家能源局《風電 發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，要促進產(chǎn)業(yè)技術自主創(chuàng)新； 加強大數(shù)據(jù)、人工 智能等智能制造技術的應用，全面提升風電機組性能和智能化水平； 掌握風電機組的降載優(yōu)化、智能診斷、 故障自恢復技術，掌握基于物 聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)分析的風電場智能化運維技術，掌握風電場多 機組、風電場群的協(xié)同控制技術；鼓勵企業(yè)利用新技術，降低運行管理成本，提高存量資產(chǎn)運行效率，增強市場競爭力。

風電行業(yè)與數(shù)字技術融合已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的主流模式之一。數(shù) 字化轉型使數(shù)據(jù)逐漸從生產(chǎn)經(jīng)營的副產(chǎn)品轉變?yōu)閰⑴c生產(chǎn)經(jīng)營的關鍵 要素，逐步成為企業(yè)的戰(zhàn)略性資源和關鍵生產(chǎn)力。風電企業(yè)通過風電 機組傳感、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化建設，實現(xiàn)集數(shù)據(jù)采集、傳 輸、分析于一體的智能工廠和智慧風場，改變原有的傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)經(jīng) 驗驅(qū)動的決策管理模式，依托多維度數(shù)據(jù)分析工具與智能算法，實現(xiàn) 從產(chǎn)品研發(fā)、工藝仿真、生產(chǎn)運行、 設備監(jiān)控、風場服務的數(shù)字孿生， 最終建立全過程數(shù)字驅(qū)動的虛擬企業(yè)， 實現(xiàn)多場景智能優(yōu)化決策， 打 造新型風電數(shù)字生態(tài)。

6、后市場服務增長具備確定性

風機產(chǎn)品的設計使用壽命較長、 產(chǎn)品本身較為復雜，因此后市場 服務是風電產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)。根據(jù)國家能源局《風電發(fā)展“十三 五”規(guī)劃》，我國要推進產(chǎn)業(yè)服務體系建設； 優(yōu)化咨詢服務業(yè)， 鼓勵通 過市場競爭提高咨詢服務質(zhì)量；積極發(fā)展運行維護、技術改造、電力 電量交易等專業(yè)化服務，做好市場管理與規(guī)則建設；創(chuàng)新運營模式與 管理手段，充分共享行業(yè)服務資源；建立全國風電技術培訓及人才培 養(yǎng)基地，為風電從業(yè)人員提供技能培訓和資質(zhì)能力鑒定，與企業(yè)、高 校、研究機構聯(lián)合開展人才培養(yǎng)，健全產(chǎn)業(yè)服務體系。

隨著我國風電行業(yè)的持續(xù)發(fā)展， 存量與增量風機的后市場服務需 求也將逐步增加，后市場產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)也將迎來增長。科學的后市場服務模式，可以對風電場存量資產(chǎn)進行更加高效的經(jīng)營，增收節(jié)支， 實 現(xiàn)風電投資收益的最大化。

六、國內(nèi)十大技術發(fā)展趨勢或需求匯總

1、風力發(fā)電機組的增強

風力發(fā)電機組是風電系統(tǒng)的核心組件。隨著技術的進步，機組的 尺寸和容量不斷增大，提高單機容量和發(fā)電效率。其中，核心關鍵技 術包括：

（1）高效葉片設計： 采用先進的氣動外形和結構設計， 如翼型優(yōu) 化、變截面設計和尖端附加裝置等，提高能量轉換效率。

（2）材料創(chuàng)新：采用輕質(zhì)高強度復合材料， 如碳纖維增強聚合物 復合材料，提高渦輪機的可靠性和耐久性。

（3）控制系統(tǒng)升級： 引入智能化控制系統(tǒng)， 實現(xiàn)實時監(jiān)測、預測 和自適應控制，提高發(fā)電效率和可靠性。

2、海上風電的擴展

海上風電是風電行業(yè)的重要發(fā)展方向。核心關鍵技術包括：

（1）海上風電機組設計：開發(fā)適應惡劣海洋環(huán)境的風電機組設計， 提高抗風能力和耐久性。例如，采用抗腐蝕材料、海水冷卻系統(tǒng)和防 冰措施等。

（2）海上支撐結構： 設計和建造適應深水、淺水和復雜海底地形 的支撐結構，如浮式、半潛式和固定式結構。

（3）海上電網(wǎng)和輸電技術： 建設可靠的海上電網(wǎng)和輸電線路， 實 現(xiàn)海上風電場與陸上電網(wǎng)的連接。

3、深水風電技術

深水風電技術是海上風電領域的重要突破。核心關鍵技術包括：

（1）海上浮式風電平臺： 設計和建造適應深水環(huán)境的浮式風電平 臺，如浮式機組和浮式深水基礎。

（2）海洋結構材料和設計： 采用耐腐蝕、高強度的材料， 并優(yōu)化 結構設計以適應深水環(huán)境的挑戰(zhàn)。

（3）海上維護和運維技術： 開發(fā)遠程監(jiān)測、維護和修復技術， 降 低深水風電的運維成本。

4、超高海拔風電

超高海拔地區(qū)的風能資源豐富且穩(wěn)定，超高海拔風電是風電行業(yè) 的新興領域。核心關鍵技術包括：

（1）高海拔風力發(fā)電機組設計：研發(fā)適應高海拔地區(qū)環(huán)境的機組， 如冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化、葉片材料的選擇等。

（2）強大基礎設施建設：解決高海拔地區(qū)基礎設施建設的挑戰(zhàn)， 包括運輸、安裝和維護等。

（3）惡劣氣候條件下的可靠性： 考慮惡劣氣候條件對渦輪機性能 和可靠性的影響，并采取相應的設計和控制措施。

5、氣候條件適應性

不同氣候條件對風力發(fā)電系統(tǒng)的影響是不可忽視的。核心關鍵技 術包括：

（1）極端氣候條件下的設計： 考慮極寒地區(qū)和高溫區(qū)域的氣候條 件，設計抗寒和散熱系統(tǒng)，防止冰凍和過熱對渦輪機性能的影響。

（2）氣象預測和響應控制： 利用先進的氣象預測技術， 實時調(diào)整 風力發(fā)電系統(tǒng)的運行策略，提高電力輸出的可靠性。

（3）可靠性和耐久性測試： 進行不同氣候條件下的可靠性和耐久 性測試，驗證渦輪機和系統(tǒng)在惡劣氣候環(huán)境中的性能。

6、儲能技術的發(fā)展

儲能技術的發(fā)展對于解決風力發(fā)電的間歇性和可靠性問題至關重 要。核心關鍵技術包括：

（1）電池儲能技術： 發(fā)展高效、高容量的電池儲能系統(tǒng)， 如鋰離 子電池、鈉硫電池等。

（2）儲氫技術：研究和開發(fā)經(jīng)濟高效的氫能儲存和釋放技術， 如 壓縮氫氣和液態(tài)氫儲存等。

（3）壓縮空氣儲能技術： 利用剩余風能將空氣壓縮儲存， 以便在 需要時釋放壓縮空氣驅(qū)動渦輪發(fā)電機。

7、智能化控制和管理

智能化控制和管理系統(tǒng)的應用將提高風力發(fā)電系統(tǒng)的效率和可靠 性。核心關鍵技術包括：

（1）大數(shù)據(jù)分析和預測： 利用先進的數(shù)據(jù)分析和建模技術， 對風 力發(fā)電系統(tǒng)進行實時監(jiān)測、預測和優(yōu)化。

（2）人工智能算法： 應用機器學習和人工智能算法， 實現(xiàn)智能化 的發(fā)電調(diào)度、故障診斷和維護管理。

（3）遠程監(jiān)控和操作： 通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)， 實現(xiàn)對風力發(fā)電設備 的遠程監(jiān)測、運行狀態(tài)的實時調(diào)整和故障排除。

8、電力系統(tǒng)的靈活性和互聯(lián)

為了實現(xiàn)可再生能源的大規(guī)模集成，電力系統(tǒng)需要具備靈活性和 互聯(lián)性。核心關鍵技術包括：

（1）智能電網(wǎng)技術： 建設智能電網(wǎng)， 實現(xiàn)可再生能源的高比例滲 透，包括風力發(fā)電、太陽能發(fā)電和儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行。

（2）虛擬電廠和能源互聯(lián)網(wǎng)： 建立虛擬電廠和能源互聯(lián)網(wǎng)， 實現(xiàn) 多能源的集成和優(yōu)化調(diào)度，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的靈活性和可靠性。

9、碳中和和可持續(xù)發(fā)展

碳中和和可持續(xù)發(fā)展是全球能源轉型的關鍵目標。核心關鍵技術 包括：

（1）節(jié)能和能源效率提升： 通過技術創(chuàng)新和系統(tǒng)優(yōu)化， 降低風力 發(fā)電系統(tǒng)的能耗，提高發(fā)電效率。

（2）生命周期分析和環(huán)境影響評估： 綜合考慮風力發(fā)電項目的整 個生命周期，評估其環(huán)境影響，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

10、國際合作與政策支持

國際合作與政策支持對于推動風電行業(yè)的發(fā)展至關重要。核心關 鍵技術包括：

（1）技術共享和經(jīng)驗交流：加強國際間的合作與交流， 分享技術、 經(jīng)驗和最佳實踐，推動風電技術的創(chuàng)新和應用。

（2）政策支持和法規(guī)制定：制定支持風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策和法規(guī)， 提供激勵措施和補貼政策，減少官僚障礙并簡化審批流程。

通過深入分析風電領域的十大發(fā)展方向，我們可以看到風能行業(yè) 未來的廣闊前景。隨著技術的進步和政策的支持，風力發(fā)電將在能源 轉型中發(fā)揮重要作用。從風力發(fā)電機組的增強到海上風電的擴展，再 到儲能技術的發(fā)展和智能化控制的應用，風電行業(yè)將朝著更高效、可 持續(xù)和可靠的方向發(fā)展。同時，深水風電、超高海拔風電以及氣候條 件適應性等新領域的發(fā)展，將進一步推動風電的應用范圍擴大和技術 的創(chuàng)新。國際合作與政策支持將為風電行業(yè)的發(fā)展提供堅實的基礎。

七、2024-2026 年風電的發(fā)展方向

未來幾年基于成本及市場分析， 大風電將成為主流： 單機容量大， 葉輪直徑大，單體規(guī)模大。我這里說的大包括：單機容量大，葉輪直 徑大，風電場單體規(guī)模大，正是這三大讓風電規(guī)模持續(xù)高增長。

1、單機容量大

單機容量大： 陸上 10MW 已下線，海上 18MW 已下線。就在 2023 年年底，運達發(fā)布了 10MW 沙戈荒陸上機型的下線儀式， 這已經(jīng)是第 5 家 整機制造商公開發(fā)布 10MW 陸上機型下線。在 2023 年，遠景，金風， 三一，明陽先后發(fā)布了 10MW 的陸上機型下線， 并陸續(xù)裝樣機運行。在 2023 年的下半年，東方電氣，三一重能，上海電氣先后中標了 10MW 機型的訂單，項目規(guī)模累計超過 2GW，陸上機型單機容量進入兩位數(shù)時 代已經(jīng)來臨。

熟悉或了解風電整機技術的都清楚，單機容量大型化的直接結果 就是裝備的邊際成本大幅下降。陸上風電整機為例，15 年前一臺 2MW 的整機不含塔筒 800 萬 RMB 左右，今天，一臺 10MW 的整機不含塔筒的 價格約 1000 萬人民幣，容量增加了 4 倍，單位容量的采購價格從 4000 元/kw 下降到 1000 元/kw，下降幅度達到 75%。

單機容量大型化采購成本下降的直接結果就是大幅度提升了風電 場的投資收益率（同樣風資源條件下） ，一方面本身裝備采成本下降， 一方面大幅度降低了風電場的建安成本， 以 100 萬 kw 的單體風電場為 例，原來需要 500 臺 2MW 風機，現(xiàn)在只需要 100 臺 10MW 風機，土建成 本下降 80%。

2、葉輪直徑大

葉輪直徑是決定風機捕風能力的關鍵指標，通常而言，葉輪直徑 越大，在同等功率條件下捕風能力越強，隨著功率持續(xù)增加，葉輪直 徑也是持續(xù)擴大，海、陸風機的葉片單體長度已經(jīng)進入 120m+的時代。

葉輪直徑的擴大，給受制于生態(tài)環(huán)保的風電來了福音。大家都知道，風電資源較好的區(qū)域都在生態(tài)較好的區(qū)域，相對風不太好的地方 在過去的風機技術條件下無法具備開發(fā)價值，而大葉輪直徑為低風速 的風電開發(fā)打開了大門。蘇、鄂、豫、皖等平原地區(qū) 4-5m/s（100m 塔 高）的風資源在高塔架的加持下，大量低風速風電得到了規(guī)模開發(fā)， 而且部分山地原本低風速區(qū)域在高塔架的技術幫助下，也開始得到規(guī) 模開發(fā)，原本大家認為中東南部和山地等低風速地區(qū)被認為是風電開 發(fā)的無人區(qū)，現(xiàn)在也成為了開發(fā)的重點，這個風電的開發(fā)帶來了新的 市場。

3、單體風電規(guī)模大

海陸單體風電場 100 萬千瓦已成趨勢。陸上風電過去單體規(guī)模 30-50 萬千瓦都認為是大項目， 因為從風機數(shù)量規(guī)模看確實不小，30 萬千瓦的風電場為例，采用 2-3MW 的風機需要 100-150 臺，建設內(nèi)容 確實不小。但 2023 年全國在建的 80-100 萬千瓦規(guī)模的至少超過 10 個， 著名的廣核若羌， 寧夏寶豐能源（175 萬 kw，5.56MW 機型），華潤三塘 湖，蒙能四子王旗，三峽四子王旗，國電投烏蘭察布以及大唐云南文 山（110 萬 kw）等項目，采用的機型都是 6-8MW 機型。

單體風電場的容量規(guī)模大型化也是降低單位造價的重要手段。以 新疆廣核若羌為例，采用 6-8MW 單機，單位造價已經(jīng)突破 4 元/w（風 機+塔筒價格 1.85 元/w），如果未來同等 100 萬千瓦采用 10MW 機型， 以當前風機+塔筒 1.38 元/w 的價格測算，建安成本同比下降 20%（和 若羌項目比較），風電單位造價直接突破 3 元/w，3 元/w 的風電單位造價：度電成本將逼近 0.1 元/kwh。

風電行業(yè)的卷讓風電人苦不堪言，但我們看看光伏和電池行業(yè)， 我們就會發(fā)現(xiàn)，風電的卷實際上還是溫柔的。光伏 2022-2023 價格從 近 2 元/w 下降到最近的 0.8 元/w 左右，下降幅度已經(jīng)達到了 60%；鋰 電池 2022-2023 價格從 1.8 元/w.h 左右下降到最近的 0.6 元/w.h，下 降幅度達到 67%，再看我們風電，整機價格 2022 年整機帶塔筒從 2 元 /w 下降到 1.4 元/w，下降幅度約 30%，不比不知道，風電的卷還是很 溫柔的。

卷的結果就是風機的成本大幅下降，下降的背后就是技術創(chuàng)新的 競爭，成本控制的競爭，制造水平的競爭，如果風電單位造價進入 3 元時代，風電的度電成本進入一毛時代就不遠了，而一毛的度電成本 將會打通風電制氫的瓶頸， 綠電制氫被認為當前解決就近消納的關鍵， 而此前風電制氫的難點就在度電成本。 與業(yè)內(nèi)客戶交流，綠氫價格即 使比灰氫成本只要不高出太多，他們都能接受，因為灰氫下一步會逐 步受到碳排放的制約比例逐步下降，風電制氫因為度電成本大幅下降 成為主流（還有光伏制氫），在就近氫制甲醇和氨， 讓成本較高的運氫 環(huán)節(jié)減掉，甲醇和氨屬于液態(tài)，方便運輸和儲存。 一毛的度電成本在 制氫和氨醇后，將把風電的消納和送出難題得到有效解決，三北區(qū)域 的風電開發(fā)或?qū)⒂瓉硇碌墓拯c，每年按 50-80GW 的速度給予開發(fā)。當 然，大型化的進程接下來可能沒有我們想象的那么快， 因為再大下去， 也給行業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)。大兆瓦風機的挑戰(zhàn)：競爭梯隊逐步集中。

對于 10MW 以上的陸上風機或是 20MW 以上的海上風機，對風機本 身的可靠性要求越來越高， 質(zhì)量風險越來越大， 開發(fā)難度也越來越大。

以海上風電機組為例，就風電機組的試驗臺系統(tǒng)而言，投資建設 一套 20-30MW 的試驗臺，少則 2-3 億元，多則 4-5 億元，這已經(jīng)不是 一個小公司可以承受的，而且在大型化迭代加速的年代，可能用不了 多久，這套試驗臺或被淘汰。開發(fā)一個平臺的機型，開發(fā)成本至少 1-2 億元，包括試驗認證，如果不能及時緊跟市場，可能開發(fā)產(chǎn)品市場周 期會很短就喪失市場。質(zhì)量風險就更加高要求了，質(zhì)保期內(nèi)如果出現(xiàn) 故障，高塔架，大葉輪，大功率的出現(xiàn)質(zhì)量故障帶來的質(zhì)量損失相對 小容量機型而言要高得多。

由于大型化的產(chǎn)品開發(fā)成本高， 難度大，風險大，未來對新產(chǎn)品 的開發(fā)一方面會很謹慎，同時也會更加嚴格，因為投入高，繼續(xù)在行 業(yè)混飯吃的整機制造企業(yè)將會很難，頭部企業(yè)在技術先導的指引下， 機型研發(fā)跟不上就很難獲得訂單， 以 10MW 為例，未來三北風電場可能 基本都是 10+MW 的陸上機型，葉輪直徑也是越來越大，很多第三梯隊 就很難跟上業(yè)主的需求。

從 2023 年的中標統(tǒng)計結果我們發(fā)現(xiàn)， 第一梯隊市場份額越來越集 中，剔除非公開的中標數(shù)據(jù)， 前五的市占率達到了 79%，如果加上他們 自家的風電場，這個數(shù)據(jù)要超過 85%。

應對大風電：你準備好了嗎？

大風電的未來關鍵詞還是單機容量，單機容量大，葉輪直徑也會 跟著大，單體風電場的規(guī)模也會跟著大，在當前土地有限的形勢下， 大風電會在 2024 年得到充分的體現(xiàn)。

三北的風電場 10MW 的招標會大規(guī)模出現(xiàn)， 葉片，塔筒等大部件的 制造不得不緊跟項目地，這也會促使塔筒和葉片企業(yè)產(chǎn)能轉移，因為 價格下降是無法逆轉的趨勢，能省一分十一分，當前風電整機的技術 降本已經(jīng)有限，非技術降本將是未來趨勢。

葉片減重將成為一致的需求。碳纖維主梁用于葉片將會成為普遍， 陸上 10MW 的單支葉片重量已經(jīng)突破 30 噸，長度超過 120m，葉輪的重 量直接決定了載荷大小和機艙重量，無論海陸風機莫不如此。海上風電15+MW 的葉片重量已經(jīng)突破 60 噸，葉輪的重量接近 250 噸，機艙重 量為了重心配置有時候不得不增加消極重量。

致 謝

本次的《國內(nèi)風電行業(yè)發(fā)展動態(tài)、葉片現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢》純 屬個人興趣而寫，僅供風電行業(yè)朋友做參考，不做任何商業(yè)使用。由 于本人水平有限，難免表達及描述錯誤，敬請大家提出修改；很多數(shù) 據(jù)均引用網(wǎng)絡資料，未經(jīng)核實，若錯誤，請批評指正。

在撰寫過程中查閱了大了的網(wǎng)絡及期刊文獻，在此就不再一一做 引用備注說明及致謝，但特別感謝中國可再生能源學會風能專業(yè)委員 會及《電氣應用》、《每日風電》、《風能》等期刊，均引用了部分資料 及大量數(shù)據(jù)。

從事風電行業(yè)近 17 年，一直從事風電葉片技術引進及工藝技術的 開發(fā)與生產(chǎn)，回顧初期，一直與 Aerodyn、CTC、WindNovation、A2 Wind、 WE4CE、SSP Technology、ADC 等設計公司做了大量的技術溝通交流， 而如今，國外設計公司基本退出中國市場，國內(nèi)風機葉片設計已經(jīng)成 熟，143 米葉片已經(jīng)下線，未來葉片還有多長？我們拭目以待……

最后，再一次感謝 17 年來所有給予我關心、指導、幫助的領導、 行業(yè)大咖、專家、教授及風電同仁，向你們致敬！

徐新華于合肥 二零二四年七月