事件：根據(jù)WindDaily 報道，全球風(fēng)電整機(jī)巨頭維斯塔斯碳梁專利保護(hù)期7 月19日正式到期。這意味著其他風(fēng)電葉片制造商將可以不受限制地推出應(yīng)用碳梁的風(fēng)電葉片產(chǎn)品，風(fēng)電葉片有望加速開啟新一輪行情。

 

    點(diǎn)評：

 

    維斯塔斯（Vestas）是最早進(jìn)入風(fēng)電市場龍頭股的外國整機(jī)商，其專利一定程度上制約著中國碳纖維龍頭股風(fēng)電葉片的發(fā)展：Vestas 是最早進(jìn)入中國風(fēng)電市場的外資企業(yè)，它安裝了中國首臺風(fēng)電機(jī)組，1986 年，Vestas 在東榮成馬蘭風(fēng)電場龍頭股成功安裝了3 臺V15-55/11kW 型風(fēng)電機(jī)組。且在這之后的一段時間內(nèi)以Vestas 為首的外國整機(jī)商主導(dǎo)著中國的風(fēng)電市場。2002 年7 月19 日，Vestas 分別向中國、丹麥等國家知識產(chǎn)權(quán)局、歐洲專利局、世界知識產(chǎn)權(quán)局等國際性知識產(chǎn)權(quán)局申請了以碳纖維條帶為主要材料的風(fēng)力渦輪葉片的相關(guān)專利，專利權(quán)利要求包含了制造預(yù)先預(yù)制的條帶的方法和制造風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的方法，專利保護(hù)期為20 年，于2022 年7 月19 日到期。中國其他企業(yè)制造碳纖維風(fēng)電葉片的時候，雖能夠通過其他技術(shù)規(guī)避此專利，但仍在一定程度上受到制約。

 

    隨著Vestas 碳梁專利到期，風(fēng)電葉片制造企業(yè)有望加速布局應(yīng)用碳梁的風(fēng)電葉片：

 

    目前碳纖維概念股在風(fēng)電葉片大梁上的應(yīng)用主要有三種方式，分別是預(yù)浸料鋪貼、多軸織物灌注以及拉擠碳板工藝，其中拉擠成型工藝制備龍頭股的碳纖維復(fù)合材料具有長度不受限制、截面形狀穩(wěn)定和成本相對低廉等優(yōu)點(diǎn)，具有很高的縱向拉伸強(qiáng)度，優(yōu)勢相對明顯，已經(jīng)成為目前市場的主流。利用拉擠成型工藝制作碳梁，再進(jìn)一步制作葉片龍頭股，適合大批量、大型的風(fēng)電葉片的生產(chǎn)，但一直以來由于Vestas 碳梁風(fēng)電葉片的專利保護(hù)在一定程度上限制了拉擠板在風(fēng)電葉片上的大規(guī)模應(yīng)用。專利到期后，全球風(fēng)電葉片制造企業(yè)有望加速開啟碳梁風(fēng)電葉片的布局，風(fēng)電行業(yè)迎來又一大利好。

 

    “雙碳”目標(biāo)堅定不動搖，政策驅(qū)動能源轉(zhuǎn)型，我國風(fēng)電行業(yè)地位不斷攀升：習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出我國力爭在2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。根據(jù)2021 年10 月中共中央、國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》，預(yù)計到2025 年，我國非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到20%左右，到2030 年達(dá)到25%左右，到2060 年達(dá)到80%以上。

 

    國家發(fā)改委能源研究所指出，2020 年，風(fēng)能在中國能源結(jié)構(gòu)中的比例為3.2%，該研究所還預(yù)計到2050 年，風(fēng)電將占到能源消費(fèi)的38.5%，可見風(fēng)電地位正逐步攀升，將成為未來發(fā)電的主要能源之一。

 

    國家大力推進(jìn)大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目建設(shè)，支持分布式風(fēng)電的發(fā)展，政策持續(xù)加碼，風(fēng)電行業(yè)利好不斷：在大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目建設(shè)方面，2021 年10 月，習(xí)近平主席在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會領(lǐng)導(dǎo)人峰會上宣布，中國將在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設(shè)大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目。2021 年12 月，國家發(fā)改委、國家能源局下發(fā)《第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電、光伏基地建設(shè)項(xiàng)目清單的通知》，指出第一批風(fēng)光基地項(xiàng)目共50 個，建設(shè)規(guī)�？傆�97.05GW，有超45GW 風(fēng)光大基地項(xiàng)目明確要求在2022 年底前投產(chǎn)，有超52GW 風(fēng)光大基地項(xiàng)目明確要求在2023 年前投產(chǎn)。截至2021 底，第一批項(xiàng)目已開工75GW，其余項(xiàng)目于2022 年一季度開工。2022 年2 月，國家發(fā)改委、國家能源局下發(fā)《以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)劃布局方案》，第二批規(guī)劃到2030年，風(fēng)光基地項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模達(dá)4.55 億千瓦。“十四五”時期規(guī)劃建設(shè)風(fēng)光基地總 裝機(jī)約2 億千瓦，包括外送1.5 億千瓦、本地自用0.5 億千瓦；“十五五”時期規(guī)劃建設(shè)風(fēng)光基地總裝機(jī)約2.55 億千瓦，包括外送1.65 億千瓦、本地自用0.9億千瓦。在分布式風(fēng)電方面，2021 年9 月，國家能源局宣布將在中東南沿海重點(diǎn)推進(jìn)風(fēng)電就近開發(fā)，特別在廣大農(nóng)村實(shí)施“千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)計劃”。2021 年10月，118 個城市與600 多家風(fēng)電企業(yè)共同發(fā)起“風(fēng)電伙伴行動零碳城市富美鄉(xiāng)村”

 

    計劃，啟動儀式上發(fā)布的《風(fēng)電伙伴行動具體方案》明確，我國力爭在2021 年年底前啟動首批10 個縣市總規(guī)劃容量500 萬千瓦示范項(xiàng)目；“十四五”期間，在全國100 個縣，優(yōu)選5000 個村，安裝1 萬臺風(fēng)機(jī)，總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到5000 萬千瓦。

 

    我國風(fēng)電行業(yè)受“雙碳”目標(biāo)和政策的驅(qū)動迎來高速成長期，風(fēng)電裝機(jī)容量快速增長：根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2017-2021 年間，我國風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模持續(xù)上行，新增風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模逐年提高。根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2021 年我國累計風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到328.48GW，同比增長16.68%，其中新增風(fēng)電裝機(jī)龍頭股規(guī)模達(dá)47.57GW。四百余家風(fēng)能企業(yè)在2020 年北京國際風(fēng)能大會發(fā)表《風(fēng)能北京宣言》提出，在“十四五”規(guī)劃中，須為風(fēng)電設(shè)定與“碳中和”國家戰(zhàn)略相適應(yīng)的發(fā)展空間，即保證年均新增裝機(jī)5000 萬千瓦以上。2025 年后，中國風(fēng)電年均新增裝機(jī)容量應(yīng)不低于6000 萬千瓦， 2030 年至少達(dá)8 億千瓦， 2060 年至少達(dá)30 億千瓦。海上風(fēng)電方面，根據(jù)我們2021 年11 月23 日發(fā)布的報告《“十四五”海上風(fēng)電裝機(jī)量超預(yù)期，風(fēng)電材料迎來景氣周期——海上風(fēng)電材料動態(tài)跟蹤報告之一》中的測算，預(yù)計2021-2025 年，我國新增海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)�？蛇_(dá)3470 萬千瓦，2025年我國海上風(fēng)電裝機(jī)量可達(dá)4468.99 萬千瓦，2020-2025 年間CAGR 為35%。

 

    我國新增的風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量不斷增大，且風(fēng)電葉片大型化是風(fēng)電的發(fā)展趨勢：根據(jù)中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會（CWEA）的統(tǒng)計，我國新增的風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量不斷增大，因?yàn)榇蠊β曙L(fēng)電機(jī)組的風(fēng)能利用率高，且風(fēng)機(jī)的單位發(fā)電成本低。我國單機(jī)容量為2-2.9MW 風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量占比從2019 年的72.1%下降至2021 年的19.7%，而單機(jī)容量3.0MW 及以上風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量占比從2019 年的27.65%增長至2021 年的80.1%。與此同時，風(fēng)電葉片大型化是發(fā)展趨勢，當(dāng)前風(fēng)輪直徑已突破125m，未來正朝著長度為150m、250m的大型風(fēng)電葉片前進(jìn)。傳統(tǒng)的風(fēng)電葉片制造材料為玻璃纖維復(fù)合材料，全玻璃鋼葉片已經(jīng)無法滿足風(fēng)電葉片大型化的要求。而碳纖維在實(shí)現(xiàn)風(fēng)電葉片大型化、輕量化時的主要優(yōu)勢是在滿足一定強(qiáng)度要求的前提下，具有其他材料不具備的高比模量，因此碳纖維材料是更加理想的選擇。例如，3MW 的風(fēng)機(jī)的葉片，使用碳纖維替代傳統(tǒng)的玻璃纖維，葉片的重量將減少32%，成本下降約16%。

 

    我國風(fēng)電行業(yè)發(fā)展長期向好，疊加維斯塔斯專利到期有望增加我國應(yīng)用碳梁的風(fēng)電葉片的產(chǎn)量，風(fēng)電葉片相關(guān)材料需求有望大幅提升：風(fēng)電葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心部件，風(fēng)電葉片材料主要由基體樹脂、增強(qiáng)纖維、芯材（夾層材料）、粘接膠（結(jié)構(gòu)膠）等構(gòu)成，其成本占比分別為36%、28%、12%、11%。風(fēng)電行業(yè)的高景氣將會大幅帶動碳纖維、聚醚胺、環(huán)氧樹脂、結(jié)構(gòu)膠和芯材（夾層材料）的需求，在當(dāng)前時點(diǎn)具有較高的投資價值。

 

    碳纖維：契合風(fēng)電葉片大型化、輕量化發(fā)展方向，隨著維斯塔斯專利到期，中國風(fēng)電用碳纖維發(fā)展駛?cè)肟燔嚨馈Ｌ祭w維材料輕便的特點(diǎn)使得風(fēng)電葉片的整體質(zhì)量有了較好的優(yōu)化，保證葉片在長度增加的同時重量更輕，同時在形成復(fù)合材料后還能賦予風(fēng)電葉片極好的耐候性。風(fēng)電葉片是國內(nèi)碳纖維的主要應(yīng)用領(lǐng)域，隨著風(fēng)電葉片大型化、風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)量穩(wěn)步增加，裝機(jī)方向逐步從陸上小功率機(jī)組向海上大功率機(jī)組轉(zhuǎn)移，疊加Vestas 碳梁風(fēng)電葉片專利保護(hù)期到期，我國其他風(fēng)電廠商可以使用該技術(shù)，從而推出應(yīng)用此種碳梁的風(fēng)電葉片產(chǎn)品，我國碳纖維在風(fēng)電領(lǐng)域的用量還將繼續(xù)增長，未來發(fā)展空間廣闊。根據(jù)賽奧碳纖維統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021 年中國碳纖維下游應(yīng)用中，風(fēng)電葉片需求量占比最大，達(dá)36.1%。2021年中國風(fēng)電葉片碳纖維的總需求量為3.3 萬噸，賽奧碳纖維預(yù)計2025 年需求量將增至8.06 萬噸，2021-2025 年CAGR 高達(dá)25%。中國碳纖維產(chǎn)能正逐步擴(kuò)張，國產(chǎn)替代道路光明。吉林化纖、吉林碳谷、中復(fù)神鷹等碳纖維企業(yè)近年來在整體產(chǎn)能方面取得了長足進(jìn)步。“十四五”期間，我國碳纖維及原絲的有效產(chǎn)能將繼續(xù)快速擴(kuò)張，伴隨產(chǎn)能利用率穩(wěn)步提升，預(yù)計未來我國碳纖維供需緊張的格局將逐漸緩和。同時，我們也建議關(guān)注碳纖維需求量持續(xù)提升對于上游關(guān)鍵原料丙烯腈的帶動。建議關(guān)注：上海石化、吉林化纖、吉林碳谷。

 

    環(huán)氧樹脂：風(fēng)電葉片主要基體材料，我國需求量未來將持續(xù)增長。在風(fēng)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(huán)氧樹脂作為葉片灌注成型的基體材料，這是由于纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料浸透性好，其固體物具有力學(xué)強(qiáng)度高、韌性好的良好性能，能夠滿足葉片材料的高強(qiáng)度、輕重量、特殊外部翼型等要求，是大容量機(jī)組用風(fēng)力葉片材料的最優(yōu)選擇。環(huán)氧樹脂需與固化劑配合使用，通常可以根據(jù)使用環(huán)境及材料所預(yù)期的性能選擇不同種類的固化劑。當(dāng)前多采用拉擠成型制備碳纖維，拉擠成型常用的基體樹脂由黏度較大的雙酚A 環(huán)氧樹脂、低黏度酸酐固化劑、促進(jìn)劑等組成。目前雙酚A 型環(huán)氧樹脂約占我國環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量的90%，約占全球環(huán)氧樹脂總產(chǎn)量75%~80%。我國環(huán)氧樹脂產(chǎn)能市場格局較為分散，根據(jù)百川盈孚統(tǒng)計，我國2021 年環(huán)氧樹脂產(chǎn)能共計221 萬噸，未來有望擴(kuò)大。建議關(guān)注：中國石化、中化國際、上緯新材、宏昌電子。

 

    聚醚胺：高性能固化劑，下游風(fēng)電領(lǐng)域需求量占比最大，短期供應(yīng)或?qū)⒊掷m(xù)偏緊，國內(nèi)企業(yè)加速擴(kuò)產(chǎn)。聚醚胺特殊的分子結(jié)構(gòu)能夠保證葉片材料的高強(qiáng)度和高韌性，同時具有適中的反應(yīng)活性，可作為環(huán)氧樹脂的高性能固化劑，適用于碳纖維復(fù)合材料及大型玻璃纖維復(fù)合材料（兆瓦級風(fēng)力發(fā)電葉片）的制造。2020 年風(fēng)電領(lǐng)域的聚醚胺需求量占其下游總需求的61.6%，在國家長期積極的清潔能源政策推動下，風(fēng)電新增裝機(jī)容量不斷增加，大幅提振聚醚胺等風(fēng)電上游產(chǎn)業(yè)的市場需求。此外，風(fēng)電葉片的壽命約為20 年，風(fēng)電葉片的更換能夠進(jìn)一步支撐對 聚醚胺產(chǎn)品的需求。根據(jù)弗若斯特沙利文預(yù)測，風(fēng)電用聚醚胺需求量將從2021年的3.83 萬噸增長至2025 年的6.07 萬噸，2021-25 年復(fù)合增長率約為12.2%。

 

    供給方面，目前海外化工巨頭主導(dǎo)聚醚胺產(chǎn)品生產(chǎn)，全球聚醚胺主要供應(yīng)商為亨斯曼和巴斯夫，截至2021 年底，合計具有約18 萬噸產(chǎn)能。國內(nèi)現(xiàn)有的聚醚胺生產(chǎn)廠家數(shù)量較少，行業(yè)集中度較高。截至2022 年4 月，我國聚醚胺現(xiàn)有產(chǎn)能約為9.4 萬噸/年，隨著聚醚胺下游需求提升，國內(nèi)聚醚胺生產(chǎn)企業(yè)正在加速擴(kuò)產(chǎn)，預(yù)計到2025 年國產(chǎn)聚醚胺企業(yè)的產(chǎn)能將擴(kuò)大至20.9 萬噸/年。當(dāng)然由于疫情原因，亨斯曼與巴斯夫等國際主流廠家的海外產(chǎn)能開工受限，疊加物流與海運(yùn)成本高企，以及國內(nèi)部分企業(yè)由于環(huán)保、工藝等原因?qū)е聦?shí)際開工率低于規(guī)劃產(chǎn)能，聚醚胺產(chǎn)能供給承壓，且伴隨著海上風(fēng)電的持續(xù)發(fā)展，短期內(nèi)國內(nèi)聚醚胺的供給仍將持續(xù)偏緊。建議關(guān)注：晨化股份、皇馬科技。

 

    結(jié)構(gòu)膠：用于殼體粘接，我國當(dāng)前產(chǎn)能較為集中。結(jié)構(gòu)膠主要用于風(fēng)電葉片上下殼體的粘接，是葉片結(jié)構(gòu)的一個重要組成部分，也是葉片力學(xué)及結(jié)構(gòu)失效的主要影響部位。由于風(fēng)電葉片對強(qiáng)度、韌性以及耐候性的要求較高，風(fēng)電葉片用環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠應(yīng)具備較高的剪切、拉伸、彎曲、沖擊、剝離強(qiáng)度和耐久性等優(yōu)良特性，因此需要特殊的配方設(shè)計。其中，陸地風(fēng)電葉片用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑性能指標(biāo)為通用性技術(shù)要求，但由于海上風(fēng)電場的環(huán)境更為惡劣，且海上主流風(fēng)電機(jī)組功率更大，海上風(fēng)電葉片用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑整體的力學(xué)性能指標(biāo)高于通用性技術(shù)要求。我國結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)企業(yè)較為集中，頭部企業(yè)占據(jù)大部分市場份額�？颠_(dá)新材是我國中高端風(fēng)電結(jié)構(gòu)膠粘劑的龍頭企業(yè)，2020 年公司環(huán)氧膠類產(chǎn)品產(chǎn)能共4.66萬噸。2021 年新增布局年產(chǎn)6 萬噸膠粘劑及相關(guān)上下游材料的產(chǎn)能，預(yù)計于2023年投產(chǎn)，目前公司在國內(nèi)風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)膠領(lǐng)域的市占率約為60%。建議關(guān)注：

 

    回天新材、康達(dá)新材。

 

    夾層材料：疫情下巴沙木市場交易較為混亂，PVC 結(jié)構(gòu)泡沫需求逐步提高，國產(chǎn)替代空間廣闊。風(fēng)電葉片龍頭股所需的夾層材料主要是巴沙輕木和結(jié)構(gòu)泡沫材料，且在風(fēng)電葉片的制造中，結(jié)構(gòu)泡沫材料和巴沙木既可以搭配使用，也可以僅使用巴沙木。全球蔓延的新冠疫情使南美輕木的交易更為混亂，更多制造商將目光投向PVC、PET 等結(jié)構(gòu)泡沫材料。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率不斷增大，風(fēng)電葉片大型化、輕量化的趨勢提高了對夾層材料的各項(xiàng)要求，輕質(zhì)、高強(qiáng)度的泡沫材料需求量逐步上升。但是，由于PVC 原板的技術(shù)壁壘高，全球結(jié)構(gòu)泡沫芯材市場仍被少數(shù)公司壟斷，供應(yīng)商主要為瑞典DIAB、意大利Maricell、瑞士AIREX 等海外供應(yīng)商，國內(nèi)芯材制造企業(yè)中能夠直接制造PVC 原板的企業(yè)較少，多數(shù)企業(yè)主要從事芯材套材加工生產(chǎn)的打磨、切割、打孔、開槽等后段加工工作，PVC 泡沫板多來自海外進(jìn)口。我國現(xiàn)已打破核心技術(shù)壁壘，有望逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。天晟新 材目前具備4 萬立方米PVC 硬質(zhì)發(fā)泡材料的設(shè)計產(chǎn)能。隆華科技旗下子公司科博思2020 年高性能PVC 芯材的產(chǎn)能為7920 立方米，同時公司于2021 年8 月公告擬建設(shè)年產(chǎn)8 萬立方米高性能PVC 芯材和年產(chǎn)8 萬立方米新型PET 芯材，項(xiàng)目建設(shè)周期分別為四年和六年，該募投產(chǎn)能占國內(nèi)總用量的15%左右，占2021年市場增加量（預(yù)計每年20-25 萬立方米）的30%-40%。建議關(guān)注：天晟新材。

 

    投資建議：維斯塔斯碳梁專利保護(hù)期7 月19 日正式到期，其他風(fēng)電葉片制造商可以不受限制地推出應(yīng)用碳梁的相關(guān)產(chǎn)品，風(fēng)電葉片龍頭股迎來新一輪發(fā)展良機(jī)，風(fēng)電材料需求或?qū)⒖焖僭鲩L，相關(guān)板塊有望加速啟動行情。建議關(guān)注：（1）碳纖維領(lǐng)域的上海石化、吉林化纖、吉林碳谷；（2）聚醚胺領(lǐng)域的晨化股份、皇馬科技龍頭股；（3）環(huán)氧樹脂領(lǐng)域的中國石化、中化國際、上緯新材、宏昌電子；（4）結(jié)構(gòu)膠領(lǐng)域的回天新材、康達(dá)新材；（5）夾層材料領(lǐng)域的天晟新材；（6）酸酐固化劑領(lǐng)域的濮陽惠成。

 

    風(fēng)險提示：風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目推進(jìn)不及預(yù)期風(fēng)險，棄風(fēng)率回升風(fēng)險，風(fēng)電項(xiàng)目龍頭股改造與推進(jìn)不及預(yù)期風(fēng)險。

 

數(shù)據(jù)推薦

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