我國風電葉片涂料發展機遇與挑戰！
2024-07-30 09:42:58
admin
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近年來，我國風能發展迅速，特別是在國家保增長政策牽動下，將新能源—風電的發展作為我國經濟可持續發展的長遠大計，隨之而來在全國各地掀起了一股“風電熱”。在全球正遭受金融危機沖擊的同時，我國整個風電行業卻迅速膨脹，同時也帶動了風機設備的高速發展，風機葉片是風能技術進步的關鍵核心，其良好的設計、可靠的質量和優越的性能是保證機組正常穩定運行的決定因素。
由于風機葉片的工作環境一般是海邊或者風沙大的沙漠地帶，經常受到空氣介質、紫外線、沙塵、雷電、暴雨、冰雪的侵襲，運行條件和運行環境極其嚴酷，然而作為制造葉片的材料（如不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂）本身是很難在這樣惡劣的環境中長時間保持完好的。因此，對于保護葉片基材的葉片涂料提出了更高的性能要求。而我國風電技術起步較晚，風電涂料目前也基本是國外產品，近期我國為了推動新能源、新技術的發展，下大力度加強風電技術以及風電涂料國產化，以確保我國經濟可持續發展。
隨著中國經濟的持續發展，對能源的需求增長很快，風能作為一種綠色可再生資源在我國已經獲得了長足的發展，風力發電不僅環境友好，可再生，而且成本低、建設周期短、不存在燃料限制，是新能源中最具有發展潛力的領域，有望成為主流電源之一。近年來，在我國國家財政的扶持下，風電及風電設備企業有如雨后春筍般迅速成長。
（一）整機企業：2004年我國風電整機企業僅有六家，而目前已達67家。但由于規模和技術的影響，今后的競爭仍將主要集中在金風科技、東方電氣和華銳風電三巨頭之間。
（二）零部件企業：零部件占風電整機成本的80%以上，風電整機的巨大需求帶來的國內零部件的缺口，拉動國內風機零部件企業快速發展。發電機、齒輪箱、葉片等已經基本滿足國內風電產業的需求。
（三）風機葉片企業：目前，中國風機葉片市場已經形成外資企業、民營企業、研究院所、上市公司等多元化的主體投資形式。外資企業主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，國內企業以時代新材、中材科技、中航惠騰、中復連眾為代表，生產葉片的廠家國內已達50多家，競爭較為激烈。
（四）配套能源與材料：風電裝備市場的增長必將帶動與之相配套的膠粘劑、涂料等產品的需求，在金融危機籠罩下的全球低靡供需環境影響下，我國一些涂料及原材料企業受到了嚴重的影響，而我國風電新興產業的發展無疑給防腐涂料行業迎來了一線生機，為我國防腐涂料企業帶來了新的發展機遇。
2.我國風電葉片涂料現狀與發展
2.1我國風電葉片涂料研究現狀
風輪葉片是風力發電機組的關鍵核心部件之一，約占其總成本的20%左右，因此有效控制風輪葉片的制造成本是降低風力發電機組總造價的重要途徑之一。風電葉片涂層在風電葉片上的主要作用是提供光滑的空氣動力學表面，防止葉片被紫外線降解、濕氣侵蝕和風沙磨蝕等，風電涂層性能的優劣嚴重影響風電設備的使用壽命，對確保風電設備的正常運轉起著決定性作用。
2008年的金融危機讓全球涂料行業受到了重創，企業在養精蓄銳，加強自我結構調整的同時，也在隨時觀察市場發展動態，伺機而發。風電涂料是新興產業—風電的配套材料，它的發展不但得到涂料界的青睞，而且也受到下游廠家的重視。如在江蘇鹽城召開的“2009年防腐涂料年會”上，聚集了國內外195家防腐蝕涂料及風電領域企業，會議圍繞著風電裝備的塔筒、葉片以及風機等部件對涂料產品的需求，從其設計要求、市場發展、技術研發、涂裝施工等角度進行了全面的研討。
繼而我國科技部將新材料技術領域“MW級風力發電機組風輪葉片原材料國產化”列為國家863重點項目，其中“高性能多用途葉片保護涂料的研發及規模化生產技術研究”被列為“葉片輔料原材料國產化的制備及應用技術研究”課題的一部分。從以上內容可以看出：我國通過開展863項目研究攻關，來推動我國MW級風輪葉片關鍵結構材料的國產化，以保障我國風電產業的健康、穩定和快速發展。
2.2我國風電涂料市場布局
由于我國風電行業起步較晚，隨之帶來的是其配套涂層的技術開發與經驗的滯后，從目前國內風電領域涂料應用情況來看，風機塔筒涂層技術要求不太高，國內如中遠關西涂料已經大規模生產與應用，而風電葉片涂料市場已被進口產品完全占領，如：Basf、Mankiewicz、Bergolin、PPG等。近年來，雖然我國一些比較有遠見的涂料企業也加強了風電葉片涂料的開發，但葉片涂料技術要求比較高，非一般防腐蝕涂層所代替，更需要經過長期研究和現場實驗數據的積累。由于風機葉片維修成本較高，涂層的優劣嚴重影響其在惡劣環境下的破化程度和使用壽命，以至國內葉片廠家十分看重葉片涂層的性能。在當年的金融危機下，努力尋找市場商機的國內涂料企業紛紛投入此領域進行研究與開發，也逐漸興起了不少風電葉片涂料制造廠商，如：西北永新、中遠關西等，說明了我國已加快了風電葉片涂料產品的研發速度，在新興產業帶動下，防腐涂料發展將更加健全。
從風電行業市場發展來看，隨著風電葉片市場規模的擴大，我國風電及配套涂層技術也將不斷完善，在國產化技術的推動下，國家的風電產業將逐步獨立與強大。
雖然我國許多涂料企業已加強了風電涂料的開發進度，但目前，國內生產葉片的廠家使用的葉片涂料基本采用進口產品，而且不同涂料廠商的配套涂料體系各異。
2.4風電葉片涂層性能要求
風電葉片一般置于環境惡劣的沙漠、海洋、高山等邊緣地帶，導致其必將受到自然環境的嚴重影響，為了提高其使用壽命，必須對其涂層性能進行嚴格要求。
2.4.1表面結構平滑完整。
風電涂層在風電葉片上的主要作用是提供光滑的空氣動力學表面，防止外界環境污染與入侵，如果葉片有砂眼,下雨時就會積水，在受到雷擊的時候這些水分會瞬間蒸發，產生的蒸汽壓力會使葉片爆炸或裂開，這對機組來說是災難性的、致命的。
2.4.2具有優異的物理機械性能，如優異的附著力、干燥性、耐磨性、延展性及損失模量。
（一）在風機葉片配套涂料的所有性能中，對葉片基材的附著力性能是其他性能得以發揮和實現的前提，不管是葉片涂料的使用者還是生產者對這一性能指標都極為重視。
（二）隨著葉片大型化，風電涂層還需在脫模葉片過程中能夠快速操作，包括快速固化和易于混合等。
（三）涂膜的粘彈性對葉片涂料性能起著不可忽視的作用。旋轉的葉片受到大氣、塵埃甚至砂礫的高速沖擊、刮擦，特別是葉片邊緣部位，對涂膜的耐磨性、延展性、抗刮傷強度能要求較高。
2.4.3具有優異的化學性能。
2.4.4具有較高的固體份，VOC較低。基于環保與施工者健康因素考慮，應選擇低VOC涂料。
2.4.5此外，葉片涂層要適應我國南北方不同極端氣候條件下風電場使用需求，保證風輪葉片20年的設計使用壽命。
3.1缺乏質量認證與業績
由中國海洋石油總公司科技發展部主辦的2009防腐蝕涂料年會上，引入了風電涂料議題，國家涂料質量監督檢驗中心、全國涂料和顏料標準化技術委員會、中國船級社、挪威船籍社、SSPC等機構組織積極參加了本次會議，并對風電機組及葉片涂層標準進行了探討。
雖然防腐蝕涂料在中國市場正處于快速發展時期，但風電葉片涂層沒有相應的技術標準與質量認證體系，導致風電涂料特別是風電葉片涂層實際研究中無規可循，涂層性能的優劣難以以實際試驗數據來證明，葉片廠家只能購買高價位進口涂料產品，卻不敢輕易選用國內產品，而國內一些涂料企業只能盲目模仿進口涂料產品。隨著中國工業化建設的不斷推進，技術引進與行業體系的完善，風電防腐涂料產業在享受著下游新興產業所帶來的新的發展機遇刺激的同時，也將結出碩果。
3.2我國葉片涂料技術發展道路曲折
目前我國運用在風電設施的國外品牌涂料實際運行效果并不理想，涂膜實際保護性能不盡人意，葉片風蝕損壞嚴重，需要定期修補，導致維修成本較高；國內風電涂料多采用溶劑型，污染嚴重，與風能環保屬性不符；我國葉片保護涂層研究與開發嚴重滯后，雖然國內一些具有創新精神的涂料廠家已經研制出風機葉片配套涂層，且產品防腐性能較好，甚至可以與進口產品相媲美，但葉片廠家短期內難以對其涂層綜合性能優劣進行準確的評估，以致國內葉片涂料產品還未能大規模應用到風機葉片上。
4.我國風電涂料國產化途徑與阻力
4.1我國風電涂料國產化途徑
隨著我國風電產業的蓬勃發展，與其相關的化工產品獲得了巨大發展空間。風電機組零部件相對應的樹脂、玻璃纖維、涂料等復合材料的需求日趨加大，隨著河北、蒙東、蒙西、酒泉等地區千萬千瓦級基地的建設，風電涂料的性能改進、成本降低等工作尤為迫切。現階段我國涂料企業應及時把握市場動向，針對風電涂裝這個行業性的技術難題，對三北寒旱風沙區風電設施運行于腐蝕環境分析，結合和兼顧現有防腐體系，以自主開發方式為主，從性能改善與匹配、適用、耐風沙防結冰、環保、水性化、降低總體涂裝成本、改進涂裝工藝等著手，將風電設施的涂裝需求細分，針對性開發和設計相應葉片涂料、涂裝配套體系、涂裝工藝。將使我國本土企業在前途廣闊的風電涂料領域占有一席之地。
4.1.1提高涂料產品性價比
目前風電每度電成本已經下降到0.5-0.6元/kWh，這是風電的完全成本，并且隨著技術進步以及風電制造業的規模化，成本還將進一步下降。與此同時，涂料作為風電配套材料，隨著競爭的加劇，其利潤空間將逐步縮小，國外風電涂料產品價格較高，隨著我國風電設備國產化步伐的增進，配套涂料產品將部分替代或逐步完全取代進口產品。
4.1.2政策驅動
4.2我國風電涂料國產化阻力
我國風電技術起步較晚，加上企業自主研發的風電葉片涂料業績較少甚至為零，而涂料成本僅占風電葉片成本的很小一部分，但對風機葉片的使用壽命具有決定性作用。為了躲避風險，國內大部份風電企業還是選擇了成本高昂的進口涂料，面對價格較低的國產涂料只能望洋興嘆，從而導致我國國內涂料企業產品無法推廣，自主研發的風電葉片涂料被邊緣化。
5.結論
對于防腐涂料企業來說，在受到我國新能源巨大發展潛力刺激的同時，也面臨著技術和市場的挑戰，要共同努力發展我國自主品牌的風電防腐涂層，走研發與應用一體化道路，才能推動中國風電涂料市場健康、穩步的發展。
來源：水漆助手
