（1）结构芯材行业运行现状分析：结构芯材是在夹层结构复合材料中作为芯材使用的一类材料。夹层结构复合材料是一类特殊形式的复合材料，一般是由较薄且强度高的上、下面板（也叫做蒙皮）与相对较厚并且重量较轻的芯材组成。

采用夹层结构具有质量轻、弯曲刚度与强度大、抗失稳能力强、耐疲劳等优点，使用夹层架构可以显著减轻材料质量并提高性能指标，因此夹层结构复合材料在风力发电、航空航天、船舶、轨道交通、汽车、建筑节能等轻质复合材料领域得到广泛利用。

在夹层结构中通过使用低密度的夹芯材料来增加复合材料的厚度，这样可以在重量增加很少的情况下大幅提升材料刚度。根据这一特点，结构芯材首先需要具有密度低重量轻的特点；其次，为使面板在相互之间具有一定距离的情况下保持稳定，结构夹芯材料还要承受一定的应力。根据结构芯材的材质不同，可分为蜂窝结构芯材、木质芯材和泡沫结构芯材。

不同材质的结构芯材特点分析

结构芯材具有轻质、比强度高、比刚度高的特点，并且具有良好的减震吸能性能，因而在风电、航空航天、轨道交通、建筑节能等方面具有广阔的应用前景。

中金企信国际咨询公布的《2023版结构芯材行业市场监测及投资环境评估预测报告》

（2）结构芯材在风电叶片中的应用：随着风电技术的成熟，风力发电机组快速提升，风电叶片呈现大型化、轻量化、智能化发展趋势。降低大型风机叶片的重量，既可以减轻风机及叶片在运行时的压力，避免因叶片晃动而造成的对轴承、电机、塔筒等部件的损伤，提高风力发电经济效益。同时，大型风电叶片对强度和刚度要求越来越高，因此对制造叶片所用材料的重量、强度、刚度和成本优势也提出了更高的要求。

夹层结构是风电叶片的重要组成部分，可以提升叶片的结构刚度和强度，减轻叶片的重量，防止局部失稳，进一步提高整个叶片的抗冲击和抗载荷能力。在叶片的前缘、后缘以及剪切肋等部位，一般都会采用夹层结构。

目前在风电叶片中所使用的结构夹芯材料，主要包括轻木、PVC泡沫、PET泡沫等。夹芯材料的厚度从叶片根部到叶片尖端逐渐减小，强度相对较高的轻木用于承受载荷较大的靠近叶片根部的部位，泡沫芯材用于承载相对较小的靠近叶片顶端的部位。

①轻木芯材：轻木（Balsa，又称巴沙木）是一种木棉科天然木材，原产于南美洲及西印度群岛，分布于西印度群岛、墨西哥南部至秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚等热带国家的低海拔地区，其中厄瓜多尔为最大的轻木来源地。轻木是世界上最轻的商品用材树种，其密度仅为0.1-0.2吨/立方米。轻木因具有密度低、强度高、隔音、隔热等优异性能，被广泛应用于风力发电叶片、航空航天、军工机械、游艇船舶等众多领域。

轻木夹芯是由横断面轻木制作的结构夹芯，产品经过干燥、杀菌拼接切片和表面处理等工序。轻木夹芯材料的密度范围在135-175kg/m³，具有体积形态稳定、质量较轻、材质均匀、易于加工、不易变形、强度适中等诸多优良特性，是一种非常理想的天然夹芯材料。目前，在风电叶片中，轻木主要应用于风机叶片的壳体根部，通常用量每只叶片在4-7立方米左右。

风电叶片中轻木力学性能及设计要求分析

数据整理：中金企信国际咨询

②泡沫芯材：PET泡沫在风电叶片领域的应用，主要用于代替传统的PVC泡沫。目前PVC泡沫在风电叶片领域市场普遍使用型号有60kg/m3、80kg/m3等，其中以60kg/m3最多。PVC泡沫在风力发电中主要应用在风电叶片的腹板以及壳体中。

根据权威认证机构DNV-GL的要求，对泡沫芯材的主要技术指标是密度、吸水性、拉伸强度（模量）、压缩强度（模量）、剪切强度、弯曲强度（模量）、弯曲疲劳性能等。

PET泡沫和PVC泡沫常见的理化指标和力学性能指标对比分析

数据整理：中金企信国际咨询

从PET泡沫与PVC泡沫的静态力学性能比较可以看出，PET泡沫的指标较优。同时，PET泡沫芯材的连续挤出发泡生产工艺易控制、生产效率高、废品率低，PET泡沫芯材的生产成本低于PVC泡沫芯材。另外，PET泡沫芯材是热塑性塑料，可以循环利用，可以减少污染和降低生产成本。PET泡沫还具有优异的闭孔结构，在灌注成型中对树脂的吸收量更低，有助于降低叶片生产成本。因此，PET泡沫芯材的综合性能较为优异，可以部分替代PVC泡沫芯材。

根据中金企信统计数据，轻木在2019年风电叶片夹芯材料使用量中占比约为38%，PVC用量占比约为31%，PET用量占比约为25%。预计到2023年，PET使用量将大幅增长103%，年需求达到33万立方米，约占风电叶片夹芯材料需求的56%，成为风电叶片中使用最为广泛的夹芯材料。

（3）行业发展趋势分析：

1、风电行业快速发展为行业带来良好的发展前景：风能被誉为二十一世纪最有开发价值的绿色环保新能源之一。随着世界各国对环境问题认识的不断深入，以及可再生能源综合利用技术的不断提升，近年来全球风力发电行业高速发展。

根据中金企信统计数据，2021年全球风电市场新增装机容量93.6吉瓦；累计装机容量837吉瓦，同比增长12.4%。其中，陆上新增装机容量72.5吉瓦，海上新增装机容量21吉瓦。新增装机容量47.57吉瓦，占全球的51%；累计装机容量338吉瓦，占全球的40.4%。

根据国家能源局统计，2019年我国风电新增并网装机容量达2,574万千瓦，同比增长了25%，累计装机容量达2.10亿千瓦，风电装机占全部发电装机的10.44%。2020年，受到陆上风电上网电价调整节点的影响，我国风电新增装机呈现爆发式增长，全年新增并网装机容量达到7,167万千瓦，超过前三年新增并网装机容量之和，累计装机容量达2.82亿千瓦，占全部发电装机容量的比例提升至12.79%。2021年和2022年，我国风电新增并网装机容量出现回落但仍保持在较高水平，分别新增4,757万千瓦和3,763万千瓦。到2022年末，我国风电累计装机容量达3.65亿千瓦，相比上年增长11.28%。

随着我国风电产业链技术的日趋成熟，成本不断下降，未来风电仍将保持稳定的发展。2020年9月22日，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话时表示，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。同年10月14日，北京国际风能大会发布《风能背景宣言》提出，为达到与碳中和实现起步衔接的目的，在“十四五”规划中，须为风电设定与碳中和国家战略相适应的发展空间：保证年均新增装机5,000万千瓦以上。2025年后，中国风电年均新增装机容量应不低于6,000万千瓦，到2030年至少达到8亿千瓦，到2060年至少达到30亿千瓦。

（2）风电叶片大型化趋势推动真空辅材向大幅宽、耐高温发展：随着风电机组技术的提升，风电单机容量大型化成为发展趋势。单机容量大型化可以更加有效的提升风能资源的利用率、提升了风电场投资开发运营的整体经济效益，同时也提高了土地和海洋资源的利用率，兼具经济性和环保性，受到国家政策的大力鼓励。

根据中国可再生能源学会风能专业委员会（CWEA）的统计，近十年来，我国风电机组单机容量増势明显。陆上风电新增装机平均单机容量从2011年的1.5MW增长至2021年的3.1MW，海上风电新增装机平均单机容量从2011年2.7MW增长至2021年的5.6MW。2021年，我国新增装机的平均单机容量为3.5MW，同比增长31.7%。从全球市场来看，目前陆上风电机组单机容量已经迈入4MW、5MW时代，海上风电机组由于面临更加复杂的运行环境，大兆瓦机型发展趋势更加突出。随着风电单机容量的增长，风电叶片风轮直径也在不断增大。根据中金企信统计数据，2021年，我国新增风电机组平均风轮直径为151米，较2020年增长了15米，是2011年的1.86倍。150米及以上风轮直径的机组占比从2020年的12%增长至2021年的66.1%。截至2021年底，海上风电机组风轮直径最大已经达到186米，陆上风电机组风轮直径最大为175米。

真空辅材在使用时需要对构件进行包覆，在叶片大型化发展的背景下，真空辅材也朝着大幅宽发展。近年来，真空袋膜主流产品的门幅宽度已经发展到8米，未来随着海上风电对大叶片需求的增加，真空袋膜门幅宽度也将朝着更大幅宽尺寸发展。

大型叶片在生产过程中使用的树脂量更多，树脂在固化阶段集中放热，会导致部分区域短时间温度较高，需要真空辅材具有更高的耐温性。如果辅材耐温不能满足该阶段的使用需求，会导致真空体系受到破坏，需要叶片生产人员及时进行修补，否则将会影响叶片的成型质量。灌注过程的意外情况也会造成额外的人工需求，增加叶片的生产成本。

（3）真空辅材套材化、一体化发展趋势：风电叶片在真空灌注过程中使用到多种辅助材料，各种辅助材料具有不同的功能，需要逐层进行铺设，耗费大量人工。风电叶片从叶片根部到叶尖，宽度整体上由大变小，且不同部位差别较大，叶片企业在生产中通常选用不同幅宽的真空袋膜裁剪拼接成大致符合叶片宽度分布的形状进行使用。裁剪拼接工作一方面耗费了人力，另一方面也会因拼接不牢产生漏气风险，影响生产效率。目前，真空辅材正呈现出简易操作的发展趋势，在真空辅材生产阶段直接进行裁切或将多种辅材进行复合，形成套材化、一体化等新产品，大大减轻了风电叶片制造企业在真空系统构建时的人力投入，减少材料浪费，提高叶片生产效率。

（4）夹芯材料高性价比发展趋势：叶片的大型化发展趋势带来了叶片体积的几何式增长，叶片中夹芯材料的使用量也随之快速增长，轻量化夹芯材料的开发对叶片减重意义重大。

随着国内风电平价上网时代的到来，风电行业整体降低装机成本的需求也将驱动风电叶片制造企业对降低成本的追求。风电叶片是高度依赖原材料的产品，原材料的成本约占叶片生产成本的80%。风电叶片的主要原材料包括纤维、树脂、夹芯材料、粘合剂等，其中夹芯材料约占风电叶片材料成本的10-20%，是叶片成本的重要组成部分。同时，风电叶片作为风电机组的核心零部件，使用环境一般较为恶劣，对所使用的原材料具有较高的要求。在面临原材料性能约束和降低成本的双重约束下，使用高性价比的原材料成为风电叶片制造企业的实际选择。

（5）绿色、低碳、可持续日益受到重视：风电作为一种备受关注的绿色可再生能源，在全球能源结构调整和碳减排方面发挥着重要的作用。随着风电装机的不断增加，退役叶片的回收处理正成为行业关注的问题。据欧洲风电行业协会WindEurope的研究，全球总计有超过250万吨复合材料用于风电领域，未来五年内，欧洲将有一万四千个风电叶片退役。

目前，风电整机约85%-90%的材料可以实现回收利用，包括基座、塔筒、齿轮箱和发电机部件等，但风电叶片由于使用复合材料制成，在回收利用方面存在较大挑战。传统的处理方法是露天堆放、填埋或焚烧，但这些处理方法一方面会造成一定的环境污染，另一方面也造成了资源浪费，相比之下，对叶片的回收利用更加符合风电绿色环保的属性。目前，叶片的回收利用主要包括机械回收法、热回收法和化学回收法，但各种方法都不可避免的存在一定的局限。

风电叶片的回收困难引起了产业链内对可循环利用技术的关注。欧洲风电行业协会WindEurope与Cefic（欧洲化学工业理事会）和EUCIA（欧洲复合材料工业协会）共同创建了一个跨部门平台，以推动风电叶片回收的新方法。同时，越来越多的研究人员开始积极探索可回收材料在叶片领域的应用，如改性热固性复合材料、热塑性复合材料、天然纤维复合材料等。在此环境下，真空辅材和结构芯材未来也将朝着绿色、低碳、可持续的方向发展。

免责声明：

本站新闻、行业资讯、新闻资讯、市场资讯等公开信息中部分内容与图片来自网络、媒体或网友（含三方合作机构）提供，版权归原作者。中金企信本着尊重与保护知识产权的原则，若出现本站公开内容存在文章内容或图片内容版权与其他问题请联系我司。联系方式：010-63853556，zqxgj2011@163.com，我司将第一时间回应并处理。