風(fēng)電產(chǎn)業(yè)上游材料主要有塔筒、風(fēng)機(jī)、機(jī)艙罩、主軸、電纜以及葉片，其中風(fēng)電葉片是最貴也是最重要的組成部分之一，其成本約占風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總成本的比例約為20%-30%。
2019-2027年間，全球風(fēng)機(jī)供應(yīng)鏈潛在市場(chǎng)價(jià)值高達(dá)5400億美元，其中，葉片和塔筒的市場(chǎng)潛力最大，分別超過1000億美元。
在風(fēng)電搶裝背景下，風(fēng)電機(jī)組的產(chǎn)能和交付很大程度上將受到葉片制約，上游核心材料葉片有望迎來高速發(fā)展機(jī)遇。
風(fēng)電葉片是風(fēng)電機(jī)組將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵核心部件之一，也是風(fēng)機(jī)獲取更高風(fēng)電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)，會(huì)直接影響風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率。
從風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)來看，主要由增強(qiáng)材料（梁）、夾芯材料、基體材料、表面涂料及不同部分之間的結(jié)構(gòu)膠組成。
葉片的80%成本來自于原材料，而60%的原材料成本來自于纖維材料——增強(qiáng)纖維與基體樹脂。
風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)關(guān)鍵材料：
1、基體材料
基體樹脂是整個(gè)葉片材料的“包裹體”，在葉片成本構(gòu)成中占比最大。
常用的基體材料包括不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂等。近年來聚氨酯也逐漸被應(yīng)用到基體材料領(lǐng)域。
風(fēng)電葉片構(gòu)成：
從競(jìng)爭(zhēng)格局上看，中國(guó)風(fēng)電葉片專用環(huán)氧樹脂主要廠商產(chǎn)量市場(chǎng)TOP5中，瀚森企業(yè)市占率18%，道生天合企業(yè)市占率14%，上緯新材企業(yè)市占率13%，歐林企業(yè)市占率10%，惠柏新材料企業(yè)市占率7%。
2、增強(qiáng)材料（梁）
增強(qiáng)材料主要有碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）和玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料（GFRP）。
風(fēng)電葉片傳統(tǒng)以玻璃鋼（玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料）為主材制造，但玻璃纖維材料密度大于碳纖維，同時(shí)力學(xué)性能尤其是模量遠(yuǎn)低于碳纖維復(fù)合材料。
為了避免大尺寸風(fēng)電葉片在受力變形后與支撐柱產(chǎn)生碰撞，需要采用輕質(zhì)高強(qiáng)高模的材料制造葉片。碳纖維復(fù)合材料以其輕質(zhì)高強(qiáng)的特征成為大尺寸風(fēng)電葉片制造的理想材料。
據(jù)全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告測(cè)算，2020年全球風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維需求將達(dá)到3.13萬噸，隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨笤鲩L(zhǎng)，到2025年風(fēng)電碳纖維需求量將達(dá)到9.73萬噸，增長(zhǎng)率達(dá)到210.8%。
雖然在性能上玻纖復(fù)合材料沒有碳纖維復(fù)合材料更優(yōu)異，模量差別大概在3倍左右，但是其成本卻是數(shù)量級(jí)的不同，所以玻纖的性價(jià)比使其成為了風(fēng)電機(jī)組想要技術(shù)提升，高速發(fā)展的必備原料。
而且目前中國(guó)巨石和泰山玻纖開發(fā)的E9與HMG超高模量玻纖，在強(qiáng)度和剛度等部分物理性能指標(biāo)已經(jīng)逼近碳纖維。
未來隨著技術(shù)發(fā)展，高性能玻纖提質(zhì)降本，葉片的生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低，將助力風(fēng)電行業(yè)更多參與到平價(jià)時(shí)代。
在風(fēng)電葉片大型化趨勢(shì)下，碳纖維物理性能優(yōu)勢(shì)凸顯，但是短期來看，碳纖維仍難以替代玻纖。
3、夾芯材料
夾芯材料以PVC泡沫最為常見，此外PMI泡沫、SAN泡沫、Balsa（輕木）以及天然纖維（竹纖維）也可被用作夾芯材料。
4、表面涂料
涂層主要是為了保證葉片長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)而使用的防護(hù)材料。
主要有聚氨酯、氟聚合物以及聚丙酸酯三類，其中聚氨酯因具有較強(qiáng)的附著力，耐油耐磨性，而被廣泛使用。
萬華化學(xué)已成為風(fēng)電涂料固化劑產(chǎn)品全球品類最全、競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)的供應(yīng)商。同時(shí)，萬華化學(xué)在2020年報(bào)中也公布公司正在開發(fā)推廣風(fēng)力發(fā)電大梁樹脂。
風(fēng)電需求的快速增長(zhǎng)，將帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上游原材料迅速發(fā)展，利好已擁有相關(guān)產(chǎn)能或正在布局的企業(yè)。
風(fēng)電葉片市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局
全球市場(chǎng)來看，風(fēng)機(jī)葉片市場(chǎng)玩家多元，較為分散。外資企業(yè)主要有GE、LM（已于2017年被GE收購）、TPI、Enercon等。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)具備1000套以上產(chǎn)能的大型企業(yè)有十家左右。主要廠商包括中材科技、時(shí)代新材、中復(fù)連眾等國(guó)有控股大廠以及上海艾郎、天順葉片等民營(yíng)專業(yè)化葉片企業(yè)，此外，部分主機(jī)廠如明陽也自主生產(chǎn)葉片。
當(dāng)前中國(guó)不僅僅是全球最大的整機(jī)制造基地，還是世界最大的葉片制造中心。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已經(jīng)形成外資企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)、研究院所、上市公司等多元化的主體投資形式。
風(fēng)電葉片供應(yīng)鏈模：第三方廠商為主流
葉片制造企業(yè)分為兩種：獨(dú)立第三方、整機(jī)廠的葉片部門。
在風(fēng)電行業(yè)興起之前，市場(chǎng)上主流的情況是將葉片生產(chǎn)作為整機(jī)廠的一個(gè)部門。
隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈不斷成熟，在不同地區(qū)都有足夠好的獨(dú)立第三方葉片供應(yīng)商出現(xiàn)，整機(jī)廠商外采葉片的意愿提高，當(dāng)前獨(dú)立第三方葉片廠商為主流。
截至2020年，全球范圍內(nèi)，獨(dú)立葉片廠的葉片產(chǎn)能超過95GW。
在經(jīng)歷了接近10年的發(fā)展后，目前中國(guó)僅有10家第三方葉片企業(yè)存在，而前3家企業(yè)控制了市場(chǎng)三分之二的本地市場(chǎng)。
以金風(fēng)科技為主要客戶，中材科技目前已經(jīng)成為葉片領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)和與下游客戶的深度綁定，在國(guó)內(nèi)葉片市場(chǎng)份額不斷增長(zhǎng)，位列行業(yè)第一。2020年中材科技風(fēng)電葉片出貨量達(dá)到12.34GW，毛利率保持平穩(wěn)增長(zhǎng)，到2020年毛利率達(dá)到23.93%。株洲時(shí)代新材是中國(guó)第二大的葉片供應(yīng)商，2020年出貨3,000套葉片。
在過去的某個(gè)時(shí)點(diǎn)，幾乎所有的頭部整機(jī)供應(yīng)商采取向上游采購葉片的供應(yīng)鏈配套模式，所以從2006年開始整個(gè)市場(chǎng)上的一體化葉片制造占比開始下降，到2019年該占比已經(jīng)小于50%。
2020年中國(guó)風(fēng)電葉片主要供應(yīng)商新增產(chǎn)能：
全球前十大風(fēng)電整機(jī)廠中，除了金風(fēng)科技和運(yùn)達(dá)股份，都有葉片制造產(chǎn)能。目前只有LM和TPI有過與5個(gè)前十大整機(jī)廠合作的經(jīng)歷。中材科技和時(shí)代新材和全球前十大中的部分企業(yè)建立了合作關(guān)系。
截至2020年底，全球共有15家整機(jī)廠仍然有葉片產(chǎn)能。在2016-2020年間，全球有4家整機(jī)廠停止了葉片生產(chǎn)，主要原因是公司間的合并。
葉片的產(chǎn)能瓶頸很大程度上在于模具。由于葉片的技術(shù)迭代速度較快，葉片廠商在購置模具時(shí)非常謹(jǐn)慎，在對(duì)應(yīng)葉型確定有比較長(zhǎng)的生命周期和比較大的需求時(shí)，才會(huì)選擇擴(kuò)張產(chǎn)能。
風(fēng)電葉片大型化成主要趨勢(shì)
大風(fēng)機(jī)背景下，葉片大型化是提升發(fā)電效率的重要路徑，葉片直徑屢創(chuàng)新高。葉片直徑的增長(zhǎng)意味著更大的掃風(fēng)面積，可有效增強(qiáng)捕風(fēng)能力，從而帶動(dòng)發(fā)電效率的提升。
從葉片直徑來看，2013-2015年，105、110和111米的葉片替代了原來的93米葉片，成為行業(yè)主流。2016年和2017年，115米和121米葉片是絕對(duì)主力葉型。到2018年，121米葉片占領(lǐng)了大部分市場(chǎng)，131米葉片也開始批量生產(chǎn)。目前新增裝機(jī)的平均直徑已超過120米。
為達(dá)到2025年非化石能源占一次能源的消費(fèi)比重為20%，2030年風(fēng)電總裝機(jī)至少800GW的目標(biāo)，未來10年我國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)年均增速需保持11%的水平。
風(fēng)電作為清潔環(huán)保能源的性價(jià)比將得到更直觀的體現(xiàn)，需求提高將更為顯著而持續(xù)。
隨著陸上平價(jià)時(shí)代到來，政策倒逼產(chǎn)業(yè)降本，激發(fā)風(fēng)電行業(yè)活力，同時(shí)帶動(dòng)上游原材料長(zhǎng)期發(fā)展。
