我國風(fēng)電葉片涂料發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)！
2024-07-30 09:42:58
admin
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近年來，我國風(fēng)能發(fā)展迅速，特別是在國家保增長政策牽動下，將新能源—風(fēng)電的發(fā)展作為我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的長遠大計，隨之而來在全國各地掀起了一股“風(fēng)電熱”。在全球正遭受金融危機沖擊的同時，我國整個風(fēng)電行業(yè)卻迅速膨脹，同時也帶動了風(fēng)機設(shè)備的高速發(fā)展，風(fēng)機葉片是風(fēng)能技術(shù)進步的關(guān)鍵核心，其良好的設(shè)計、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機組正常穩(wěn)定運行的決定因素。
由于風(fēng)機葉片的工作環(huán)境一般是海邊或者風(fēng)沙大的沙漠地帶，經(jīng)常受到空氣介質(zhì)、紫外線、沙塵、雷電、暴雨、冰雪的侵襲，運行條件和運行環(huán)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(huán)氧樹脂）本身是很難在這樣惡劣的環(huán)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(fēng)電技術(shù)起步較晚，風(fēng)電涂料目前也基本是國外產(chǎn)品，近期我國為了推動新能源、新技術(shù)的發(fā)展，下大力度加強風(fēng)電技術(shù)以及風(fēng)電涂料國產(chǎn)化，以確保我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。
隨著中國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，對能源的需求增長很快，風(fēng)能作為一種綠色可再生資源在我國已經(jīng)獲得了長足的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電不僅環(huán)境友好，可再生，而且成本低、建設(shè)周期短、不存在燃料限制，是新能源中最具有發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)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(fēng)電及風(fēng)電設(shè)備企業(yè)有如雨后春筍般迅速成長。
（一）整機企業(yè)：2004年我國風(fēng)電整機企業(yè)僅有六家，而目前已達67家。但由于規(guī)模和技術(shù)的影響，今后的競爭仍將主要集中在金風(fēng)科技、東方電氣和華銳風(fēng)電三巨頭之間。
（二）零部件企業(yè)：零部件占風(fēng)電整機成本的80%以上，風(fēng)電整機的巨大需求帶來的國內(nèi)零部件的缺口，拉動國內(nèi)風(fēng)機零部件企業(yè)快速發(fā)展。發(fā)電機、齒輪箱、葉片等已經(jīng)基本滿足國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的需求。
（三）風(fēng)機葉片企業(yè)：目前，中國風(fēng)機葉片市場已經(jīng)形成外資企業(yè)、民營企業(yè)、研究院所、上市公司等多元化的主體投資形式。外資企業(yè)主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，國內(nèi)企業(yè)以時代新材、中材科技、中航惠騰、中復(fù)連眾為代表，生產(chǎn)葉片的廠家國內(nèi)已達50多家，競爭較為激烈。
（四）配套能源與材料：風(fēng)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(chǎn)品的需求，在金融危機籠罩下的全球低靡供需環(huán)境影響下，我國一些涂料及原材料企業(yè)受到了嚴重的影響，而我國風(fēng)電新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展無疑給防腐涂料行業(yè)迎來了一線生機，為我國防腐涂料企業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇。
2.我國風(fēng)電葉片涂料現(xiàn)狀與發(fā)展
2.1我國風(fēng)電葉片涂料研究現(xiàn)狀
風(fēng)輪葉片是風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵核心部件之一，約占其總成本的20%左右，因此有效控制風(fēng)輪葉片的制造成本是降低風(fēng)力發(fā)電機組總造價的重要途徑之一。風(fēng)電葉片涂層在風(fēng)電葉片上的主要作用是提供光滑的空氣動力學(xué)表面，防止葉片被紫外線降解、濕氣侵蝕和風(fēng)沙磨蝕等，風(fēng)電涂層性能的優(yōu)劣嚴重影響風(fēng)電設(shè)備的使用壽命，對確保風(fēng)電設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)起著決定性作用。
2008年的金融危機讓全球涂料行業(yè)受到了重創(chuàng)，企業(yè)在養(yǎng)精蓄銳，加強自我結(jié)構(gòu)調(diào)整的同時，也在隨時觀察市場發(fā)展動態(tài)，伺機而發(fā)。風(fēng)電涂料是新興產(chǎn)業(yè)—風(fēng)電的配套材料，它的發(fā)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(nèi)外195家防腐蝕涂料及風(fēng)電領(lǐng)域企業(yè)，會議圍繞著風(fēng)電裝備的塔筒、葉片以及風(fēng)機等部件對涂料產(chǎn)品的需求，從其設(shè)計要求、市場發(fā)展、技術(shù)研發(fā)、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(shù)領(lǐng)域“MW級風(fēng)力發(fā)電機組風(fēng)輪葉片原材料國產(chǎn)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(fā)及規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)研究”被列為“葉片輔料原材料國產(chǎn)化的制備及應(yīng)用技術(shù)研究”課題的一部分。從以上內(nèi)容可以看出：我國通過開展863項目研究攻關(guān)，來推動我國MW級風(fēng)輪葉片關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料的國產(chǎn)化，以保障我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康、穩(wěn)定和快速發(fā)展。
2.2我國風(fēng)電涂料市場布局
由于我國風(fēng)電行業(yè)起步較晚，隨之帶來的是其配套涂層的技術(shù)開發(fā)與經(jīng)驗的滯后，從目前國內(nèi)風(fēng)電領(lǐng)域涂料應(yīng)用情況來看，風(fēng)機塔筒涂層技術(shù)要求不太高，國內(nèi)如中遠關(guān)西涂料已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用，而風(fēng)電葉片涂料市場已被進口產(chǎn)品完全占領(lǐng)，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(yè)也加強了風(fēng)電葉片涂料的開發(fā)，但葉片涂料技術(shù)要求比較高，非一般防腐蝕涂層所代替，更需要經(jīng)過長期研究和現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù)的積累。由于風(fēng)機葉片維修成本較高，涂層的優(yōu)劣嚴重影響其在惡劣環(huán)境下的破化程度和使用壽命，以至國內(nèi)葉片廠家十分看重葉片涂層的性能。在當(dāng)年的金融危機下，努力尋找市場商機的國內(nèi)涂料企業(yè)紛紛投入此領(lǐng)域進行研究與開發(fā)，也逐漸興起了不少風(fēng)電葉片涂料制造廠商，如：西北永新、中遠關(guān)西等，說明了我國已加快了風(fēng)電葉片涂料產(chǎn)品的研發(fā)速度，在新興產(chǎn)業(yè)帶動下，防腐涂料發(fā)展將更加健全。
從風(fēng)電行業(yè)市場發(fā)展來看，隨著風(fēng)電葉片市場規(guī)模的擴大，我國風(fēng)電及配套涂層技術(shù)也將不斷完善，在國產(chǎn)化技術(shù)的推動下，國家的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將逐步獨立與強大。
雖然我國許多涂料企業(yè)已加強了風(fēng)電涂料的開發(fā)進度，但目前，國內(nèi)生產(chǎn)葉片的廠家使用的葉片涂料基本采用進口產(chǎn)品，而且不同涂料廠商的配套涂料體系各異。
2.4風(fēng)電葉片涂層性能要求
風(fēng)電葉片一般置于環(huán)境惡劣的沙漠、海洋、高山等邊緣地帶，導(dǎo)致其必將受到自然環(huán)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(jié)構(gòu)平滑完整。
風(fēng)電涂層在風(fēng)電葉片上的主要作用是提供光滑的空氣動力學(xué)表面，防止外界環(huán)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(fā)，產(chǎn)生的蒸汽壓力會使葉片爆炸或裂開，這對機組來說是災(zāi)難性的、致命的。
2.4.2具有優(yōu)異的物理機械性能，如優(yōu)異的附著力、干燥性、耐磨性、延展性及損失模量。
（一）在風(fēng)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(fā)揮和實現(xiàn)的前提，不管是葉片涂料的使用者還是生產(chǎn)者對這一性能指標(biāo)都極為重視。
（二）隨著葉片大型化，風(fēng)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(zhuǎn)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(yōu)異的化學(xué)性能。
2.4.4具有較高的固體份，VOC較低?；诃h(huán)保與施工者健康因素考慮，應(yīng)選擇低VOC涂料。
2.4.5此外，葉片涂層要適應(yīng)我國南北方不同極端氣候條件下風(fēng)電場使用需求，保證風(fēng)輪葉片20年的設(shè)計使用壽命。
3.1缺乏質(zhì)量認證與業(yè)績
由中國海洋石油總公司科技發(fā)展部主辦的2009防腐蝕涂料年會上，引入了風(fēng)電涂料議題，國家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、全國涂料和顏料標(biāo)準化技術(shù)委員會、中國船級社、挪威船籍社、SSPC等機構(gòu)組織積極參加了本次會議，并對風(fēng)電機組及葉片涂層標(biāo)準進行了探討。
雖然防腐蝕涂料在中國市場正處于快速發(fā)展時期，但風(fēng)電葉片涂層沒有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準與質(zhì)量認證體系，導(dǎo)致風(fēng)電涂料特別是風(fēng)電葉片涂層實際研究中無規(guī)可循，涂層性能的優(yōu)劣難以以實際試驗數(shù)據(jù)來證明，葉片廠家只能購買高價位進口涂料產(chǎn)品，卻不敢輕易選用國內(nèi)產(chǎn)品，而國內(nèi)一些涂料企業(yè)只能盲目模仿進口涂料產(chǎn)品。隨著中國工業(yè)化建設(shè)的不斷推進，技術(shù)引進與行業(yè)體系的完善，風(fēng)電防腐涂料產(chǎn)業(yè)在享受著下游新興產(chǎn)業(yè)所帶來的新的發(fā)展機遇刺激的同時，也將結(jié)出碩果。
3.2我國葉片涂料技術(shù)發(fā)展道路曲折
目前我國運用在風(fēng)電設(shè)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(fēng)蝕損壞嚴重，需要定期修補，導(dǎo)致維修成本較高；國內(nèi)風(fēng)電涂料多采用溶劑型，污染嚴重，與風(fēng)能環(huán)保屬性不符；我國葉片保護涂層研究與開發(fā)嚴重滯后，雖然國內(nèi)一些具有創(chuàng)新精神的涂料廠家已經(jīng)研制出風(fēng)機葉片配套涂層，且產(chǎn)品防腐性能較好，甚至可以與進口產(chǎn)品相媲美，但葉片廠家短期內(nèi)難以對其涂層綜合性能優(yōu)劣進行準確的評估，以致國內(nèi)葉片涂料產(chǎn)品還未能大規(guī)模應(yīng)用到風(fēng)機葉片上。
4.我國風(fēng)電涂料國產(chǎn)化途徑與阻力
4.1我國風(fēng)電涂料國產(chǎn)化途徑
隨著我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，與其相關(guān)的化工產(chǎn)品獲得了巨大發(fā)展空間。風(fēng)電機組零部件相對應(yīng)的樹脂、玻璃纖維、涂料等復(fù)合材料的需求日趨加大，隨著河北、蒙東、蒙西、酒泉等地區(qū)千萬千瓦級基地的建設(shè)，風(fēng)電涂料的性能改進、成本降低等工作尤為迫切?，F(xiàn)階段我國涂料企業(yè)應(yīng)及時把握市場動向，針對風(fēng)電涂裝這個行業(yè)性的技術(shù)難題，對三北寒旱風(fēng)沙區(qū)風(fēng)電設(shè)施運行于腐蝕環(huán)境分析，結(jié)合和兼顧現(xiàn)有防腐體系，以自主開發(fā)方式為主，從性能改善與匹配、適用、耐風(fēng)沙防結(jié)冰、環(huán)保、水性化、降低總體涂裝成本、改進涂裝工藝等著手，將風(fēng)電設(shè)施的涂裝需求細分，針對性開發(fā)和設(shè)計相應(yīng)葉片涂料、涂裝配套體系、涂裝工藝。將使我國本土企業(yè)在前途廣闊的風(fēng)電涂料領(lǐng)域占有一席之地。
4.1.1提高涂料產(chǎn)品性價比
目前風(fēng)電每度電成本已經(jīng)下降到0.5-0.6元/kWh，這是風(fēng)電的完全成本，并且隨著技術(shù)進步以及風(fēng)電制造業(yè)的規(guī)模化，成本還將進一步下降。與此同時，涂料作為風(fēng)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(fēng)電涂料產(chǎn)品價格較高，隨著我國風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化步伐的增進，配套涂料產(chǎn)品將部分替代或逐步完全取代進口產(chǎn)品。
4.1.2政策驅(qū)動
4.2我國風(fēng)電涂料國產(chǎn)化阻力
我國風(fēng)電技術(shù)起步較晚，加上企業(yè)自主研發(fā)的風(fēng)電葉片涂料業(yè)績較少甚至為零，而涂料成本僅占風(fēng)電葉片成本的很小一部分，但對風(fēng)機葉片的使用壽命具有決定性作用。為了躲避風(fēng)險，國內(nèi)大部份風(fēng)電企業(yè)還是選擇了成本高昂的進口涂料，面對價格較低的國產(chǎn)涂料只能望洋興嘆，從而導(dǎo)致我國國內(nèi)涂料企業(yè)產(chǎn)品無法推廣，自主研發(fā)的風(fēng)電葉片涂料被邊緣化。
5.結(jié)論
對于防腐涂料企業(yè)來說，在受到我國新能源巨大發(fā)展?jié)摿Υ碳さ耐瑫r，也面臨著技術(shù)和市場的挑戰(zhàn)，要共同努力發(fā)展我國自主品牌的風(fēng)電防腐涂層，走研發(fā)與應(yīng)用一體化道路，才能推動中國風(fēng)電涂料市場健康、穩(wěn)步的發(fā)展。
來源：水漆助手
