哪些材料會成為制作風電葉片的新寵？

　　風來自于自然界，而人類對風的利用從很早就已經存在。風能作為蘊量巨大且清潔無公害的可再生能源，表現出極大的潛力，被各國日益重視，利用風力發電是目前使用風能的一個主要途徑。
　　
　　我國風力資源十分豐富，尤其海上風能資源占比更大。據悉，海上風電是可再生能源發展的重要領域，是推動風電技術進步和產業升級的重要力量，同時也是促進能源結構調整的重要措施。加快海上風電項目建設，對于促進我國沿海地區治理大氣霧霾、調整能源結構和轉變經濟發展方式等工作具有重要意義。
　　
　　風電葉片——風力發電的關鍵一環
　　
　　風力發電是將風的動能轉化為機械動能，再進而轉化為電力動能，這要依靠風力發電機的良好運轉才能實現。其中，風力葉片的設計會直接影響風能的轉換率，是風力發電中十分重要的一環。
　　
　　風電葉片主要由基體樹脂、增強材料、加薪材料、結構膠以及表面涂料等構成。基體材料包括不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂和乙烯基樹脂等；增強材料有玻璃纖維、碳纖維和天然纖維（竹纖維）等；夾芯材料有PVC 泡沫、PMI泡沫、Balsa（輕木）、san 泡沫和竹纖維等。
　　
　　目前，風電葉片大多采用的是玻璃纖維增強聚酯樹脂或玻璃纖維增強環氧樹脂來制作。環氧樹脂具有良好的力學性能、耐化學腐蝕性以及尺寸穩定性，因此在葉片不斷加長的趨勢之下，許多葉片設計公司的基體樹脂漸漸以環氧樹脂代替了最初使用的不飽和聚酯。環氧樹脂的主要產地分布于中國、日本以及歐洲。其中，我國的環氧樹脂產能約占到世界總產能的60%。
　　
　　值得關注的是，近幾年，逐漸有不少公司開始嘗試以聚氨酯來作為制作風電葉片的材料。相比之下，聚氨酯風電葉片具有：設計性強，力學性能好，能夠平衡葉片強度與韌性間的需求，還能考慮到材料的歷史性能與疲勞性能；效率更高，固化快節省時間和生產成本，尤其是在對大尺寸部件的生產時，能保障生產效率和產品質量；兼容性好，與其他材料融合良好。例如：在玻璃纖維與碳纖維的復合生產中將呈現出更理想的界面結合力。
　　
　　目前主要使用E 級玻璃纖維，H 級和S 級在未來可能會得到廣泛的使用，使用比較多的玻璃纖維生產商主要有OCV、CPIC、PPG、巨石和泰山等，其中OCV 和PPG 均在中國本地生產。碳纖維的目前成本較高，還需要等待大規模工業化時機的到來。隨著我國葉片行業的快速發展，葉片材料的相關領域取得了較大突破，大部分原材料已經可以實現本地化，為我國風電葉片產業的快速發展打下了基礎。
　　
　　我國風電葉片產業發展須尋求新突破
　　
　　2019年10月21日，2019北京國際風能大會暨展覽會在北京隆重召開，大會以“風電助力‘十四五’能源高質量發展：綠色、低碳、可持續”為主題，將風力發電再度推向新聞視野的第一線。
　　
　　開幕式上，國家能源局新能源和可再生能源司副司長李創軍首先闡明了我國風電產業最新的發展動向，主要表現為：市場平穩增長、結構穩步調整、海上風電穩妥推進、分散式風電穩中有進，實現新突破、棄風問題企穩向好、技術研發有序推進、企業實力明顯增強，可以看出我國風電產業正迎來新的發展空間，與之相應的，也將帶動風電葉片產業的發展。
　　
　　實際上，我國風電葉片產業走過了一段較為艱難的時期。我國風電葉片產業發展起步較晚，早期國內的風電葉片被歐美企業普遍壟斷，技術和材料制約著我國的風電葉片的市場競爭力。而隨著國內市場逐步繁榮，以及國家的扶持和科研能力的提升，2000年左右迎來了產業發展的分水嶺。緊接著2005年以后，風電市場迎來爆發式發展，大量資本進入這一行業，也使產能從供不應求轉為嚴重過剩，直到2010年受到國家一系列調控政策的影響，企業大量退出，風電葉片行業才正式走上穩定發展之路。
　　
　　在近十年的快速發展中，我國風電產業逐漸形成了較為完整的產業鏈。近年來我國風電市場持續發展，在科研的不斷深入之下，我國已具備自主研發能力，風電葉片行業已達到了國際同步水平，實現了風電葉片研發技術從全部引進到部分輸出的華麗轉身。但美中不足的是，在葉片設計層面仍然處于初級階段，在翼型開發、新型結構設計等方面依然與國外先進技術存在差距。
　　
　　然而，在風電葉片產業的人才建設和復合材料相關理論方面，我國尚欠優勢。相關人員的經驗、技術沉淀都不足，與國外風電技術發達國家相比差距明顯。而相關材料的研究試驗數據的缺失，也影響著我國葉片結構設計的可靠性和經濟性。
　　
　　可喜的是，近年來國內也在不斷發力：比如：復合材料領域研究成果頻傳，由西北工業大學和北京航空航天大學分別主導的兩個系列的風電專用翼型研究已經從理論走向實踐，在風電葉片相關的實驗室、認證機構、建造工作等方面的持續建設等，無不在推動著我國這一產業領域的進步發展。
　　
　　結語
　　
　　風電產業的興起帶動了風電葉片產業的繁榮，風電葉片作為風力發電過程中十分關鍵的一環，集合了無數的科研成果。而在風電葉片的應用材料中擔綱主角的高分子復合材料，在風電產業平穩發展的未來中，也將迎來新一輪的發展契機。