中材科技：御風而上

文 | 本刊記者 周曉蘭

中材科技以新材料研發(fā)應用為核心，形成葉片、玻纖、鋰電隔膜三大主導業(yè)務。中材葉片發(fā)端于2007年，依托獨有“硬核科技”，引領(lǐng)國內(nèi)葉片大型化、輕量化之路，市占率連續(xù)9年位列全國第一，在風電行業(yè)豎起金字招牌。

在山西省運城市一個風電場內(nèi)，一排排風機正隨風悠揚轉(zhuǎn)動，他們就像是風尖上的芭蕾舞者，身姿輕盈柔美。這些單機容量2.0MW的風機每轉(zhuǎn)動一圈，就會向風場身后的城市貢獻2度的綠色電力。

這些乘風舞動的風機葉片，直徑75米，它們來自于350公里之外的中材科技邯鄲葉片工廠。在這個占地400多畝的葉片工廠，數(shù)百名工人正在緊鑼密鼓地忙碌著——鋪設玻璃纖維、灌注樹脂、粘合巴沙木，24小時持續(xù)運轉(zhuǎn)，不敢有絲毫懈怠。

工廠裝卸區(qū)域，幾十輛特制加長貨車排起了長龍，等待即將下線的風機葉片。中材科技邯鄲工廠擁有大型模具生產(chǎn)線12條，葉片年產(chǎn)能600套，是風機設備制造商在華北地區(qū)的首選提貨工廠。受風電行業(yè)“搶裝”的影響，風機零部件供應緊張，葉片更是“一葉難求”。

像這樣的風機葉片生產(chǎn)廠，中材科技風電葉片公司（下簡稱“中材葉片”）在全國共有六個，覆蓋國內(nèi)從西北到華南、從東北到華東幾乎全部的市場需求。目前，中材葉片具備年產(chǎn)4000套（835萬千瓦）兆瓦級風電葉片的生產(chǎn)能力，全國市場占有率28%左右。

2005年《可再生能源法》出臺之后，中國風電發(fā)展進入快車道。在風電行業(yè)規(guī)?；l(fā)展伊始，依托北京玻璃鋼設計研究院（下簡稱“北玻院”）復合材料及其成型工藝技術(shù)，中材葉片宛若一匹“黑馬”加入中國風電行業(yè)的長跑大軍。

自成立以來，中材葉片銷量一直保持增長態(tài)勢，如今在中國風電行業(yè)市場占有率第一，在國際市場位居前三甲，成為葉片行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。

連續(xù)9年國內(nèi)問鼎

中材葉片創(chuàng)立于2007年6月，隸屬于中材科技股份有限公司。在中材葉片成立之后的12年中，我國風電行業(yè)經(jīng)歷了兩個完整成長周期，但無論行業(yè)處于高增長階段，還是調(diào)整下行階段，中材葉片銷量和市場占有率均逐年增長。

按照行業(yè)慣常，歲末之際是風機葉片廠的傳統(tǒng)淡季，但受風電行業(yè)“搶裝”的影響，中材葉片2019全年的工廠排產(chǎn)計劃都滿滿當當，2020年的生產(chǎn)計劃也已排滿。中材葉片邯鄲公司總經(jīng)理李國良介紹，邯鄲工廠所有生產(chǎn)線已經(jīng)開足馬力，力保產(chǎn)品按時交付。

產(chǎn)業(yè)政策變化下，“搶裝”成為風電行業(yè)的新常態(tài)，貫穿2019年風電行業(yè)全年，預計2020年陸上風電、海上風電“搶裝”仍將延續(xù)。在新能源開發(fā)企業(yè)搶開工、搶并網(wǎng)的推動下，葉片成為最緊俏的產(chǎn)品。

中材科技股份有限公司副總裁、中材科技風電葉片公司董事長黃再滿介紹，中材葉片承繼了北玻院六十多年復合材料及其成型工藝技術(shù)的研究成果，推動科研成果產(chǎn)業(yè)化。中材葉片從進入風電行業(yè)到引領(lǐng)市場只用了四年時間，2011年到2018年連續(xù)8年問鼎中國葉片市場。目前，中材葉片市場占有率在28%左右，有望實現(xiàn)連續(xù)9年國內(nèi)市場第一。

與風電塔筒等部件相似，葉片具有運輸半徑要求。中材葉片發(fā)展12年，黃再滿的得意之作是布局了覆蓋全國優(yōu)質(zhì)風資源區(qū)的六大生產(chǎn)基地——甘肅酒泉、江蘇阜寧、吉林白城、內(nèi)蒙古錫林、江西萍鄉(xiāng)和河北邯鄲，六個生產(chǎn)基地產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；轿痪有袠I(yè)前列。

在風電行業(yè)高景氣度下，主流風機制造商向中材葉片提出的葉片需求超過8000套，超過企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)能一倍。在大規(guī)模的訂單誘惑下，中材葉片考慮到企業(yè)實際產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量，并沒有選擇“大躍進”。

在風電行業(yè)搶裝和龍頭地位的疊加效應下，2019年中材葉片業(yè)績有望再上新臺階。

中材葉片更懂“中國風”

中材葉片在誕生之初便攜帶了技術(shù)創(chuàng)新基因。

2002年，時任北玻院院長的李新華帶領(lǐng)科技人員對“聚合物基復合材料液體成型技術(shù)及其應用”進行系統(tǒng)研究，研究成果獲得國家科學技術(shù)進步獎二等獎?；诳蒲谐晒a(chǎn)業(yè)化的訴求，北玻院開始兆瓦級風機葉片的開發(fā)研究。

現(xiàn)任中材葉片總經(jīng)理的王欣，彼時是該項目的項目經(jīng)理。項目團隊從27米長的復合材料葉片開始研發(fā)，37.5米、40.25米葉片相繼問世，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。彼時，經(jīng)過多年技術(shù)沉淀，正是國內(nèi)風電行業(yè)規(guī)?；l(fā)展的開端，項目團隊決定組建商業(yè)化機構(gòu)，推動風機葉片技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。

2007年，中材葉片隨之成立。在隨后的幾件開創(chuàng)性工作，令黃再滿、王欣等多年來記憶猶新。2008年，公司成立后的第二年，中材葉片首套葉片下線。這是中材葉片科研成果產(chǎn)業(yè)化的第一步，在當時的復合材料應用圈和風電圈，中材葉片的闖入在業(yè)內(nèi)有頗多議論。

行業(yè)關(guān)注的問題是：“這些技術(shù)出身的高級工程師們，能不能做好葉片這個產(chǎn)業(yè)？”

2008年8月，中國第一臺1.5MW-82風機在寧夏賀蘭山并網(wǎng)，項目所搭載的葉片是“中材制造”。這也是中材葉片MW級葉片在風場的首個規(guī)?；瘧脴颖荆瑢τ诋敃r這支年輕的管理團隊而言，項目的上馬意味著首次勝利。要知道，彼時全國有90余家葉片制造商，市場競爭激烈。黃再滿回憶時說：“寧夏賀蘭山風電項目是風機葉片國產(chǎn)化的開端。在這支葉片的設計過程中，技術(shù)人員綜合考慮中國風資源特點，攻關(guān)葉片氣動外形設計、結(jié)構(gòu)設計，使葉片更懂“中國風”，開創(chuàng)了國內(nèi)風機葉片的先河?！?/p>

其后，中國風電設備國產(chǎn)化進程加速，葉片“中國風”特點也愈發(fā)明顯。基于葉片國產(chǎn)化的應用，以及低風速技術(shù)的成熟，國內(nèi)低風速地區(qū)實現(xiàn)商業(yè)化應用成為可能，大大提高了中國可經(jīng)濟開發(fā)的風資源儲量。初步統(tǒng)計，中東部和南部地區(qū)風速在5米/秒以上的地區(qū)，達到經(jīng)濟開發(fā)價值的風資源儲量接近9億千瓦。

目前，中材葉片產(chǎn)品系列涵蓋6大系列65款產(chǎn)品，可匹配1.0MW至8.5MW平臺，自主研發(fā)設計占比超過70%。在數(shù)年的市場競爭中，大多數(shù)市場參與主體逐步退出風電市場，風機葉片的市場格局逐漸清晰。以中材葉片為主導，協(xié)同中復連眾、時代新材等幾家葉片企業(yè)占國內(nèi)大多數(shù)市場份額。而在推進國內(nèi)陸上風機研發(fā)的同時，公司制定兩海戰(zhàn)略，一是瞄準正在成長的海上風電，二是進軍海外市場。

葉片是風機的“靈魂”。如何更高效捕風，將風能更高效轉(zhuǎn)換為動能，是中材葉片人員長期潛心研究的課題。

作為技術(shù)研究出身的管理者，黃再滿一直強調(diào)不能丟掉科研院所的“根”。公司內(nèi)部在對某一技術(shù)路線產(chǎn)生分歧時，技術(shù)人員爭論、拍桌子也是常事。近五年，中材葉片每年投入的科研經(jīng)費近2億元，即便在風電行業(yè)增速放緩的2015、2016年研發(fā)投入也維持這樣的水準。

中材葉片已經(jīng)打造了系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新體系。主要包括葉片氣動設計技術(shù)、葉片結(jié)構(gòu)設計技術(shù)、葉片產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)、全尺寸葉片測試驗證技術(shù)、產(chǎn)品開發(fā)與應用。正是基于對技術(shù)創(chuàng)新的不懈追求，中材葉片每年都會有新產(chǎn)品推向風電市場。

黃再滿對葉片基礎(chǔ)研究有近乎嚴苛的要求?！帮L看不見、摸不著，空氣動力學的基礎(chǔ)研究還在不斷完善，風電行業(yè)遠遠沒有成熟，技術(shù)進步?jīng)]有止境。葉片基礎(chǔ)研究的歸宿是實現(xiàn)更智能、更高效率捕風?！秉S再滿說。

對于外行而言，所有風機葉片并無差異。但是每一種型號葉片在氣動設計技術(shù)、葉片結(jié)構(gòu)設計技術(shù)等方面并不相同，研發(fā)人員需要根據(jù)風資源的差異為風場定制葉片，海上風電葉片考慮防雷暴、防腐蝕要求，高寒地區(qū)考慮除冰等需求。風機葉片每增加1小時發(fā)電量，背后則是巨量的基礎(chǔ)研究、試驗驗證做支撐。目前，中材葉片分段連接技術(shù)、葉根預埋技術(shù)等領(lǐng)先全行業(yè)。這些專利技術(shù)也是中材葉片引領(lǐng)行業(yè)的核心驅(qū)動力。

從趨勢上看，大型化是葉片發(fā)展方向，主流葉片制造企業(yè)均將戰(zhàn)略目標瞄向長葉片。同時，大型葉片成型面積大、尺寸精度高、運行工況復雜，風機葉片大型化也對葉片材料提出高性能、低密度、長壽命和耐疲勞等更高的要求。風機葉片大型化與輕量化之間的矛盾變得越來越突出。中材科技在材料應用與開發(fā)上，以大型化、輕量化為方向，創(chuàng)造性推出超高模玻璃纖維和高模玻璃纖維在風機葉片上的應用。

2019年9月28日，中材葉片首支Sinoma85.6-8.xMW海上葉片在江蘇阜寧順利下線。Sinoma85.6葉片長度85.6m，風輪直徑175m，最大弦長4.88m，掃風面積23891，相當于3.3個標準足球場大小。這支葉片創(chuàng)下用全玻璃纖維作為增強材料國內(nèi)長度第一紀錄，再次打破了行業(yè)內(nèi)關(guān)于“葉片長度50米以上必須使用碳纖維作為增強材料”的定論。

“碳纖維價格是玻纖數(shù)倍，市場主要供應在國外。如果新增葉片全部用碳纖維替代，碳纖維價格是玻璃纖維20倍以上，且生產(chǎn)商在國外，供不應求。我們希望用高模玻璃纖維技術(shù)的應用為碳纖維應用騰出更多時間。作為過渡技術(shù)中材葉片59.5m碳?；烊~片和75m兩款葉片也已經(jīng)完成試制和掛機應用?！秉S再滿說。

此外，中材葉片在Sinoma85.6葉片上首次嘗試環(huán)向鋪布的成型方式并得到成功應用。葉片在制造過程中克服了諸如腹板外翻邊預制成型、超厚單軸玻纖布灌注、超大葉片脫模等難題，為后續(xù)葉片的生產(chǎn)積累了寶貴經(jīng)驗。

逆周期投資，提效促收益

風機葉片屬于充分競爭性行業(yè)，提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要。在風電行業(yè)低增長階段，中材葉片逆周期增加研發(fā)投入，瞄準市場大容量葉片需求進行生產(chǎn)線改造，大幅提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。

2015年的風電“搶裝”透支了后續(xù)兩年的市場需求，2016、2017年風電行業(yè)新增裝機連續(xù)萎縮。在市場不景氣的階段，不少葉片廠商退出葉片市場，包括葉片在內(nèi)的零部件完成供給側(cè)去產(chǎn)能。能夠留下來的，都是最能適應市場變化的。

在風電行業(yè)增速放緩的時間里，中材葉片堅定看好風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，加大了技術(shù)改造和研發(fā)力度?！赌茉础冯s志獲得的數(shù)據(jù)顯示，2016、2017、2018年中材科技研發(fā)投入均在2億元左右。

在生產(chǎn)線的改造中，中材葉片將1.5MW葉片的生產(chǎn)車間全部升級為3-4MW生產(chǎn)車間，適應了風電裝機大型化的需求。當前，除中材葉片白城工廠外，其他工廠均可生產(chǎn)80米以上葉片。

在大手筆研發(fā)和技術(shù)支持下，中材葉片生產(chǎn)效率也大幅提升。2019年公司人均產(chǎn)出增加50%，人均兆瓦數(shù)增加1倍，人員卻下降12%。

從經(jīng)濟賬上看，技術(shù)革新提升了企業(yè)盈利能力。從2018年下半年開始，中材葉片毛利率開始回升，2019年上半年重新回到19.12%的高位。2019年上半年風電葉片銷量3201MW，實現(xiàn)銷售收入19.8億元，凈利潤1.8億元，測算凈利率為9.09%，與2018年全年相比提高3.33%。

平價前的搶裝擾亂了風電市場的秩序，風機漲價、擴產(chǎn)能、搶奪原材料等成為行業(yè)熱議的話題。作為葉片行業(yè)的龍頭，中材葉片在過去兩年并無擴產(chǎn)，這一點讓不少人深感疑惑。黃再滿表示，事實上中材葉片在過去兩三年一直做逆周期投資。

逆周期投資也為風電“搶裝”背景下的產(chǎn)品交付提供支撐，更為平價上網(wǎng)的到來提前做了準備。中材葉片每年都會將降低風電度電成本作為年內(nèi)發(fā)展目標之一，以此與風機制造商一道推動風電行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

拋卻“搶裝”的短期行為，黃再滿對中國風電長期發(fā)展報以樂觀積極判斷。他認為，2021年風電平價時代到來后，行業(yè)可能會經(jīng)過兩到三年的爬坡期，之后在技術(shù)進步、成本下降、風電外部環(huán)境改善等因素支持下，風電行業(yè)將步入新的發(fā)展時期。

平價時代是風電發(fā)展的新起點，行業(yè)發(fā)展空間不可限量。中材葉片在風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進程中，以科研為本，通過技術(shù)進步、管理提升在中國風電行業(yè)豎起先進制造的標桿。在中國風電規(guī)模化、基地化發(fā)展的新征程上，中材葉片將成為最為炫麗的風景。中材科技更是緣于于中材葉片的崛起，不斷拓展發(fā)展空間，在新材料、新科技的賽道上御風而上。