CWPC2024：中材科技风电叶片股份有限公司研发总监李成良发表《叶片大型化时代高质量发展的思考》的演讲。

尊敬的各位领导、各位风电同仁，大家上午好，非常高兴今天再次和大家沟通风电叶片的发展！

我报告的题目是：叶片大型化时代高质量发展的思考。虽然大家都在提“高质量发展”，但我觉得每个人的理解不一样，我今天把自己的理解和大家分享一下。主要讲3个方面问题：

1.叶片大型化的现状

刚才很多领导也讲了，我这里只想说现在中国的速度真是遥遥领先，特别是沙河放大基地，进一步提升了风机研制效率。风机中标价格的事是越来越低，但叶片的产能在过去几年不足，到现在越来越过剩，新建的产线在用的超过500，产能达到140GW，实际上产能过剩是相对的过剩，比如在一些三北地区是不足的，因为这个地方需要大量装机时反而造不出来。在中南部很多地方叶片工厂产线还在闲置，没有更多叶片可以造，造成供需失衡问题还是比较严重的。  

2.叶片大型化的问题  

大型化的问题，首先我们标准规范不能满足大型化结构安全发展的需要，特别是一些新的工况。包括出现的风场、机组、储吊运等工况覆盖不了，还有运输过程中，还有叶片在车间转运的工况标准上都是没有的，这些都造成新的风险。特别是叶片降本减重后结构设计安全裕度在不断的减小，大叶片结构面外形变化引起的层间、剥离失效问题愈发严重，风险边界持续扩大。

大叶片生产难度大，劳动强度高且成型周期延长。主成型铺层效率低、腹板粘接困难；大叶型后处理流转不畅。产线调整快，登高作业增多，招工难度大、一线用工量大。效率低

百米级叶型主成型阶段用工量较70-80m级叶型增长25%，120m级叶型主成型周期较90m级以下叶型增长75%。

还有随着叶片长度增加，叶片表面积持续扩大，原来40米叶片表面积160多平米，而现在叶片超过120米至少在1000平米以上，它的表面积增加了5倍，叶片长度也就增加了3倍。从大叶片制造质量来看，质量问题还是比较突出的，整体叶片DPU数量是在增加，相对多年前对叶片质量控制水平确实提高了，所以从单位面积DPU增长率来说是下降的趋势。现在叶片生产质量主要集中在发白、粘接，这是一个长期问题，主要和叶片大量用工、劳动密集型有很大关系。

另外无形之中增加了叶片的成本，叶根节圆：BCD2800-BCD3200-BCD4250-BCD5000...模具翻转、行车起吊空间不足。叶片长度：300M的车间长度，80M叶片3条线，大于95M叶片2条线，部件模具占地空间大。生产换线：叶片每年模具调整2~3次，造成叶片有效生产时间短，单次搬迁调试一进一出至少1个月左右，导致生产爬坡慢，分摊成本高。生产装备：主模具和部件模具不能通用，多数的组装工装、定位工装等均难以复用，改造成本高。这些无形之中增加了叶片制造的成本，降低叶片效率，也导致质量的不稳定性。

大叶片运输吊装问题也特别突出，运输过程中特别是路桥涵洞限高限宽、陆运海运结合情况等，如重心和支架位置的损伤隐蔽，可能造成批次性损伤/失效。吊装：叶片在风场存储和吊装过程中、上电并网前出现颤振，大大增加叶片运行期间的风险。我们看到图片上发生的问题应该是非常严重了，在我看来它基本上是在做极限测试的疲劳测试，摆振的幅度特别大，这样的叶片用不了一晚上，可能两天就掉下来了，自己就废了。

还有风场适应性环境越来越复杂，运行失效问题增多。2015年，40m级叶片稳定运行在8年，风场问题平均年增近200余处。2023年，90m级叶片挂机运行仅2年，风场问题平均年增近600处。百米挂机叶型风场问题点迅速出现，是小叶型近3倍。风场极端恶劣环境、适应性载荷大，导致测试验证也没有特别充分，无形中增加了很多风险。

风电机组大家一直在说无人区，无人区到底有什么问题呢？我这边也简单梳理了一下，这是在2023年中国科协发布29个重大科学问题、工程技术难题和产业难题，我摘了4个和风电新能源发电有关：一是非线性效应随尺度变化情况。随着叶片变大，从量变到质变过程中，昨天下午我们开技术研讨会时很多提到叶片结构失效问题，按照现在的标准是很难把大变形问题算的更清楚，这是尺度变化带来的问题。二是高性能纤维发展的基础科学问题。现在高模玻纤已经到了瓶颈，如果再提升就带来成本增加、密度增大，对叶片需求来说相矛盾的。三是工程技术难题：新能源废料清洁高值化利用--叶片可回收再利用问题，我们过去十几年做的叶片都是以环氧树脂为主，环氧树脂不能溶解、融化，它的降解是比较难的。四是产业技术问题：沙戈荒新能源基地高构建并实现安全稳定送出，我们怎么开发高性能、低成本沙戈荒风电叶片，都是行业面临的重点难点问题，我们需要对这些问题进行一系列分解识别，看看怎么解决。

3.高质量发展的思考

从2020年“双碳”目标提出到2022年二十大，到近两年两会，大家都在提新能源、高质量发展、新质生产力。通过学习了解，我觉得加快形成新质生产力是构建高质量发展的新竞争力和持久动力，需要关注发展质量、可持续性，更要提升全要素的生产率。创新不是一方面的，还是要综合各个方面，包括行业的上下游。

近几年国家对风电发展可以说支持非常大的，无论是科技部、工信部还是发改委，都给了很多政策的支持，包括一些重点研发的计划、重点研发的项目。这里我也摘取了几个重点攻关项目，包括重点产品关键零部件、关键技术、关键软件等，这些都是解决叶片主机大型化过程中研发制造的一些自主掌控能力。严格执行《首台（套）应用推广指导》，需总结回顾近三年存在的问题，在批量产阶段实现产品价值和竞争优势。文件里提到利用首台（套）重大技术政策体系加快推广应用，如果不成熟的推广肯定是对行业不利的发展，所以更多要把成熟的技术在产品上得到成熟的应用，再实现产业化。而不是说把首套更大的叶片做出来了就完成任务了，更多要在后续产业化发展中体现产品核心竞争优势，这才是关键。

关于风电高质量发展，华能的张总前面讲过6个方向，我这里也借鉴一下：合规经营、创新驱动、卓越经营、绿色发展、产业协同、文化建设。对于风电叶片的高质量发展要从材料、设计、工艺、制造、装备这些方面考虑它的全生命周期，通过创新引领风电叶片的高质量发展，我们要在过程中找到问题的难点、痛点，进一步去解决。

这里我想讲一个小小的案例，小耶伦是不是一定发电量低呢，我觉得不是这样的。比如拿一个180米和190米风轮叶片对比，可以发现180米叶片直径小了11%，但它在9米发电量并不少，还要高一些，它的载重比也少了。如果我们关注全生命周期发电量，那就不需要更大的叶片，也不需要更大的功率，我们需要全生命周期发电量更可靠稳定。小叶片运输成本低了、厂房利用率高了、结构更加安全了，所以我们要客观的判断风机大型化趋势，很好思考高质量发展存在的问题。

保证叶片设计的正确性、安全可靠性和制造工艺的合理性，加强叶片与主机的匹配稳定性，在安全可靠的前提下进行设计与制造。高性能低成本环保材料的开发应用与回收利用技术开发，让玻纤的比模量更高一点，进一步推动国产化碳纤维大型风机上的应用。还有绿色环保材料应用，我们要高质量发展，绿色是个很重要的话题。基于现在环氧树脂不可回收、很难降解的，我们要在这个基础上研究回收再利用的方法，高质化利用，把叶片有效的部件高性能再次发挥，而不是一下子把它粉碎了，粉碎是一个低价值的利用，我们要找到更多应用场景。对于未来的叶片要研究可回收树脂，热塑性，包括环氧的可回收是在更简单的条件下、低能低耗条件下降解。

最后，风电是一场长跑，创新是提升核心竞争力最重要的因素，我们要实现产学研共赢，过程中实现风电的高质量发展首先要转观念、抓核心、创共赢。风电的高质量发展需要产业链上下游资源的整合、协同创新，风电叶片高质量发展更要稳健可持续，未来可期，任重而道远。

谢谢大家！