如何看待葉片芯材緊缺對(duì)國(guó)內(nèi)裝機(jī)量的影響

1、受疫情影響葉片芯材出現(xiàn)供應(yīng)緊張根據(jù)中國(guó)能源網(wǎng)的報(bào)道，在 4 月 17 日中國(guó)農(nóng)機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)風(fēng)力機(jī)械分會(huì)舉辦的全球疫情下中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)應(yīng)對(duì)策略研討會(huì)中提到，由于意大利、厄瓜多爾新冠疫情加劇，風(fēng)電葉片上游的輕木、PVC 泡沫供應(yīng)緊張。那么輕木、PVC 是做什么用的、為什么會(huì)緊張、后續(xù)是否會(huì)持續(xù)緊張，我們將在本篇報(bào)告中做出分析和判斷。葉片芯材是什么？葉片芯材（結(jié)構(gòu)泡沫）是風(fēng)電葉片的關(guān)鍵材料，在葉片的前緣、后緣以及腹板等部位，一般采用夾層結(jié)構(gòu)來(lái)增加結(jié)構(gòu)剛度，防止局部失穩(wěn)、提高整個(gè)葉片的抗載荷能力。根據(jù)中材葉片的文獻(xiàn)：葉片最常用的兩種芯材是PVC 泡沫和巴沙輕木，其中PVC 泡沫應(yīng)用于葉片蒙皮和腹板、巴沙輕

2、木應(yīng)用于葉根部位，另外一種新型芯材PET 泡沫近年來(lái)也開始得到應(yīng)用。圖表1： 常見(jiàn)的葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)資料來(lái)源：天晟新材招股說(shuō)明書， 整理圖表2： 葉片芯材核心材料系數(shù)和主要供應(yīng)商核心材料密度（kg/m3）)剪切強(qiáng)度（n/mm2）剪切模量（n/mm2）主要供應(yīng)商PVC 泡沫600.85戴鉑、聯(lián)洋、科拉斯、固瑞22特等PET 泡沫1100.8固瑞特、戴鉑、Armacell、20 3A、米德、Nida-core 等巴沙木1482.61873A、固瑞特、戴鉑、科拉斯等資料來(lái)源：天晟新材招股說(shuō)明書， 整理圖表3： 葉片芯材核心材料示意圖資料來(lái)源：中材葉片， 整理下圖為中復(fù)連眾某風(fēng)電葉片的成本結(jié)構(gòu)表格，可見(jiàn)巴

3、沙輕木和 PVC 泡沫的物料成本大約占葉片物料成本的 11%、重量占 7%左右，是葉片最重要的原材料之一。據(jù)中材葉片的分析，大致也是這樣的比重，芯材占葉片材料成本的 10%到 15%，其中以巴沙木為主、PVC 泡沫為輔。圖表4： 葉片材料成本構(gòu)成-圖表5： 葉片材料成本構(gòu)成-資料來(lái)源：中材葉片， 整理資料來(lái)源：中材葉片， 整理具體參數(shù)圖表6： WEI74-7000G 葉片具體參數(shù)、材料質(zhì)量和主要材料成本葉片WEI74-7000G長(zhǎng)度（m） 74風(fēng)輪直徑（m） 153額定功率 7外殼材料環(huán)氧樹脂浸漬無(wú)堿玻璃纖維主梁材料浸漬玻璃纖維主梁設(shè)計(jì)盒式梁（2 腹板）材料質(zhì)量（Kg）主梁干玻纖+浸漬樹脂14

4、,281所有其他玻纖+樹脂23,413巴沙木2,125PVC 泡沫920粘合劑620合計(jì)41,360葉片主要材料每 Kg 成本和總成本（美元）干玻纖3/Kg82,517環(huán)氧樹脂7/Kg80,490芯材15/Kg23,800粘合劑12/Kg11,590根部緊固件13.5/Kg10,415總計(jì)208,812資料來(lái)源： 整理圖表7： 碳纖維葉片設(shè)計(jì)和玻纖葉片設(shè)計(jì)成本結(jié)構(gòu)圖資料來(lái)源：TPI 業(yè)績(jī)發(fā)布會(huì)演示材料， 整理為什么葉片芯材不夠用了？為什么葉片芯材會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求呢？我們來(lái)看巴沙輕木和PVC 泡沫的供應(yīng)鏈情況。首先是巴沙輕木，輕木是天然生長(zhǎng)的，盛產(chǎn)于南美洲的厄瓜多爾，全球 90%以上的輕木都是來(lái)自

5、于厄瓜多爾，厄瓜多爾肥沃的土壤、年均 90 英寸的降雨量及熱帶雨林的充裕日照等得天獨(dú)厚的自然條件是巴沙輕木快速健康成長(zhǎng)的重要因素。巴沙輕木是世界上最輕的樹木，每立方米僅重 150 公斤，一個(gè)成年人可以抬起約等于自身體積 8 倍以上的輕木。同時(shí)巴沙輕木還是世界上生長(zhǎng)最快的樹種，需要 5-7 年即可由樹苗長(zhǎng)為 90 英尺的高大樹木。由于樹木的生產(chǎn)周期限制了供應(yīng)，每次風(fēng)電需求爆發(fā)，巴沙輕木都會(huì)供不應(yīng)求。作為自 2019 年起全風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈最緊張的環(huán)節(jié)，巴沙輕木自然發(fā)生了漲價(jià)。假設(shè)每臺(tái)風(fēng)機(jī)有 3 片葉片，每片葉片使用 4 立方米的巴沙輕木，則 1 臺(tái)風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng) 12 立方米。2019 年國(guó)內(nèi)新增風(fēng)電裝機(jī)

6、26.7GW，按照每臺(tái)風(fēng)機(jī) 2.5-3MW 計(jì)算，則約對(duì)應(yīng) 10000 臺(tái)風(fēng)機(jī)，則國(guó)內(nèi)一年對(duì)巴沙輕木的使用量大約在 12 萬(wàn)立方米左右。在漲價(jià)之前，每立方米價(jià)格在 5000 元左右，則價(jià)值量約 6 億元。目前每立方米巴沙輕木的單價(jià)已經(jīng)升到 10000 到 15000 元，價(jià)值量上升到了 12 到 18 億元，相當(dāng)于每 kW 的風(fēng)機(jī)成本增加了 30 元左右。圖表8： 巴沙木實(shí)體示意圖資料來(lái)源：思瑞安復(fù)合材料， 整理其次是 PVC 泡沫。PVC 泡沫不等于 PVC，PVC 是 PVC 泡沫的原材料之一，除了 PVC 之外，PVC 泡沫還需要其他的原材料比如發(fā)泡劑、交聯(lián)劑等塑料助劑等，經(jīng)過(guò)投料、共混

7、、模壓、后處理、模壓等復(fù)雜的工序制成。圖表9： PVC 泡沫的加工程序資料來(lái)源：天晟新材招股說(shuō)明書， 整理雖然國(guó)內(nèi)也有不少PVC 泡沫的工廠，比如全球最大的 PVC 泡沫供應(yīng)商瑞典的 DIAB 戴鉑公司在昆山和張家港都有工廠，新三板上市公司聯(lián)洋新材（832047.OC）在嘉興、德州均有工廠，科拉斯在青島亦有工廠，但是這些工廠只是從事后加工的環(huán)節(jié)，也就是上圖中結(jié)構(gòu)泡沫原板之后的環(huán)節(jié)，只是采購(gòu)來(lái)泡沫原板后，進(jìn)行簡(jiǎn)單的打磨、切割、打孔、開槽而已。在原板方面，國(guó)內(nèi)基本不具備相應(yīng)的制造能力，上市公司天晟新材（300169.SZ）曾經(jīng)與龍頭企業(yè)思瑞安復(fù)合材料（3A Composites）合作，聯(lián)合生產(chǎn)和銷

8、售 PVC 泡沫芯材，但從財(cái)務(wù)報(bào)表上看并不成功，2016 年之前天晟新材的結(jié)構(gòu)泡沫材料收入還在 2 億元以上，2017 年大幅下滑到 1.37 億元，2018 年之后公司業(yè)務(wù)重心轉(zhuǎn)移，不再單獨(dú)披露結(jié)構(gòu)泡沫材料的收入。實(shí)際上 PVC 泡沫原板的兩大供應(yīng)商分別是瑞典的戴鉑 DIAB 公司和意大利的 Maricell 公司，而且戴鉑在意大利擁有一家主力工廠，因此 PVC泡沫原板的供應(yīng)高度依賴意大利這個(gè)國(guó)家。例如國(guó)內(nèi)的 PVC 泡沫芯材供應(yīng)商聯(lián)洋新材、科拉斯都是向Maricell 采購(gòu)PVC 泡沫原板的?？评怪苯訁⒐闪?Maricell，并且擁有 Maricell 全系列產(chǎn)品全球供應(yīng)權(quán)和中國(guó)獨(dú)家銷售

9、權(quán)，相當(dāng)于其國(guó)內(nèi)的總代理。Maricell 公司是一家老牌的 PVC 泡沫生產(chǎn)商，早在上世紀(jì) 70 年代就開始了 PVC 泡沫的研發(fā)和生產(chǎn)，但該公司的知名度遠(yuǎn)不如 3A、戴鉑、固瑞特，原因是該公司一直通過(guò)和其他公司的合作來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的推廣。其早期和 3A composites 合作，為 3A 的 AIREX 品牌提供 PVC 產(chǎn)品，不使用自有品牌在中國(guó)市場(chǎng)上進(jìn)行推廣，所以知名度不高。由于 3A composites 開始和天晟新材進(jìn)行合作，所以在 2012 年 Maricell 即終止了 3A composites 對(duì)其產(chǎn)品的獨(dú)家代理權(quán)。2013 年，Maricell 和葉片芯材和模具的另一家全

10、球龍頭企業(yè) Gurit 固瑞特公司簽訂了合作協(xié)議，固瑞特開始在全球除中國(guó)以外的地區(qū)獨(dú)家代理Maricell 公司的 PVC 泡沫產(chǎn)品，成為 Maricell 的全球總經(jīng)銷商，中國(guó)地區(qū)的代理權(quán)仍屬于科拉斯公司，這一合作將至少延續(xù)到今年年底。有哪些解決辦法？等待厄瓜多爾和意大利疫情好轉(zhuǎn)首先各個(gè)葉片廠商都會(huì)備有一定數(shù)量的芯材庫(kù)存，可供 1-2 個(gè)月之用，因此我們認(rèn)為今年上半年葉片的供應(yīng)應(yīng)該沒(méi)有太大的問(wèn)題，對(duì)國(guó)內(nèi)的風(fēng)電裝機(jī)也不會(huì)有實(shí)質(zhì)性的影響。下半年的供應(yīng)則需要等待厄瓜多爾和意大利的疫情好轉(zhuǎn)以及封鎖措施逐漸解除。意大利：自 3 月 9 日起開始實(shí)行“全國(guó)封鎖”至今，據(jù) BBC 21 日?qǐng)?bào)道，意大利總理

11、孔特表示，意大利政府將從 5 月 4 日開始逐步解除“全國(guó)封鎖”，目前實(shí)行的“全國(guó)封鎖”將在 5 月 3 日結(jié)束，進(jìn)入“第二階段”，但封鎖解除將是逐步的，而不是一次性全部解除。厄瓜多爾：厄瓜多爾是拉美地區(qū)新冠確診病例增長(zhǎng)較快的國(guó)家之一，總統(tǒng)莫雷諾于3 月16 日宣布全國(guó)進(jìn)入為期60 天的緊急狀態(tài)應(yīng)對(duì)疫情，即緊急狀態(tài)將延續(xù)到 5 月中旬。目前厄瓜多爾第一大城市的醫(yī)院和殯儀館已經(jīng)不堪重負(fù)，遺體的處理跟不上死亡人數(shù)的增加速度。圖表10：意大利每日疫情確診人數(shù)圖表11：厄瓜多爾每日疫情確診人數(shù)資料來(lái)源：丁香醫(yī)生， 整理資料來(lái)源：丁香醫(yī)生， 整理圖表12：意大利累計(jì)疫情治愈和死亡人數(shù)圖表13：厄瓜多爾累

12、計(jì)疫情治愈和死亡人數(shù)資料來(lái)源：百度疫情大數(shù)據(jù)， 整理資料來(lái)源：百度疫情大數(shù)據(jù)， 整理替代產(chǎn)地：印尼、巴布亞幾內(nèi)亞等見(jiàn)效相對(duì)緩慢的方法之一是尋找替代產(chǎn)地。目前除了厄瓜多爾外，在印度尼西亞、巴布亞新幾內(nèi)亞、泰國(guó)、所羅門群島等熱帶地區(qū)都可以找到部分輕木種植園。全球排名第二的巴沙輕木供應(yīng)商固瑞特在 2017年就與印尼當(dāng)?shù)厮綘I(yíng)企業(yè)主合資，成立了專營(yíng)巴沙木生產(chǎn)的合資公司，該合資公司享有從私營(yíng)企業(yè)主名下巴沙木種植園購(gòu)買木材的獨(dú)家購(gòu)買權(quán)、加工權(quán)和經(jīng)銷權(quán)。替代產(chǎn)品-PET另一個(gè)中長(zhǎng)期效果較好的方法是尋找巴沙輕木和 PVC 泡沫的替代材料。圖表14：PVC 和 PET 材料性能對(duì)比特點(diǎn)價(jià)格應(yīng)用生產(chǎn)工藝PVC 泡沫

13、（1）具有很好的靜、動(dòng)力性能（2）使用溫度：-240-80（1）在同樣密度時(shí)強(qiáng)度和硬度比PVC 泡沫低，PET 無(wú)法提供顯著的性價(jià)比高靠近葉尖部位真空滲透工藝（Gurit）葉片殼板的尖端PET 泡沫減重效果（2）比輕木的一致性好性價(jià)比更高熔融擠出法10 米 （3）可 100%回收再利用資料來(lái)源：中材葉片， 整理三種芯材中，熱固型泡沫的 PVC 屬于“一次性”產(chǎn)品，其在制造、使用及廢棄處理時(shí)，無(wú)論是焚燒或者掩埋，都會(huì)對(duì)土壤、空氣和水源造成一定的污染，PVC 泡沫的供應(yīng)商也比較少，此外PVC 泡沫的最高耐溫只有 90 度，在葉片制造過(guò)程中容易出現(xiàn)變色或是燒糊的現(xiàn)象。從環(huán)境的方面考慮，巴沙輕木是首選

14、，因?yàn)槠淙〔挠诖笞匀唬禽p木的密度最大，選用時(shí)要考慮對(duì)風(fēng)電葉片重量的影響，它還是世界上最輕的樹種、易吸水，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中要做密封防潮處理，最最重要的是其取材于自然環(huán)境，供應(yīng)會(huì)受到生產(chǎn)周期的限制。PET 泡沫的密度高于 PVC 泡沫但低于輕木，具有較好的耐熱性、最高耐溫可以到 150 攝氏度，最重要的是其可以 100%循環(huán)利用，可減少污染、由于可再生其成本也更低。PET 還有優(yōu)異的閉孔結(jié)構(gòu)，對(duì)整個(gè)葉片生產(chǎn)過(guò)程中的樹脂吸收量可以做到更低，也有助于降低成本。圖表15：2019 年葉片芯材中各材料占比資料來(lái)源：wood mackinzie， 整理根據(jù) Wood Mackenzie 的數(shù)據(jù)，巴沙輕木仍是最主要的芯材，占比近 40%，第二是 PVC，第三的 PET 僅占 25%。但是 PET 的需求會(huì)在未來(lái)五年翻番，到 2023 年份額提升到 55%以上，年需求量達(dá)到 33.2 萬(wàn)立方米，同期輕木的消耗量將從 25 萬(wàn)立方米左右下降到 21.4 萬(wàn)立方米，下降 12%。投資建議葉片持續(xù)