明阳智慧能源李军向：低成本高性能叶片创新设计与制造

2020年10月14日-16日，2020北京国际风能大会暨展览会（CWP 2020）在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一，这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会，再次登陆北京，本届大会以“引领绿色复苏，构筑更好未来”为主题，聚焦中国能源革命的未来。能见App全程直播本次大会。

在14日下午召开的风电叶片设计制造创新技术分论坛上。明阳智慧能源集团股份公司明阳智慧叶片公司董事长李军向作为代表发言。

以下为发言实录：

李军向：大家下午好，今天我讲的主题是：拥抱平价时代，我马上会讲到平价时代的到来，对于我们来讲意味着什么，要面临怎样的问题，有怎样的解决方案和思路，通过叶片的设计和制造这两个方面来应对我们的平价时代。

什么叫平价时代，从2019年下半年到2020年面临双抢的形势，一个是海上，一个是陆上，无论海上陆上我们进行全面的抢装时代，但是时间很快过去了，11月底陆上抢装潮就会结束，我们进入什么时代呢，海上抢装跟陆上平价的两个时代，到2021年9月份海上抢装就会结束，往后就是双平价的时代，海上陆上都进入平价，这意味着形势发展在逼迫我们做各种改变，包括思想观念和思路的改变。

下面这张图就是我们改变的推动力，平价指的就是上网电价，所以我们的改变来源于电价，当然这主要是国家政策改变，从左下角这个图可以非常清楚的发现，国家通过风电上网电价来倒逼整个行业的发展，传递两个信号，第一，当前的形势，第二，我们的电价。

这张图是风电的上网电价要跟煤电火电电价一样的，就是所谓的平价，从2018年到2020年，三年时间，这些柱状图就是在中国各个省份风电的价格，大家可以看到，在这三年之中火电价格一直在风电之下，因为国家一直在风电进行补贴，时代不一样了，补贴会消失，因为陆上很快进入平价时代。

我们面临的是一个平价时代，这个平价时代我们可以稍微再量化一下，什么叫平价时代，平价时代要求是什么，低电价意味着招标价格很低，我们经常面临招标的问题，业主给我们招标价格都相当低，所以我列了一个曲线，说明在以前大部分历史阶段上，售价都是在叶片成本之上，这就意味着叶片行业还是有利润可言的，有利润可言作为一个企业才能向前发展，可是到2020年之后，如果成本灰色的线，单位的售价随着招标价格的降低，导致售价会低于成本，这就是我们的平价时代，如果我们不开发低成本的叶片，整个叶片行业就面临着一个亏损状态，如果这个行业健康发展，必须成本要降下来，就是低成本化，但是低成本化如何做到，确实是值得我们商讨的地方。

目前气弹问题越来越突出，而受到我们解决的瓶颈，因为叶片更加细长，载荷越来越大，而我们的材料进步没有跟上时代发展的步伐，除了国家政策之外，整个风电机型越做越大也是一个问题，业主要求我们高发电量，你必须要保证发电量，业主业绩要考核，然后价格又不能太贵，因为上网电价作为一个关键的制约因素在那儿卡着，作为我们叶片行业和风电行业如何降低成本。

我们解决方案应该要具体化，而不能大而宽而且泛，首先材料与工艺技术创新，这是我们应对的一个方案，我们的叶片已经不符合原来所谓的规律，如果是成正比的话，这个叶片重得不得了，不符合我们轻量化的发展趋势，叶片的发展我们经历了很多，包括预弯的引入，当时都不敢做，LM在中国有预弯的专利，但是后来还是通过国家层面的专利给规避掉了，空气动力学的套件，这是后运维时代的一个方案，如果说没有套件是很难做到的，还有高展弦比、厚翼型、新材料新工艺，这些是我下面要讲的。

材料的进步到底给我们叶片行业带来什么样的利好，它到底在哪里，它的进步够还是不够，能不能跟上咱们平价时代到来，行业发展的步伐，对于主梁的材料来讲，最关键的就是模量，模量会影响刚度，会影响发电量，发电量是我们需要解决的痛点问题之一，所以在材料逐渐进步的情况下，我们叶片重量是逐渐下降的，这个符合整个行业叶片轻量化的发展趋势。高比模量玻纤，通过玻纤的运用和创新带来低的度电成本，也是我们解决平价时代一个很重要的方面，所以高比模量玻纤的运用是我们需要的。

讲到高比模量玻纤的应用，以前海上风电只用碳纤维，但是玻纤一直在进步，我重点讲一下恒石，恒石在行业也算是领先，我所掌握的数据，模量比CPIC的稍微高一点点，由于材料的进步推动了风电机组，包括叶片的大型化，用玻纤设计大型化叶片成为可能。以前给大家的感觉是，如果是海上叶片，比如抗台风的，必须用碳纤，包括中材的85.6用的是玻纤，上海电气也用的是玻纤，明阳是最早一个公司用玻纤来设计海上抗台风大叶片公司，包括155的机型，无论是抗台还是非抗台，由于材料的进步，由于玻纤材料的进步，重要的就是模量，导致大叶片的设计，用玻纤设计成为可能，低成本化变成可能，这是高模量，高比模量给我们整个叶片行业带来的利好。

下面这个更加说明问题，度电成本还是一样，我们最终还是要回归到解决的痛点问题上，度电成本一定是下降的，年发电小时数，这个指标很关键，因为它关系到收益，材料的进步会导致度电成本逐年下降，然后导致年发电小时数的增加，这是我们应对平价时代要解决的问题。

其实材料的进步是没有跟上行业发展的步伐，因为我们已经到这里来了，可是我们的材料还在这里，而且现在还不成熟，真正成熟的在这里，中间是有差距的，怎么办呢，我们用混和的方式，用玻纤的低成本，碳纤的高性能进行混和，明阳叶片的开发已经全部量产化了，所以算是起步的比较早的一家公司。碳玻混材料是利用玻纤的低价和碳纤维的高性能，我一直在寻找的另外一个材料，在他们之间，不是一种混和的方式，这个其实我们要做一个平衡，因为玻纤和碳纤比例是可以调整的，但是调整以后，基本上又是一种新的材料，也有大量的测试，这个需要各个叶片公司或者各个单位内部去做一些研究了。热塑性树脂，树脂一直以来进步不是很大，它毕竟还没有批量化，是否能够成为相配的树脂，还有待去印证。我认为作为一个将来我们可能的一个选项，是很有必要的，因为可以节约占模时间，可以提高我们的生产效率，可以节约人工成本和时间成本。最终还是过渡到成本上面，回收二次加工和二次成型加工焊接技术，我认为热塑性树脂可以作为将来树脂类的一个选项。

下面来讲玻纤拉挤，我们终究回归到平价时代的需求，低成本高性能，高发电量，叶片材料也要高性能，前面都是纯纱线的织物的性能，模量是板的模量，不是纱线本身的模量，E8我们能够做到52这个级别，这是巨石的纱线，能不能做到55还需要验证，最高的是E9。必须改变工艺，材料不改变，各位很清楚。但是我们改变工艺，性能一下上来，由48，这是E7的玻纤灌注，提升了20%，性能的提升特别明显，20%对于一个材料来讲是一个很大的跨越了，这边是碳玻灌注的，我们已经量产了的数据，性能提升非常明显，平价时代必须这么做，否则没有出路，所以性能提升是很明显的，

另外一个话题低成本价格，灌注的价格15，拉挤20，拉挤的价格绝对是亏本的，这个价格不适合平价时代，必须要低于这个价格，否则叶片就是亏本的，所以拉挤工艺在性能上有优势，在价格上需要供应商配合叶片公司，或者整机厂叶片单元把这个降下来，目前挂机叶片正在运行，一些优点是自动化程度效率也很高，如果采用拉挤工艺的话，主梁的模具可以不要了，性能可以提升20%以上，质量稳定，有做过生产和工艺同事很清楚，主梁最怕的就是有皱褶，简直就是癌症，拉挤工艺彻底治愈了癌症，它质量稳定靠谱，设计友好，材料利用率高，为什么拉挤会得到材料提升呢，我们无论搞材料还是搞工艺都知道，纱线越值性能发挥的越好，但是灌注怎么可能保证纱线是很值的呢，但是拉挤工艺尽可能把纱线变得很直，性能的提升足以说明拉挤工艺的优点。

还是要讲拉挤，应对平价时代一个很重要的解决方案，它的优点，第一，模量提升20%就是性能。第二，叶片重量在同等条件下减轻12%，成本降低10%以上，如果供应商能够配合我们，节约成本会更多，发电量没有增加，因为我们把优势全部放在叶片成本上了，没有兼顾发电量，度电成本也是。还有缠绕工艺，回到气弹问题上，能不能用缠绕工艺解决气弹问题，气弹问题完全属于设计问题，气弹问题可以通过材料气动和结构，气弹问题很重要的就是扭转刚度不够，如果高发电量的话，外形要做的扁平，要薄翼型，要提高扭转刚度，如果用现在的方式，无论是拉挤还是灌注的话，通过工艺角度再去提高扭转刚度已经做不到了，还是要各位同仁一起去研究，我们拭目以待。

关于设计，我就不多讲了，因为看法很多，仁者见仁，智者见智，我们要综合考虑，你们到底认为是预埋的好还是打孔的好，说不清楚，包括西门子都有自己的技术路线，不同的技术路线可以达到同样的目的，所以这个东西就是打孔，如果优化我们的设计，同样可以设计的非常棒，非常好，海上大叶片全部都是打孔，都是可以做出非常优秀的叶片，后缘粘接也是这样，两者是相互关联的，还有主梁设计非常关键，其实它可以不对称。

生产技术方面有很多体会，我们后面生产的方向是什么，就是面对平价时代，生产自动化和半自动化。这个讲的是叶片智造，智能的智，除了材料以外，成本最大的是人工成本，效率最大的是人，当这个工艺改进，生产管理的变革，也是有必要的，但是这些做完以后就变成人，人是一个最大的因素，我们通过自动化和半自动化解决问题。

组装式生产也是叶片生产的变革，叶片是发生化学反应，而不是组装式生产，所以我们叶片有没有可能在将来，但不是现在，在将来实现组装式生产，把我们效率大幅度提高，就意味着人们呢，人工成本大幅度下降，制造成本大幅度下降，同样回归到我们平价时代的痛点之一低成本，所以组装生产也是一个解决方案。

最后做个小结，我讲平价时代的痛点是两个。第一是低成本，第二是高发电量。风电行业要发展就必须要解决这两个痛点问题，度电成本在2018年2019年的时候，基本上跟风电平齐了，所以我们面临最大竞争对手是太阳能，不是我们自己。所以面对风电时代的平价时代，各位同行，我们一起努力，解决风电平价时代的痛点问题就是要低成本和高发电量，谢谢大家。

（根据速记整理，未经本人审核）