低碳帶給拉擠用玻纖及復(fù)材的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)
CPIC首席技術(shù)官:曾慶文
重慶國(guó)際復(fù)合材料股份有限公司
低碳帶給拉擠用玻纖及復(fù)材的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)
CPIC首席技術(shù)官:曾慶文
重慶國(guó)際復(fù)合材料股份有限公司
目 錄
1. 拉擠成型工藝特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)
2. 雙碳帶給拉擠產(chǎn)品的發(fā)展機(jī)會(huì)
3. 拓展玻纖復(fù)合材料面臨的挑戰(zhàn)
拉擠成型工藝
風(fēng)電板材
玻纖PU拉擠型材
型材噴涂 配合五金件組裝為整窗 拉擠生產(chǎn)線(xiàn)
較高的生產(chǎn)效率,
連續(xù)批量穩(wěn)定生產(chǎn)
高的質(zhì)量穩(wěn)定性,
帶來(lái)高的可靠性
高纖維含量,帶來(lái)
高的強(qiáng)度和模量
ü 電力絕緣棒、絕緣支柱等
ü 風(fēng)電葉片大梁用板材
ü 建筑用拉擠型材
ü …….拉擠成型的工藝特點(diǎn)及產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
拉擠技術(shù)持續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新
? UPR、PF 、EP
? PUR
? PDCPD
? 熱塑性樹(shù)脂
? ……
? 玻璃纖維
? 玄武纖維
? 碳纖維等
? 多模拉擠
? 彎曲拉擠
? 拉纏成型
? 閉模注膠
? 高壓注膠
樹(shù)脂
體系
增強(qiáng)
材料
拉擠
設(shè)備
工藝
技術(shù)
占比
接近
90%,
高性
價(jià)比
Glass
fiber
Fiber
shape
sizing
Special
function
Glass
type
影響玻璃纖維性能的主要因素
E-glass
E-CR
ECT
TM
TM+
HT
HL
TM II …
Thermosetting:
? PUR
? Epoxy
? Polyester
? VE
? PF
?…
Thermoplastic:
?PA
?PBT
?ABS
?PP
?PPO
?POM
?PPS
?…
Yarn
Antistatic, thermal conductivity, flame retardant
物性、環(huán)保要求法規(guī):NPE-Free、FDA、REACH、EU2011、……
Flat fiber
Milled fiber
...工藝性
增強(qiáng)性
存放期
耐黃變
耐老化
耐溶劑
……
降低翹曲
提升模量
提升強(qiáng)度
表面質(zhì)量
……
Fiberglass development & differentiation direction
強(qiáng)度/模量
High tensile
strength、
High modulus
耐腐性
Corrosion
resistant
低介電
Low dielectric ……
提升玻璃的性能
提升玻纖性能轉(zhuǎn)化率
E-glass
HL
提升耐腐性 E-CR
介
電
常
數(shù)
透
波
性
改
進(jìn)
顏
色
ECT
強(qiáng)
度
模
量
TM
HT
更
高
強(qiáng)
度
更
高
模
量
TM II
高性能玻璃發(fā)展的發(fā)展概況
通 用 的 學(xué) 術(shù) 名 稱(chēng)
E-glass Chemical resistance
環(huán)保性好
兼顧顏色和耐腐蝕性
具有更高模量-強(qiáng)度
提升強(qiáng)度 H-CR
ü大尺寸耐酸絕緣棒
ü超大型的化工貯灌
ü薄型的太陽(yáng)能邊框
ü多腔體的門(mén)窗框
ü化工管道等
滿(mǎn)足大型復(fù)合材料:
? 風(fēng)電葉片
? 高集成度汽車(chē)部件
? 組裝式人行天橋
? 小型公路橋
73GPa
80GPa
97GPa 滿(mǎn)足:
? 軍工
? 航空、航天
? 新一代信息
? 5G通信、……
未來(lái)挑戰(zhàn)
100GPa
需求推動(dòng)玻璃纖維的強(qiáng)度、模量不斷提升
強(qiáng)度進(jìn)入碳纖級(jí)別的HT玻纖
HT的優(yōu)勢(shì):
ü性?xún)r(jià)比高
ü浸潤(rùn)性?xún)?yōu)異
ü剪切強(qiáng)度更好
ü90度方向的強(qiáng)度更好
ü強(qiáng)度進(jìn)入碳纖維級(jí)別
產(chǎn)品應(yīng)用:
ü航空布
ü高強(qiáng)度的傳送帶
ü軍用產(chǎn)品
ü汽車(chē)板簧
ü車(chē)身部件
ü……
Innovation- HT GLASS
9微米的紗,強(qiáng)度達(dá)到3900MPa
17微米的紗,強(qiáng)度達(dá)到3500MPa
浸潤(rùn)劑的功能及其重要性
浸潤(rùn)劑
作用
保證原絲順
利成型
提高纖維的
后加工性,
如退解、絡(luò)
紗、短切等
賦予纖維良
好的使用工
藝
賦予纖維適
當(dāng)?shù)姆磻?yīng)活
性
修復(fù)纖維微
裂紋,提高
原絲強(qiáng)度
把纖維的高強(qiáng)度、高模量有效
的傳遞到基體樹(shù)脂上,達(dá)到良
好的增強(qiáng)效果
處理好的玻纖布
可打印圖案
選對(duì)纖維很重要 纖維選擇不合適,會(huì)嚴(yán)重影響增強(qiáng)效果
纖維增強(qiáng)效果與界面處理劑密切相關(guān)
針對(duì)拉擠工藝的專(zhuān)用玻璃纖維
CPIC針對(duì)拉擠工藝,開(kāi)發(fā)了直接紗、合股紗、縫邊氈3大類(lèi)產(chǎn)品,適合于市場(chǎng)中酚醛樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)
脂、乙烯基樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)脂等多種樹(shù)脂類(lèi)型,產(chǎn)品涵蓋電力絕緣(特高壓絕緣芯棒)、軌道交通(拉擠枕
木、地鐵酚醛疏散平臺(tái))、風(fēng)力發(fā)電(楔形條、風(fēng)電主梁玻板)、建筑領(lǐng)域(聚氨酯節(jié)能門(mén)窗、親水平臺(tái))、5G通訊(光纜
加強(qiáng)芯、天線(xiàn)罩)、新能源汽車(chē)領(lǐng)域(電池隔板)等各種領(lǐng)域。
大類(lèi) 牌號(hào) 典型線(xiàn)密度 玻璃 適用樹(shù)脂 產(chǎn)品特點(diǎn) 典型產(chǎn)品
直接紗 465 1200、2400、4800 ECT/TM PF 針對(duì)酚醛樹(shù)脂開(kāi)發(fā),毛紗少,力學(xué)性能好 酚醛疏散平臺(tái)
直接紗 466 600、1100、1200、2400 ECT/TM EP 良好的電絕緣性,良好的吸紅、熒光效果 電絕緣芯棒
直接紗 467R 2400、4800 ECT/TM PU 針對(duì)聚氨酯樹(shù)脂、浸透快,毛絲少、力學(xué)性能優(yōu)異 聚氨酯門(mén)窗、聚氨酯電纜橋架
直接紗 468GS 600、900、1200、2400 ECT/TM EP 與環(huán)氧相容性好、強(qiáng)度高 風(fēng)電玻板
直接紗 469L 300、600、1200、2400、
4800
ECT/TM/HT UP、EP、VE、PU、PF 與基體樹(shù)脂相容性好,同時(shí)適用于多種樹(shù)脂 各種拉擠型材
直接紗 469P 600、1200、2400、4800 ECT/TM/HT UP、EP、VE、PU、PF 拉擠工藝專(zhuān)用、浸潤(rùn)快速,與基體樹(shù)脂相容性好 高強(qiáng)度拉擠型材
直接紗 469PH 4400 ECT/TM/HT UP、VE 拉擠改工藝專(zhuān)用,耐水煮性能優(yōu)異 高強(qiáng)度拉擠型材
直接紗 469HT 4800、9600 ECT/TM UP、EP、VE、PU、PF 大TEX,節(jié)約紗架空間 大型拉擠制品
直接紗 469E 600、1200、2400、4800 ECT/TM/HT UP、VE 拉擠專(zhuān)用,耐折性能優(yōu)異 光纜加強(qiáng)芯、高耐折
直接紗 4301EB 1200、2400 ECT PA 與熱塑性樹(shù)脂結(jié)合性好,適用于熱塑原位拉擠 預(yù)埋注塑件
合股紗 555ML 1200-19200 ECT/TM EP 卓越電絕緣性 絕緣芯棒(50KV)
合股紗 560T 1200~9600 ECR/ECT/TM EP 制品少白條、外觀通透 風(fēng)電楔形條
合股紗 561L 1200~9600 ECT/TM UP、EP、VE、PU、PF 樹(shù)脂相容性好、浸透快 各種拉擠型材
合股紗 101MD 13800 ECT PU 分束均勻、一次成型 聚氨酯枕木
拉擠用氈 EMK 300、450、600 ECT UP、EP、VE、PU、PF 布面平整、克重均勻 各種拉擠型材
目 錄
1. 拉擠成型工藝特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)
2. 雙碳帶給拉擠產(chǎn)品的發(fā)展機(jī)會(huì)
3. 拓展玻纖復(fù)合材料面臨的挑戰(zhàn)
ü 中國(guó)2019年,二氧化碳排放量102億噸,占全球排放量的27.9%;
ü 從累積角度(1750年以來(lái)),中國(guó)并不是最大的碳排放貢獻(xiàn)國(guó);
ü 從人均碳排放的角度,中國(guó)人均碳排放不算最高。
“雙碳”背境及中長(zhǎng)期規(guī)劃
《巴黎協(xié)定》確立了2020年后國(guó)際社會(huì)合作應(yīng)對(duì)氣候變化的基本框架,提出:
? 把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高幅度控制在2攝氏度之內(nèi),并為把升溫控制在1.5攝氏度之內(nèi)而努力;
? 2019年全球碳排放量創(chuàng)歷史新高,達(dá)到364億噸,2020年全球平均氣溫已經(jīng)比工業(yè)化前水平高出約1.2度;
? 2019年二氧化碳排放量排名前5位國(guó)家中國(guó)、美國(guó)、印度、俄羅斯、日本的碳排放全球占比高達(dá)58.3%
美國(guó)承諾到2030年削減50~52%
的碳排放。 (與2005年相比)
日本承諾到2030年削減46%
的碳排放(與2013年度相比)。
中國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家
以制造業(yè)為主
處于躍升關(guān)鍵的時(shí)期
習(xí)近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上鄭重宣布:
“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度,采取更加有力的政策和措施”
2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰
2060年實(shí)現(xiàn)碳中和
“我高度贊賞習(xí)近平主席宣布中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)所展現(xiàn)的領(lǐng)導(dǎo)力。
”
潘基文表示 “因?yàn)橹袊?guó)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模很大,工業(yè)規(guī)模也非常大,要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)很不容易。
”
發(fā)展國(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家,均形成共識(shí):降低碳排放
均將做好碳達(dá)峰、碳中和有關(guān)工作列為今年的重點(diǎn)任務(wù)
“實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革,要把碳
達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局,拿出抓鐵有痕的勁頭,...”
2020年12月召開(kāi)中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議
2021年的兩會(huì)政府工作報(bào)告
習(xí)近平總書(shū)記2021年3月15日在
中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議上強(qiáng)調(diào)
習(xí)近平總書(shū)記4月16日在同法國(guó)總統(tǒng)馬克龍、德國(guó)總理默克爾舉行中法德領(lǐng)導(dǎo)人視頻峰會(huì)時(shí)指出:
“我宣布中國(guó)將
力爭(zhēng)于2030年前實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放達(dá)到峰值、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,這意味著中國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家,
將完成全球最高碳排放強(qiáng)度降幅,用全球歷史上最短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)從碳達(dá)峰到碳中和。這無(wú)疑將是一場(chǎng)硬仗。
”
亞
首
洲
席
基
經(jīng)
礎(chǔ)
濟(jì)
設(shè)
學(xué)
施
家
投
博
資
格
銀
洛
行
夫
“中國(guó)承諾到2060年實(shí)現(xiàn)凈零排放,這應(yīng)該說(shuō)是對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化最大的貢獻(xiàn)了。
”
中央連續(xù)5次發(fā)聲碳達(dá)峰/碳中和:壓力很大,挑戰(zhàn)很多
2020年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議
在多個(gè)重要的國(guó)際會(huì)議上重提,
在國(guó)內(nèi)的重要會(huì)議上做安排布署
正視困難與挑戰(zhàn)
要求有計(jì)劃的推進(jìn)落實(shí) 積極應(yīng)對(duì),全力推進(jìn)
歐洲從1990年碳達(dá)峰到2050年碳中和目標(biāo)有60年的時(shí)間,而我們只有30年的時(shí)間。
應(yīng)對(duì)雙碳有一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)同,也有利復(fù)合材料的發(fā)展
1GW的風(fēng)電,年發(fā)電量約20億,相當(dāng)于66萬(wàn)噸標(biāo)煤所發(fā)的電,減排二氧化碳約200萬(wàn)噸,25年減排5000萬(wàn)噸。
?風(fēng)電裝機(jī)804GW,發(fā)電總量達(dá)到1.76萬(wàn)億度
?光伏裝機(jī)854GW,發(fā)電總量達(dá)到1.1萬(wàn)億度
?水電達(dá)到450GW,發(fā)電量1.45萬(wàn)億度
?火電降到1150GW,發(fā)電量4.63萬(wàn)億度
風(fēng)光年發(fā)電量接近1萬(wàn)億度,2030年的目標(biāo)2.8萬(wàn)億度
?風(fēng)電裝機(jī)3324GW,年發(fā)電7.28萬(wàn)億度
?光伏裝機(jī)3694GW,年發(fā)電總量4.389萬(wàn)億度
?水電達(dá)到492GW,發(fā)電量2.85萬(wàn)億度
?火電降到362GW,發(fā)電量0.7049萬(wàn)億度
風(fēng)光年發(fā)電量到2060年的目標(biāo)11.67萬(wàn)億度
風(fēng)光裝機(jī)量還要增加1倍,才能達(dá)到2030年目標(biāo)1658GW 風(fēng)光裝機(jī)量要增加9倍,才能達(dá)到2060年目標(biāo)7000GW
伴隨清潔能源的特高壓輸送
伴隨新能源車(chē)的集成化大型制件
2022年
全球高溫
短期應(yīng)對(duì)高溫
長(zhǎng)期致力降碳
2021年可謂是中國(guó)碳中和元年,
也是世界低碳經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的元年,
對(duì)于國(guó)際格局轉(zhuǎn)變和大國(guó)博弈的影響相當(dāng)明顯。
? 是一場(chǎng)能源大戰(zhàn),
? 是新能源與舊能源的決戰(zhàn),
? 是新秩序與舊秩序的決戰(zhàn),
? 是升級(jí)版的大國(guó)博弈,是不見(jiàn)硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)。
碳達(dá)峰、碳中和,本質(zhì)
中國(guó)的謀劃與布局 “碳達(dá)峰+特高壓電網(wǎng)+全球能源互聯(lián)網(wǎng)+一帶一路”
“如果要實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的目標(biāo),需要付出更巨大的努力。疫情之后
的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇,必須與低碳發(fā)展聯(lián)系起來(lái),否則全世界還將付出代價(jià)。
”
前聯(lián)合國(guó)氣候變化助理秘書(shū)
亞諾什·帕茲托強(qiáng)調(diào),
玻璃
纖維
2020年清潔能源補(bǔ)貼到期與
宏偉藍(lán)圖相續(xù)出臺(tái);
2021年電力緊張,電價(jià)漲降
的幅度進(jìn)一步放開(kāi);
源頭關(guān)鍵材料
清潔能源
輕量化材料
節(jié)能保溫材料
5G通信、智能化
……
能資源消耗
電
天然氣
礦石
聚合物
……
玻纖-復(fù)材面臨的機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)
最近3年,高可靠、高性?xún)r(jià)比的玻板已成為推長(zhǎng)葉片最主要的動(dòng)力;
風(fēng)電葉片的持續(xù)大型化,對(duì)材料的強(qiáng)度、模量提出了更高的要求;
模量成為最為關(guān)鍵的指標(biāo),同時(shí)還有性比價(jià),高模玻板仍是主流!
? 模量達(dá)到130GPa
? 強(qiáng)度達(dá)到2000MPa
碳纖
板材
? 模量達(dá)到100GPa
? 強(qiáng)度達(dá)到1900MPa
玻-碳
板材
? 模量達(dá)到65GPa
? 強(qiáng)度達(dá)到1600MPa
玻纖
板材
? 模量達(dá)到50GPa
? 強(qiáng)度達(dá)到1400MPa
織物
復(fù)材
葉片大型化是必然勢(shì)
2022年5月12日,93米!云南省最長(zhǎng)風(fēng)電葉片在玉溪下線(xiàn)
近年來(lái),中復(fù)連眾聚焦風(fēng)電葉片新材料、新技術(shù)及新工藝的創(chuàng)新和應(yīng)用,為風(fēng)電葉片大型化、輕量化提供系統(tǒng)的
解決方案,積極應(yīng)對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)及生態(tài)變革。中復(fù)連眾(玉溪)復(fù)合材料有限公司技術(shù)副總經(jīng)理李忠良介紹,
GW93葉片是金風(fēng)科技研發(fā)設(shè)計(jì)的一款大型陸地風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,全長(zhǎng)93米、重23噸,首次采用拉擠片材組裝主
梁的方式生產(chǎn),發(fā)電量達(dá)每小時(shí)4000KW以上。
2023年6月24日,明陽(yáng)智慧,105米長(zhǎng),7MW的風(fēng)電葉片下線(xiàn)
當(dāng)風(fēng)速達(dá)到15米每秒時(shí)每個(gè)小時(shí)就可以產(chǎn)生7000度的電能
系統(tǒng)考慮,更換工藝:高性能的拉擠板
改變成型工藝,提升纖維模量轉(zhuǎn)化效率
亮點(diǎn):充分發(fā)揮拉擠工藝穩(wěn)定性好特點(diǎn)
ü 相比織造工藝,纖維受損少
ü 相比灌注工藝,性能更穩(wěn)定
ü 加載纖維量更高,更高模量
ü 提升20%的效率,降低10%的成本
ü 玻纖拉擠板最具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)
世界最長(zhǎng)玻纖葉片!
上海電氣S90葉片
通過(guò)全尺寸靜載測(cè)試
拉擠片材在葉片上得到應(yīng)用
通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)矛盾平衡,推進(jìn)產(chǎn)品升級(jí)
拉擠片材
模量升
28~30%
升級(jí)環(huán)氧體系
用紗
468GS
PUR體系
GF達(dá)到78%
高模量
提升8%
升級(jí)UPR體系
用紗469LG
碳纖維及其拉擠片材將彌補(bǔ)玻纖模量不足,具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性,并助力海上風(fēng)電發(fā)展
風(fēng)電用碳纖維可能得到快速增長(zhǎng)
2030 年, 全球碳纖維需求量將提升至 59-64 萬(wàn)
噸:
? 航空航天 8-10 萬(wàn)噸
? 風(fēng)電 19-20 萬(wàn)噸
? 氫氣瓶及CNG氣瓶18萬(wàn)噸
? 汽車(chē)+軌交 9-10 萬(wàn)噸
? 功能材料 5-6 萬(wàn)噸
? 復(fù)合增速 19.3%
風(fēng)電葉片未來(lái)將是全球碳纖維需求增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Γ?/p>
ü 2020 年,用于風(fēng)電的碳纖維達(dá)到3.06 萬(wàn)噸
ü 到2025年需求復(fù)合增速約為25%,將達(dá)到
9.34 萬(wàn)噸
ü 到2030年需求復(fù)合增速約為16%,將達(dá)到19-
20 萬(wàn)噸。
清潔能源,輕量減
重仍被視為重點(diǎn)
https://www.vzkoo.com/read/ca33889d280b5faa371245c8b433337a.html
未來(lái)智庫(kù)預(yù)測(cè):
根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)在2023年2月發(fā)布的最新數(shù)據(jù),2022年全球新增光伏裝機(jī)量預(yù)計(jì)為230吉瓦,同比增長(zhǎng)35.3%
2022年整體情況
2022年中國(guó)生產(chǎn)光伏多晶硅80.6萬(wàn)噸,同比上漲59%,對(duì)應(yīng)的組件產(chǎn)量約為332.5吉瓦,較2021年增長(zhǎng)82.9%
中國(guó)大陸依然是產(chǎn)能聚集地:
ü 硅片產(chǎn)能占全球硅片總產(chǎn)能的比重高達(dá)98%
ü 電池片產(chǎn)能占比超過(guò)85%
ü 組件產(chǎn)能占比約為77%
2022年的實(shí)際產(chǎn)量在全球占比均超過(guò)80%
新增裝機(jī)87.4GW,同比大幅增長(zhǎng)59.3%
歐盟27國(guó),2022年新增光伏裝機(jī)41.4GW,同比增幅50%
樂(lè)觀預(yù)計(jì)2026年光伏年新增裝機(jī)量將逼近120吉瓦
2022年,德國(guó)以7.9吉瓦的新增裝機(jī)量位居首位;
其次是西班牙,新增裝機(jī)容量7.5吉瓦
2021-2022年歐洲部分國(guó)家光伏裝機(jī)情況
2022年巴西總裝機(jī)容量達(dá)到了22吉瓦,新增容量為9.0吉瓦
2022年,印度安裝了13.96吉瓦的太陽(yáng)能,同比增長(zhǎng)近40%
日本裝機(jī)容量達(dá)到了77.6GW,新增光伏裝機(jī)容量為3.1吉瓦
2022年,光伏組件出口量達(dá)到154.8GW,相較2021年增長(zhǎng)74%,出口額為423.75億美元,同比增長(zhǎng)65.45%。
電池片累計(jì)出口40.03億美元,同比增長(zhǎng)40.66%;逆變器累計(jì)出口89.75億美元,同比增長(zhǎng)75.11%。
歐洲從中國(guó)進(jìn)口了86.6GW的光伏組件
亞太地區(qū)進(jìn)口光伏組件28.5吉瓦,相較2021年增長(zhǎng)27%;
美洲地區(qū),24.8吉瓦,增長(zhǎng)50%,增量的80%來(lái)自巴西
中東地區(qū),阿聯(lián)酋3.6GW,增幅高達(dá)340%
沙特阿拉伯1.2吉瓦 從中國(guó)進(jìn)口
中長(zhǎng)期光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
全球光伏行業(yè)具有較高的發(fā)展?jié)摿Γ喂夥a(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品需求保持高位
? 能源結(jié)構(gòu)向多元化、清潔化、低碳化方向轉(zhuǎn)型是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì);
? 各國(guó)政府積極鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展太陽(yáng)能光伏行業(yè);
? 疊加技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的光伏發(fā)電成本下降的利好因素
中期內(nèi),海外光伏裝機(jī)需求將持續(xù)保持高景氣
30萬(wàn)/噸
全國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電新增裝機(jī)3366萬(wàn)千瓦,同比增幅達(dá)到
154.8%一季度,光伏發(fā)電在新增電力裝機(jī)中的占比超過(guò)50%
全國(guó)主要發(fā)電企業(yè)電源工程完成投資1264億元,同比增長(zhǎng)
55.2%,
其中,太陽(yáng)能發(fā)電完成投資522億元,同比增長(zhǎng)
177.6%
國(guó)際可再生能源署(IRENA)預(yù)測(cè):2023年全球光伏裝機(jī)將達(dá)到350GW,
其中海外200GW,中國(guó)150GW,總
國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù),2023年1-
體
鏈接
比
:
2
h
0
t
22
t
年增
p
長(zhǎng)
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5
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0
/
%
xueqiu.com/3645307452/245340056
3月
2022年國(guó)內(nèi)光伏裝總量
首次超過(guò)風(fēng)電
趨勢(shì)將持續(xù)
2019年,全球原鋁工業(yè)的噸鋁平均碳排放量是16.51噸,原鋁
生產(chǎn)量6433萬(wàn)噸,碳排放量為10.52億噸;
2007年曾經(jīng)達(dá)到18.54噸的高值,其后逐漸有所下降,在
2012~2014年有所回升,近5年再度持續(xù)下降,但是下降幅度
比較小,為年均1.5%左右。
https://alu.cn/aluNews/NewsDisplay_1098530.html
替代鋁邊框的邏輯:
? 技術(shù)成熟,安裝工藝性好
? 碳排放高,價(jià)格波動(dòng)大
? 高耐腐蝕,面臨挑戰(zhàn)
鋁邊框
? 強(qiáng)度高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)
? 碳排除低,可設(shè)計(jì)性強(qiáng)
? 拉擠效率低
復(fù)合材料
? 向沿海拓展,需要高耐腐蝕
? 出口歐洲需要考慮碳稅
應(yīng)用場(chǎng)景
碳排放高、價(jià)格波動(dòng)大的鋁,給復(fù)合材料帶來(lái)機(jī)會(huì)
光伏邊框
鋁合金材質(zhì):6063-T5,氧化處理(厚度>15微米
現(xiàn)行的邊框:
? 鋁邊框,面臨碳排放高、成本高的雙重壓力;
? 鋼邊框、面臨銹鉵與鋼度過(guò)高損傷硅片的問(wèn)題
連續(xù)纖維
增強(qiáng)的高
強(qiáng)度邊框
傳統(tǒng)熱固
性復(fù)合材
料
非連續(xù)纖
維增強(qiáng)的
FRTP邊框
可釘釘?shù)?/p>
PUR邊
框
復(fù)合材
料太陽(yáng)
邊框
絕緣
性好
耐腐蝕
性好
可設(shè)計(jì)
性強(qiáng)
輕質(zhì)
高強(qiáng)
適應(yīng)沿海灘涂、海上島嶼、湖
泊、池塘、水庫(kù)、化工廠屋頂
、污水處理廠等惡劣的環(huán)境下
的太陽(yáng)能電站,優(yōu)勢(shì)明顯
PID效應(yīng)顯著降低
可滿(mǎn)足電壓進(jìn)一步提升
長(zhǎng)遠(yuǎn)看,由于光伏發(fā)
電成本下降的需要,
BOS成本需要不斷降
低,光伏電站系統(tǒng)電
壓正在朝1500V發(fā)展
用以邊框、支架
可根據(jù)強(qiáng)度、模量,
可回收性等選擇不同
的增強(qiáng)材料和樹(shù)脂
復(fù)合材料太陽(yáng)邊框的優(yōu)勢(shì)
面臨的挑戰(zhàn)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與組裝
耐候性,耐紫外線(xiàn)
高效率生產(chǎn)
培育、維護(hù)新市場(chǎng),確保朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大,應(yīng)成為大家的共識(shí),更需要業(yè)內(nèi)人士維護(hù)
u 具備傳統(tǒng)復(fù)合材的優(yōu)勢(shì)
u 具有類(lèi)似木材的可加性
u 可釘釘子,握釘力強(qiáng)
u 機(jī)械、電絕緣性能優(yōu)異
u 耐腐、抗疲勞性能優(yōu)異
u 導(dǎo)熱系數(shù)低,保溫、隔熱好
? 閉模成型、除清潔外,現(xiàn)場(chǎng)基本沒(méi)有氣味,工作環(huán)境好;
? 拉擠速度是普通拉擠的2~4倍左右,生產(chǎn)效率高
? 可加載的纖維含量高、超過(guò)80%,賦予好的性?xún)r(jià)比
PUR拉擠型材的優(yōu)勢(shì)
生產(chǎn)方面(可實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保生產(chǎn)):
產(chǎn)品性能特點(diǎn):
匹配聚氨酯
的專(zhuān)用玻纖
ECT467R ,拉擠光伏邊框、門(mén)窗
框的專(zhuān)用玻纖
HCR467R 耐腐蝕的高強(qiáng)玻纖
TM II467R 風(fēng)電葉片板專(zhuān)用高模紗
06年啟動(dòng)特高壓以來(lái):直接投入近6000億人民幣
根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司的規(guī)劃,
“十四五”期間特高壓交直流工
程總投資3002億元,新增特高壓交流線(xiàn)路1.26萬(wàn)公里、變
電容量1.74億千伏安,新增直流線(xiàn)路1.72萬(wàn)公里、換流容量
1.63億千瓦,特高壓電網(wǎng)將迎來(lái)新一輪的建設(shè)高峰期。
ü 累計(jì)攻克了310項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)
ü 主導(dǎo)編制國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)75項(xiàng)
ü 主導(dǎo)編制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)788項(xiàng)。
200多家裝備制造企業(yè),500多家建設(shè)單位、幾十
萬(wàn)人參與特高壓研發(fā)建設(shè)相關(guān)工作。
累計(jì)建成投運(yùn)“14交12直”
清潔能源輸送,促進(jìn)特高壓發(fā)展,利好電絕緣用玻璃纖維
特高壓建設(shè)持續(xù)推進(jìn) 2023年投資或增長(zhǎng)超70%
特高壓建設(shè)周期約1.5-2年,因此欲使規(guī)劃的“三交九直”項(xiàng)目在“十四五”內(nèi)投產(chǎn),則最晚需要在24年上半年開(kāi)工。故預(yù)計(jì)2023年將是特
高壓工程開(kāi)工大年,特別是特高壓直流項(xiàng)目。
? 交流特高壓投資預(yù)計(jì)2023年較2022年增長(zhǎng)77%;
? 直流特高壓投資預(yù)計(jì)2023/24年分別增長(zhǎng)70%/61%。
用于電力絕緣方面的拉擠制品
10KV-1000KV
不同電壓等級(jí)、類(lèi)型絕緣子
φ10-φ300
玻璃纖維絕緣芯棒
特高壓
輸電線(xiàn)路
變電站
電氣化
鐵路
應(yīng)用場(chǎng)景
加工 支持電力
高等級(jí)的電力絕緣制品:
? 絕緣拉擠用合股紗:555ML
? 絕緣導(dǎo)管纏繞用紗:468A
中國(guó)建筑行業(yè)規(guī)模位居世界第一,現(xiàn)有城鎮(zhèn)總建筑存量約650億平方米,
在使用過(guò)程中排放了約21億噸二氧化碳,約占中國(guó)碳排放總量的20%,也占全球建筑總排放量的20%。
建筑業(yè)占全球能源和過(guò)程相關(guān)二氧化碳排放的近40%。
中國(guó)城鎮(zhèn)建筑的“運(yùn)營(yíng)碳排放”
全球的建筑碳排放
被動(dòng)式建筑 (passive building):指通過(guò)自然采光、太陽(yáng)能輻射等被動(dòng)式節(jié)能措施,與建筑外圍結(jié)構(gòu)保溫隔熱節(jié)能技術(shù)相結(jié)合, 發(fā)展節(jié)能建筑,推“被動(dòng)式建筑”
不使用主動(dòng)的采暖和空調(diào)系統(tǒng)就可維持舒適的室內(nèi)熱環(huán)境的建筑。外窗是建筑物保溫隔熱最薄弱的部分,是建筑節(jié)能的關(guān)鍵突破口
在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中,通過(guò)外窗損失的能量:是墻體的5~6 倍
是屋面的 5 倍
地面的20多倍
約占建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)總能耗的40%~50%,相當(dāng)于社會(huì)總能耗的15%。
提升現(xiàn)有建筑的保溫隔熱效果
被動(dòng)房
被動(dòng)式建筑,建筑節(jié)能的典范
節(jié)能要求提升,給復(fù)合材料帶來(lái)機(jī)會(huì)
聚氨酯玻璃鋼門(mén)窗5方面優(yōu)勢(shì)
1
4
5
2
3 低生產(chǎn)成本K=1.1,Cost savings 200元/m2
PU Windows :0.114W/㎡·K
Al alloy windows:150W/
㎡·K
低傳熱系數(shù)
carbon emission reduce 80%
低生產(chǎn)能耗
Fire resistance: 1 hour
高防火性
PU Windows :>1200MPa
Al alloy windows:200-300MPa
高彎曲強(qiáng)度
2&3
低傳熱系數(shù)、低生產(chǎn)能耗、低生產(chǎn)成本,高彎曲強(qiáng)度、高防火性
聚氨酯玻璃鋼門(mén)窗(GRPU)市場(chǎng)展望
1、與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距
在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,使用高檔節(jié)能門(mén)窗的比例已經(jīng)達(dá)到門(mén)窗總量的67%,而我國(guó),實(shí)行最高技術(shù)
標(biāo)準(zhǔn)的北京與發(fā)達(dá)國(guó)家普通節(jié)能門(mén)窗還相差15年,高檔節(jié)能門(mén)窗使用量只占門(mén)窗總量的0.5%。
2、我國(guó)未來(lái)市場(chǎng)的需求
2-1新開(kāi)工的建筑面積下降,但節(jié)能
要求、防火要求提升;
2-2 北京提升節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),上海給予補(bǔ)
貼(達(dá)到節(jié)能要求的建筑),這可能是
率先示范點(diǎn)的城市;
2-3從節(jié)能減碳角度看,使用節(jié)能、
隔音門(mén)窗是大趨勢(shì)。
該座椅結(jié)構(gòu)采用了巴斯夫聚氨酯拉擠系統(tǒng)Elastocoat?74850的艾
聯(lián)連續(xù)復(fù)合材料技術(shù)(Continuous Composite Systems?
,簡(jiǎn)稱(chēng)
CCS?)在汽車(chē)內(nèi)飾的首次應(yīng)用。
CCS是一種纖維增強(qiáng)復(fù)合載體,在二維平面上具有高度工
程化的密封劑和粘合劑。該座椅還采用巴斯夫的沖擊改性聚
酰胺6 Ultramid?B3ZG7 CR二次成型,
以打造60%的座椅靠背3D形狀。
拉擠產(chǎn)品助力制件集成化、大型化,助力汽車(chē)輕量化
目 錄
1. 拉擠成型工藝特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)
2. 雙碳帶給拉擠產(chǎn)品的發(fā)展機(jī)會(huì)
3. 拓展玻纖復(fù)合材料面臨的挑戰(zhàn)
? 1GW年發(fā)電20億度,相當(dāng)于66萬(wàn)噸標(biāo)
煤,減碳200萬(wàn)
? 1GW約1.3萬(wàn)噸復(fù)合材料
? 做到800GW,復(fù)合材料將超1100萬(wàn)噸
風(fēng)電
? 1GW的太陽(yáng)能邊框大約需要6000噸;
? 急需高性能復(fù)材替代成本高、碳排放高
的鋁;
? 1GW需要6000噸高性能的復(fù)合材料;
太陽(yáng)能
? 以塑代鋼用于汽車(chē)得到廣泛認(rèn)可
? 提升FRTP占比,需要提升性能 汽車(chē)
? 高集成度與制件大型化是發(fā)展勢(shì)
現(xiàn)狀 挑戰(zhàn) 應(yīng)對(duì)策略
役后葉片
面臨回收
難題
耐候性
組裝連接
可回收
高強(qiáng)度
高模量
l聚合-復(fù)合一體化的制備高性能板材
l高纖維含量、高保留長(zhǎng)度,高模-高強(qiáng)
l預(yù)埋注塑,制備高性能大型制件
l開(kāi)發(fā)方便加工組裝的熱塑性邊框
l開(kāi)發(fā)耐海水、耐UV、耐候性涂層
l開(kāi)發(fā)免涂裝、候性好的熱塑邊框
l采用適合灌注的液態(tài)熱塑性樹(shù)脂
l采用高模玻璃纖維與專(zhuān)用處理劑
l葉片用熱塑性拉擠板材急需突破
清潔能源及輕量化材料面臨環(huán)保和性能的挑戰(zhàn)
新能源發(fā)電上升為國(guó)家戰(zhàn)略,風(fēng)電成為重要板塊。習(xí)近平
總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上發(fā)表講話(huà),提出將提高我國(guó)
減排貢獻(xiàn)力度,力爭(zhēng)在2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值,努
力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,十四五期間國(guó)家將大力推動(dòng)清
潔能源行業(yè)的發(fā)展。
《風(fēng)能北京宣言》提出,綜合考慮資源潛力、技術(shù)進(jìn)步趨
勢(shì)、并網(wǎng)消納條件等現(xiàn)實(shí)可行性,為達(dá)到與碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)起
步銜接的目的,在“十四五”規(guī)劃中,須為風(fēng)電設(shè)定與碳中和
國(guó)家戰(zhàn)略相適應(yīng)的發(fā)展空間:保證年均新增裝機(jī)50GW以上。
2025 年后,中國(guó)風(fēng)電年均新增裝機(jī)容量應(yīng)不低于60GW,到
2030年至少達(dá)到800GW,到2060年至少達(dá)到3000GW。
需要提升清潔能源
同時(shí)需要環(huán)保材料
3000GW葉片重量約4000萬(wàn)噸,繞地球一圈,每米放1噸;
ZEBRA(零廢料葉片研究)項(xiàng)目由IRT Jules Verne集團(tuán)推動(dòng),它匯集了
眾工業(yè)公司和技術(shù)中心(Arkema、CANOE、ENGIE、Suez、LM
Wind Power、Owens Corning)共同開(kāi)發(fā)100%可回收的
復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片。
中國(guó)玻璃纖維2020-9-25報(bào)道:眾巨頭聯(lián)手開(kāi)發(fā)100%可回收復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片項(xiàng)目
歐洲推進(jìn)熱塑性復(fù)合材料葉片取得突破
Elium
EP
PUR
VE
UPR
具有低粘度
特性和工藝的
熱塑性樹(shù)脂
聯(lián)合推進(jìn)的研究方向:
1、新一代高模玻璃纖維的開(kāi)發(fā)(模量達(dá)到97GPa)
2、熱塑性樹(shù)脂用纖維表面處理劑的開(kāi)發(fā)
3、熱塑性樹(shù)脂用多軸向織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)4、
高性能的熱塑性復(fù)合材料
仿葉根部件的灌注
(50層織物)
未來(lái)的挑戰(zhàn)
熱塑性風(fēng)電拉擠板材
急需要開(kāi)發(fā)高性能的熱塑性拉擠板材,
才能推進(jìn)熱塑性葉片大型
392
1025
3694
240
600
2100
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
2022 2030 2060
中國(guó)光伏未來(lái)的發(fā)展規(guī)
累積裝機(jī)
(GW)
邊框重量
(萬(wàn)噸)
?復(fù)合材料替代鋁,解決好耐候性,保證25年至關(guān)重要;
?如果復(fù)材邊框得到全面推廣,未來(lái)也面臨環(huán)保和回收問(wèn)題
?復(fù)合材料各支架拓展,面臨性?xún)r(jià)比的挑戰(zhàn)性更大;
?開(kāi)發(fā)超高強(qiáng)度的熱塑性復(fù)合材料面臨挑戰(zhàn)更大;
不做表面處理的聚氨酯型材,
室外曬3年就嚴(yán)重露纖
2022 年全國(guó)新增光伏并網(wǎng)裝機(jī)容量 87.41GW。累計(jì)光伏并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到392.6GW,新增和累計(jì)裝機(jī)容量均為全球第一。
全年光伏發(fā)電量為 4276 億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)30.8%,約占全國(guó)全年總發(fā)電量的 4.9%。
預(yù)計(jì) 2023年光伏新增裝機(jī)量超過(guò) 95GW,累計(jì)裝機(jī)有望超過(guò) 487.6GW。
光伏用復(fù)合材料面臨的挑戰(zhàn)
連續(xù)纖維增強(qiáng)熱
塑性復(fù)合材料塑
料(CFRT)
長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑
性塑料(LFRT)
短纖維增強(qiáng)熱塑
性塑料(SFRT)
熱塑性復(fù)合材料(FRTP) Lucintel發(fā)布的一項(xiàng)新的市場(chǎng)報(bào)告:
1、預(yù)計(jì)從2017年到2022年全球CFRT將以9.5%的年增長(zhǎng)率增長(zhǎng);
2、預(yù)計(jì)2022年高性能復(fù)合材料終端產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到171億$;
Sabic、科思創(chuàng),朗盛,東麗、金發(fā)、中廣核俊爾等都在積極開(kāi)發(fā)
ü纖維在長(zhǎng)度方向充分取向,性能可得到充分發(fā)揮;
ü理論上:纖維保留長(zhǎng)度與制件尺寸一致;
ü可根據(jù)受力要求設(shè)計(jì)鋪層結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)靈活性高。
優(yōu)點(diǎn)
汽車(chē)用連續(xù)纖維增強(qiáng)的熱塑性復(fù)合材料
CFRT助力歐洲推進(jìn)熱塑性制品大型化
不僅需要高性能的拉擠型材
更需要結(jié)構(gòu)仿真和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)
及系的測(cè)試評(píng)價(jià)體系
…….集成化部件的筋材
5G通信桿塔
節(jié)能門(mén)窗與建筑
光伏邊框及支架
風(fēng)電葉片用板材
傳統(tǒng)拉擠
高性能、高穩(wěn)定性的拉擠型材,應(yīng)用邊界不斷突破
復(fù)合材料橋梁,人工運(yùn)河建設(shè),都將給復(fù)合材料帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)會(huì)
維護(hù)好行業(yè)的發(fā)展,需要協(xié)會(huì)和企業(yè)共同努力
使用壽命長(zhǎng):Amiantit1980年生產(chǎn)的E- CR管道,在25年后檢測(cè),基本上沒(méi)有腐蝕,
設(shè)計(jì)壽命50年是可以達(dá)到的。
火電廠的煙囟-冷卻塔合一項(xiàng)目
優(yōu)點(diǎn):使用壽命長(zhǎng)
維護(hù)費(fèi)用低
易安裝
案例:北京華能電廠
高碑店電廠等
耐腐蝕的E-CR玻璃纖維 增強(qiáng)不飽合樹(shù)脂(UPR)
用于污水管道
增強(qiáng)乙烯基樹(shù)脂(VE)
用于煙氣脫硫塔及管道
酸性高溫環(huán)境,使用壽命
超過(guò)30年,與火電廠主
要設(shè)備的壽命相當(dāng)
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建立和規(guī)范產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),幫助使用者認(rèn)識(shí)和識(shí)別復(fù)合材料品質(zhì)的優(yōu)劣,任重道遠(yuǎn),需要我們共同努力,加速推進(jìn)玻璃纖維及復(fù)合材料的發(fā)展。
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