作為風(fēng)力發(fā)電機組最大的部件，葉片一直是風(fēng)電關(guān)注的重點，無論是尺寸，還是成本，都是風(fēng)機研發(fā)與制造的難題。

時間已經(jīng)來到2021年，從2004年的GE第一臺兆瓦級風(fēng)機（1.5MW，37m葉片長度）進入中國市場以來，葉片長度已經(jīng)突破91m（國內(nèi)海上葉片），單支葉片的重量從5噸突破了30噸，價格從過去的100元/kg已經(jīng)跌至50元/kg以內(nèi)（按2007年的葉片采購價格和2020年的葉片采購價格與重量折算），長度翻倍，價格腰斬，碳纖維也開始小批量的應(yīng)用海上風(fēng)機葉片，理論上說葉片的技術(shù)進步和成本控制相對風(fēng)機而言走在了主機前面。

葉片堆場（照片來自網(wǎng)絡(luò)）

平價低風(fēng)速時代給葉片提出了新挑戰(zhàn)

2020年下半年，大基地風(fēng)機的價格4-5MW單位千瓦造價已經(jīng)突破了2700元，陸上葉片長度也突破了80m，技術(shù)的進步進一步擴大了風(fēng)電的風(fēng)速開發(fā)下限。2021年，風(fēng)電的補貼政策到期，現(xiàn)有較好資源風(fēng)電場開發(fā)殆盡，從風(fēng)資源的開發(fā)難度來看，風(fēng)速越來越低，葉輪直徑越來越大，重量越來越重，當(dāng)前南北風(fēng)電場的平價和風(fēng)速來分析，單位千瓦造價還需持續(xù)降低（北方需要降低到4500元/kw，南方需要降低到6000元/kw），至少20%以上方能滿足當(dāng)前電力企業(yè)的投資收益底線，單從葉片的單位重量和原材料價格來看，降本難度不大，問題在于葉片的長度越大，面臨著運輸?shù)臉O大挑戰(zhàn)。

葉片越長，運輸難度越大：無論南北，現(xiàn)在的大葉片運輸由于長度超長，都要采用二次倒運，對于平原而言只要解決光纜，電網(wǎng)等低空限制就可以，對于南方山地風(fēng)電場，穿村過寨就是轉(zhuǎn)運車已經(jīng)無法解決。一方面葉片長度過大，導(dǎo)致葉片揚空力矩過大，在爬坡過程中容易出現(xiàn)運輸事故，實際在現(xiàn)有的運輸已經(jīng)在各地多次發(fā)生類似事故。一方面，運輸成本大幅增加，問題在于二次倒運的運輸距離越來越長，下了高速公路就必須倒運，成本逐年增加，單位千瓦的運輸費用已經(jīng)超過100元/kw。

降本的核心在于減重

未來平價風(fēng)電的核心在單位千瓦造價的降低。無論3060如何發(fā)展，綠色能源的前提的綠色發(fā)展，總體而言生態(tài)林業(yè)等非技術(shù)成本將逐步增加，隨著低風(fēng)速風(fēng)電的開發(fā)建設(shè)難度增加，建安成本也會逐步增加，降本的壓力無疑就落在了主機身上，成本占到20%以上的葉片，無疑是降本重點。

減重是降本的首要措施。減重的措施有兩個，一個是設(shè)計減重，這個需要長時間的試驗與經(jīng)驗來保證，一個是采用新的材料，碳纖維無疑是首選，盡管當(dāng)前的碳纖維價格已經(jīng)國產(chǎn)化并規(guī)模應(yīng)用，但是目前國產(chǎn)碳纖維的大絲束品類下降到140元/kg（最低110元/kg），我和行業(yè)專家溝通交流指出，碳纖維的價格需要下降到60元/kg才有應(yīng)用的可行性，從這個角度來看，碳纖維的應(yīng)用還需要一段時間，降價空間還要50%，難度很大。

分段式：降低非技術(shù)成本也是未來趨勢之一

我多次談到了分段式葉片，最近和葉片圈內(nèi)的專家進行了交流，分段式葉片的未來技術(shù)發(fā)展趨勢是必然，但是現(xiàn)階段的應(yīng)用成本還比較高。2020年，GE宣布陸上的6MW風(fēng)機將采用分段式葉片，顯然GE旗下的LM已經(jīng)解決了這個難題，當(dāng)然，這個葉片需要承受很高的成本壓力，從這個角度分析，只有更長的葉片，更大的單機容量，方能消耗增加的絕對數(shù)量成本。國內(nèi)我也了解到至少有2-3家主機廠開始了分段式葉片的開發(fā)，有的并已經(jīng)裝機，當(dāng)然據(jù)了解成本很高。

分段式葉片的技術(shù)難度很大。從我們了解的情況來看，分段部位很難取舍，在根端便于后期運維，人員操作空間大（尺寸規(guī)格施工人員可以進入葉片操作），但葉片的根端力矩加大，不利于葉片的重心分布；如果在靠近葉尖分段，后期運維難度大。還有包括復(fù)合材料與金屬連接件的界面應(yīng)力腐蝕、金屬連接件的材料選擇都是問題，

個人認為，分段式難度很大，但必須要開發(fā)，有限的資源如何開發(fā)，葉片是核心，一方面碳纖維的應(yīng)用越來越廣，材料價格會持續(xù)下降，這對未來的葉片發(fā)展都是利好信息。

葉片倒運（照片來自網(wǎng)絡(luò)）

葉片回收：已經(jīng)到了必須解決的節(jié)點

單從2004年的兆瓦級風(fēng)機批量使用，未來3年就會退役，每年幾十萬噸葉片就會陸續(xù)落地，如何處理，我曾經(jīng)多次撰文和大家分享，但目前實際還是粗放式的回收簡單處理，國外也有報道有一些處理模式，但實際上都是實驗室階段，對于未來可能每年近百萬噸的葉片后處理，需要找到合適的解決方案，近期我也和很多的專家進行了交流，提出了葉片后處理進入建材體系處理方案。

隨著砂石料建材因為生態(tài)環(huán)保的限制，天然開采已經(jīng)逐步收縮，高鐵，高速公路，基礎(chǔ)設(shè)施的填料已經(jīng)成為建筑行業(yè)的頭痛問題，砂石料的價格已經(jīng)部分區(qū)域翻幾番，如葉片的后處理通過技術(shù)創(chuàng)新成為建材填料，將是一舉多得的好事，一個找到了葉片處理后的消納方案，一個是解決了部分建材缺乏的問題，同時這也是一個長期持續(xù)的過程。

作為風(fēng)電的發(fā)動機，葉片的技術(shù)發(fā)展和成本從來都是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心，如何實現(xiàn)葉片的可持續(xù)發(fā)展也是實現(xiàn)綠色能源發(fā)展的重要手段，平價，低風(fēng)速，生態(tài)環(huán)保的壓力，給葉片的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出更高的要求，但這也將進一步推進葉片技術(shù)的創(chuàng)新，最終實現(xiàn)風(fēng)電的良性循環(huán)發(fā)展。