2022年7月19日,全球风电巨头维斯塔斯的碳梁专利保护到期,这意味着其他风电叶片厂商也可以生产应用此类碳梁的产品。维斯塔斯碳梁所采用的拉挤成型工艺(自动化成型,区别于依赖模具的预浸料和灌注工艺)正是风电叶片碳梁的主流路线,而这一专利到期为国内碳纤维大丝束在风电叶片领域的自主替代打开了重要的时间窗口。国产拉挤成型设备与工艺的自主可控,正是碳纤维大丝束加速替代的关键一环——在设备完成国产化、产能实现规模化后,降本与下游渗透率提升将水到渠成。

专利到期开启工艺窗口期

维斯塔斯的碳梁专利到期,意味着此前受专利保护的风电叶片碳梁拉挤成型工艺路线向全行业开放。拉挤成型是一种自动化成型工艺,区别于依赖模具的预浸料和灌注工艺,更适合风电叶片碳梁的大规模、低成本生产。专利到期后,国内叶片厂商得以合法采用这一主流工艺路线,为国产碳纤维大丝束在风电领域的规模化应用扫清了工艺层面的障碍。

需要强调的是,专利到期本身是事件驱动,真正值得关注的是其背后的产业趋势——我国碳纤维大丝束技术的日益成熟,这背后正是设备国产化与产能规模化的双重支撑。

国产大丝束技术突破与产能规模化

国内大丝束碳纤维的技术突破在过去数年间持续加速。上海石化于2018年1月成功开发大丝束碳纤维聚合、纺丝、氧化碳化工艺技术,形成千吨级聚丙烯腈基48K大丝束碳纤维成套技术工艺包;同年3月成功试制出国内真正意义上的48K大丝束碳纤维,并贯通工艺全流程。吉林碳谷于2018年7月形成千吨级48K碳纤维原丝技术工艺包;兰州蓝星则在2020年7月填补了国内50K碳纤维产品的市场空白。

这些技术突破的共性在于:设备与工艺的国产化是大丝束碳纤维产业化的先决条件。从原丝制备到氧化碳化,每一个环节的自主可控都决定了最终产品的成本与品质。当设备完成国产化、产能实现规模化后,降本随之而来,而降本将进一步拓宽下游应用领域——这正是碳纤维大丝束在风电叶片上渗透率提升的核心驱动力。

拉挤成型:国产替代的关键一环

在碳纤维的三种常见结合方式中,前两种依赖模具,而拉挤成型是自动化成型工艺。维斯塔斯在碳梁上的专利正是拉挤成型,这一工艺路线因其高效、低成本的特点,成为风电叶片碳梁的主流选择。拉挤成型环节的自主可控,决定了碳纤维大丝束能否在风电叶片领域实现真正的国产替代——如果拉挤设备与工艺仍依赖进口,即使碳纤维原丝实现了国产化,产业链的自主可控也无从谈起。

从产业逻辑看,设备国产化→产能规模化→降本→渗透率提升的链条清晰可见。国内大丝束碳纤维在技术工艺包、原丝制备、产品规格等方面已取得系统性突破,叠加拉挤成型工艺窗口期的开启,碳纤维大丝束在风电叶片领域的自主替代正在加速推进。

常见问题

维斯塔斯碳梁专利到期意味着什么?

维斯塔斯碳梁专利于2022年7月19日到期,意味着其他风电叶片厂商也可以生产应用此类碳梁的产品。这一事件为国内企业采用拉挤成型工艺生产风电叶片碳梁扫清了专利障碍,是产业趋势的重要催化点。

拉挤成型工艺与其他碳纤维成型方式有何不同?

拉挤成型是自动化成型工艺,区别于依赖模具的预浸料和灌注工艺。前两种方式依赖模具,而拉挤成型实现了自动化连续生产,更适合风电叶片碳梁的大规模、低成本制造,因此成为主流路线。

国产大丝束碳纤维的技术突破进展如何?

上海石化于2018年形成千吨级48K大丝束碳纤维成套技术工艺包并贯通全流程,吉林碳谷于2018年形成千吨级48K原丝技术工艺包,兰州蓝星于2020年填补国内50K碳纤维产品空白。这些突破标志着国内大丝束碳纤维在设备与工艺层面已具备自主可控能力。