風力發電機主要由葉輪、機艙、塔筒三部分構成。由于風電場招标時塔筒一般單獨招标，因此，風電機組一般指葉輪和機艙兩部分。

風機的葉輪負責将風能轉化為機械能，由葉片、輪毂和整流罩組成。其中，葉片将空氣的動能轉化為葉片和主軸的機械能，繼而通過發電機轉化為電能。

風電葉片是風電機組中将風能轉換為電能的核心部件。

葉片的尺寸、形狀決定了能量轉化效率，也直接決定了機組功率和性能。因此，風電葉片在風機設計中處于核心地位，也是整機中最貴的零部件。

風電葉片占風電整體系統總成本的 20%-30%。目前，國内葉片總成本的80%源于原材料，其中，增強纖維與基體樹脂占比超過 60%，粘接膠與芯材占比各超過 10%。

葉片是由複合材料制成的薄殼結構，複合材料在整個風電葉片中的重量占到90 %以上。

一般來說，葉片由大梁、腹闆、芯材和基體組成，其基本結構如下圖：

大梁相當于人的脊梁骨，長長的葉片靠大梁起支撐作用。腹闆等重要部件一般采用夾芯結構，通過此結構将葉片所受的剪切力從表層向内部傳遞，提高葉片的載荷能力。基體樹脂則是整個葉片的材料“包裹體”，包裹了纖維材料和芯材。

葉片的制作和上遊材料相對複雜，我們将在下一篇中再具體說。

風機的大型化意味着需要更長的葉片、強度更高的傳動裝置以及功率更高的發電裝置。這要求核心零部件的叠代需要跟進，其中，葉片的技術叠代速度最快。

葉片的大型化是提升單機容量的關鍵，也是提高發電效率的重要路徑。高塔筒意味着能夠捕獲更高處的速度更大的風，長葉片意味着風輪的掃風面積更大，從而捕獲更多的風能，增加發電時間，降低度電成本。

葉片的長度在過去發展過程中一直在不斷變長，如下圖：

2014 年，91m-110m 的葉片占比49.5%，是當年裝機占比最高的産品，到 2019 年，該長度的市占率下降到 10.7%，121m-140m 的葉片成為主流産品，占據全球市場的 52.5%。WEC預計在2020-2025年中，150m葉輪直徑的風機将成為主流産品。

葉片的自動化程度較低，産能發揮比較依賴熟練工人，其次會受到一定的場地和環保影響，當然，影響其産能的最大瓶頸還是模具。

在整個生命周期内，一套模具大概可生産 400-600 片的葉片，每個葉片的生産周期 2 天左右，即每套模具大概具備年産 180 片的能力（ 60 套葉片）。因此，在滿負荷生産的情況下，一套模具的壽命大約兩到三年。

由于葉片的技術叠代速度很快，很多模具雖然未達到使用壽命，但其所對應的葉型可能已經沒有了市場需求。

這産生三個影響：第一，常規葉片産能變得無效；第二，由于技術難度，部分廠商無法轉換到大葉片，即使成功轉換，産能也是減少的，這樣，新建産能的釋放會比較緩慢；第三，葉片廠商在購置模具時非常謹慎，隻有确認對應葉型有比較長的生命周期和較大需求時，才會選擇擴張産能，部分葉片廠商甚至實行“包線、代工式”生産，以降低自身風險。

葉片的重量和長度是立方關系，葉片變長導緻其重量會顯著加大，而且大葉片風機的發電小時數升高也會帶來葉片載荷疲勞的問題，需要在氣動和結構設計上都加以優化。

因此，葉片大型化帶來的影響是多方位的。

比如，從121米葉片升級到141米葉片，并不是買到模具就可以生産。

研發設計完成後，需要通過測試和整機廠的挂機測試，僅挂機測試就需約一年時間，之後進入小批量生産，再采購模具進行調試，然後進入大批量生産。其中，模具的采購和運輸周期 6 個月左右，産線到廠後要經過數月調試才能達到穩定、高速的生産狀态。

整個過程花費的時間較長，因此，大葉片的産能擴張并不容易。

此外，随着葉型的升級換代，廠房規劃也需要随之變更，并不是換套模具就算完成。

從 121 米升級到 141 米，意味着模具的占地面積更大，原有廠房容納不下同樣數量的模具，堆放庫存所需的空間也相應變大，這些意味着葉片企業需要重新做廠房布局。

此外，大葉片的占模時間變長。鋪設玻纖布、芯材及灌注環氧樹脂等都非常耗費人力和時間，大葉片的體積和重量更大，需要的材料和時間自然也更長。因此，同樣一套模具，單位時間所對應的産能也會變少。

正是由于以上的種種原因，導緻新葉片在供給方面存在一定的瓶頸，并且在升級換代的過程中，會發生需求與供給的結構性錯配，從而導緻新的更大葉片的産能供給出現階段性緊張。

葉片供應策略的選擇會影響到整機企業的競争力、成本和差異化，最終會影響到整機企業的市場占有率。同時，随着新能源政策的變化，成本對于整機廠來說也成為了首先需要考慮的因素。

葉片生産企業分為兩種：第一種是獨立第三方生産企業，第二種是整機廠的葉片生産部門。

從曆史經驗看，完全外購或完全自産都不是最優方式，最優方式是對兩種模式進行平衡。這種策略使得公司資産更輕、更靈活、更能适應市場的變化，也能兼顧到供應鍊的相對安全。在競價的背景下，采用這種方式的整機廠也更有成本競争力。

同時，随着産業鍊不斷成熟，不同地區都有足夠好的獨立第三方葉片供應商，可以滿足整機廠的當地要求，同時，在成本上也具有經濟性，這也刺激了整機廠的外購，進一步又推動了獨立第三方葉片企業的發展。

由于中小型企業無力在成本、研發投入、全球化方面擁有競争力，市場整合一直在持續。2020 年，歐洲有 4 家現存的獨立第三方葉片企業，美國也有4 家，分别是：TPI、MFG、Tecsis、Aeris。其中，TPI 一直是美國最領先的龍頭企業，也是真正唯一的具有全球基地的獨立第三方葉片企業。

亞洲的獨立第三方葉片企業幾乎都來自中國和印度。中國不僅是全球最大的整機制造基地，也是世界最大的葉片制造中心。

截至 2020 年底，全球共有 15 家整機廠有葉片産能。其中，全球前十大風電整機廠中，除金風科技和運達股份外，都有葉片制造産能。

目前，中國有 10 家第三方葉片企業，其中，前 3 家企業控制了 2/3 的本地市場。

中材科技是國内葉片領域的領導者。中材葉片市占率連續九年位居國内第一且持續提升，國内市場龍頭地位穩固。公司擁有江蘇阜甯、河北邯鄲、江西萍鄉、甘肅酒泉、吉林白城、内蒙古錫林及興安盟七大生産基地，具備年産10GW以上風電葉片生産能力，大約是中國本地需求的 1/3。公司2020年出貨12.3GW。

時代新材是中國第二大葉片供應商，2020 年出貨 3,000 套葉片。

各主要上市公司葉片業務的毛利率對比如下：

時代新材的毛利率持續性低于中材科技，天順風能則波動比較大，整體來看，中材科技毛利率的整體表現更好。

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