2016年全球风电领域对碳纤维的需求量首次超过航空航天，成为碳纤维用量第一大的领域。

2019年世界碳纤维需求量为10.37万吨，比2018年增加12%，连续4年增幅稳定。2019年风电叶片和航空航天分别占世界碳纤维总需求的25.5%和23.5%，为目前主要市场。同时随着碳纤维产能技术的提高以及成本的降低，这两个领域碳纤维的需求率有望进一步提升。

2019年，全球陆上风电新增装机量53.2GW，较2018年的46.8GW提升13.7%；累计装机量达到621.3GW。2020年中国陆上风电抢装，将成为全球新增装机量的重要贡献者。

2. 中国陆上风电发展情况

我国风电行业经过几十年的发展、尤其是2003年至今的高速发展，已经发展成为电力供应的重要一环，总装机规模已超过210GW，发电量占总发电量的5%以上，预计2021年陆上风电即将实现完全平价。

目前，在特高压建设持续推进以及电力市场化交易比例不断提高的背景下，全国弃风率稳步下降，风电消纳能力将继续提升。

3. 中国海上风电发展情况

截至2018年，我国海上风电累计装机4.45GW。根据2019年5月发布的《关于完善风电上网电价政策的通知》规定，国内2018年底前已核准的海上风电项目，2021年底前并网执行核准时的上网电价，2022年及以后并网执行并网年份的指导价。目前海上风电已核准未建项目容量达38GW，主要集中在广东。

海上风电政策的变动以及大量核准项目，将使得海上风电在2021年底前迎来一波抢装热潮。

延长叶片对风机经济性具有明显的提升效果，可以在机组生命周期内带来正收益。政策方面，国家发改委和国家能源局下发的《能源技术革命创新行动计划（2016~2030年）》，将100米及以上风电叶片列为未来风电技术创新重点突破目标。

风电叶片是一个细长的受力结构，主梁承担大部分弯曲载荷，中部双拼槽钢结构逐渐成为主体。目前大型风电叶片的结构都为蒙皮主梁形式，蒙皮主要由双轴复合材料层增强，提供气动外形并承担大部分剪切载荷。后缘空腔较宽，采用夹芯结构，提高其抗失稳能力。结构主梁主要为单向复合材料层增强，是叶片的主要承载结构。腹板为夹芯结构，对主梁起到支撑作用。

出于经济性考虑，当前主流的风电叶片为玻璃钢材质（GFRP），但随着低速风机和海上风机的不断发展，叶片长度的不断增加，叶片自身重量也在不断增加。

重量的增加对叶片的影响：

此种情况下，部分结构使用具备高强高模、低密度的碳纤维复合材料在综合成本上将更具优势。根据测算，40米以上的风电叶片中关键结构如梁帽、主梁使用碳纤维复合材料一方面可使叶片自重减少38%，成本降低14%；另一方面可有效提高叶片的抗拉强度和抗疲劳性能，进而提高输出功率。

碳纤维复材在风电叶片中的具体应用方式：

碳纤维复材应用于主梁帽可使叶片的重量明显降低，并且提升叶片的刚度；应用于蒙皮表面可提高叶片抵抗压力和拉力的能力，缓解环境对叶片的腐蚀；应用于叶片根部可提升根部材料的断裂强度和承载强度，降低根部螺栓的压力；应用于防雷系统，叶片前后缘经过特殊设计，可使叶片有效避免雷击，保障叶片相关性能；应用于靠近叶尖部分，能够降低重量，降低轮毂上的负载，通过相关方法与措施，可以使叶片振动方向和强度得到保证。

目前，Vestas是全球以碳梁开发大功率风电叶片的最大生产商，在全球设有多处叶片工厂。例如Vestas公司在其3MW机型44m的叶片主梁上也使用了碳纤维，使得叶片重量降至6t，与2MW机型使用的39m叶片质量相同。据2019年年报，Vestas的风电订单已达到178亿元。未来几年Vestas的碳梁用量仍将呈逐年上升趋势。除Vestas以外，我国风电叶片厂家也同时快速崛起，吉林重通于2018年2月推出的长83.6米的风机叶片，采取了灌注工艺制备的碳纤维的大梁，该叶片重量25.2吨，减轻了接近11吨的重量，远景风电也已开始用拉挤板工艺制作样机，碳纤维的用量及碳纤维叶片在风电叶片中的占比均快速提升。2015至2019年，国内风电用碳纤维的复合增速高达97.8%。

目前以碳纤维复合材料制作风电叶片主梁的工艺主要有三种，分别为拉挤碳板工艺、预浸料工艺和碳布灌注工艺。三种工艺的优劣对比如下:

拉挤工艺由Vestas公司首先开发应用于风电大梁，是目前碳纤维复材工艺中成本最低的、且纤维含量高、质量稳定，可连续成型易于自动化，适合大批量生产。目前Vestas兆瓦级以上风机叶片都使用碳纤维复合材料，极大地推动了碳纤维在风电领域的应用。