2020年8月6日，第六屆中國國際風電復合材料高峰論壇于浙江省桐鄉(xiāng)市振石大酒店召開，本屆高峰論壇的主題為“提質增效，海陸并舉，迎戰(zhàn)平價 ”。
主旨發(fā)言中，北京金風科創(chuàng)風電設備有限公司葉片材料開發(fā)主管、教授級高級工程師劉寶鋒做了題為《如何突破葉片輕木短缺的困局》的演講。以下為發(fā)言實錄：
劉寶鋒↑
各位專家，各位領導，風電同仁，早上好！
從去年到今年以來，風電材料領域有一個熱詞高燒不退即輕木，輕木千金難買，這和這兩年風電的“搶裝潮”有關，如何突破葉片輕木短缺困局，我以此為題目進行匯報。
首先是輕木的簡潔、輕木短缺的現(xiàn)狀以及應對方案以及葉片輕木短缺的深層思考。
輕木是一個木棉科，熱帶速生的樹種，常綠中等喬木，分布于西印度群島、墨西哥南部等熱帶國家的低海拔地區(qū)。突出的特點是密度小，世界最速生的樹種之一，一年可長5到6米，直徑5到13厘米，4到7年可采伐，它的特點是木質細白，蟲不吃，蟻不蛀。作用可以用來做隔熱、隔音、絕緣材料，用來做救生艇和制造飛機。
（PPT圖示）這些是主要用途，可以做建筑、別墅、房屋以及熱水瓶的瓶塞、船模游艇、航空模型等。風電主要應用于風電葉片殼體的根部，美只葉片用4到7個立方左右。
葉片輕木套材的一般生產(chǎn)流程，首先是輕木樹苗的栽培，4到6年開始砍伐，砍伐出來先進行原木的切割，做成木條，經(jīng)過挑選進行烘焙，然后制作輕木Block，然后進行板材的切割加工，加工成葉片使用的套材。
葉片輕木常規(guī)的性能要求密度常規(guī)要求傳統(tǒng)的輕木是135到176公斤每立方美米。
從2019年1月份開始，葉片輕木逐漸地出現(xiàn)了短缺的苗頭，2019年春節(jié)后，我們國內各路人馬開始奔赴瘋搶輕木，輕木的價格和套材一路飆高，短缺前是七八千每立方的價位，今年3月份已經(jīng)到2萬一立方，到現(xiàn)在已經(jīng)到2.3萬個別到2.7萬，目前還在高價位。
關于輕木短缺的現(xiàn)狀。
首先是輕木不再輕。目前輕木的密度普遍在170到210公斤每立方米之間，有些輕木的密度甚至達到260、280以上，而普通木材的平均密度是540公斤每立方米，少于400公斤每立方有柳杉、水杉、云杉、紅松、楊木、羅漢松等等。
（PPT圖示）這些是常見輕木的密度，可以看出輕木的密度和普通輕木的密度靠近，有些密度達到了270到280，這個密度很大。
第二偷工減料，這個詞可能說得狠了一點，主要是有些供應商為了滿足市場對輕木的急需，省掉了烘干程序，以至于含水率達不到12%以下就進入下一道工序，有些將木條隨意堆放，有進口的木條含水率嚴重超標，甚至有些國內木條發(fā)霉無法使用。
（PPT圖示）可以看到木條在外面隨意堆放，木條都發(fā)霉發(fā)黑了，這是國內的木條。下面的木塊缺陷非常厲害。
另外包括發(fā)霉的木條也做成套材，中間加了黑色是發(fā)霉的，這是很嚴重的，如果看block表面沒有缺陷，粘上套材時就會發(fā)現(xiàn)。
（PPT圖示）這兩張圖是微觀的結構，標準的輕木是右邊蜂窩狀的結構，右邊是假輕木，微觀結構是通過的結構，很多孔是打通，樹脂很容易灌進去，會造成發(fā)熱從而造成發(fā)白。
第三“千軍萬馬”齊上陣。怪現(xiàn)象是，輕木的正規(guī)軍很難找到輕木，反而各路新人都稱找到輕木。有些是三無的供應商，無證書，無資質，無技術和設備，更無行業(yè)的經(jīng)驗，盡管他們搶到了木頭，到8月份有些木頭也用到葉片上，潛藏了很多風險，有些人幾年后要來為這些買賬。
第四，魚龍混雜。有人將軟木作為輕木的替代品，宣稱可以做結構新材用，但軟木的力學性能遠遠低于輕木，這和輕木不是一個水平。軟木俗稱水松，是樹種的外皮產(chǎn)物，特點也是隔熱隔音密封，體重小，手感特別柔軟，不易著火。右邊的表做了輕木和軟木性能的比較，可以看出來不管是從強度、模量和輕木差得不是一個檔次。
另外一個現(xiàn)象是有人將別的類似輕木的假輕木混雜在輕木條中，進口到國內，可以說偷天換日，做成block，灌注后導致出現(xiàn)各種質量問題。
（PPT圖示）第一個圖是假輕木，從木質質紋結構和標準輕木的結構完全不一樣。第二張看輕木顏色也不是標準輕木的顏色。第三張看著很熟悉，好像在某些家具里看到這樣的木頭。另外假的輕木灌注后會變顏色，有些變成綠色，有些變成淺紫色，第三張圖是五顏六色。后面的圖假輕木看著很疏松。
葉片車間里發(fā)現(xiàn)的輕木質量問題不斷地增多，從而增加了葉片車間現(xiàn)場的維修量，而且灌注后這些輕木出現(xiàn)了燒糊和發(fā)白的各種問題。生產(chǎn)過程中掉落的塊要重新維修，加大了工作量
面對輕木短缺有哪些應對方案：
第一，輕木來源的多元化。
第二，輕木范圍適當?shù)財U大，有條件得使用高密度的輕木。
第三，不斷完善國內的輕木產(chǎn)業(yè)鏈。有一部分可以在國內做BLOCK。
第四，采取高密度的PET泡沫，可以將150、200和250的高密度輕木用在葉根段。
第五，采用高密度的HPE泡沫。（PPT圖示）這些是HPE泡沫典型的性能。
第六，用高密度耐高溫的PVC泡沫。用80或者100高密度的PVC泡沫進行葉根設計。
第四部分，關于深層思考。
首先是關于原材料來源的思考，輕木的原材料來源地單一而集中，從表格中看到，其他幾種材料主要供應地和國家都不是單一的，只有輕木來之厄瓜多爾。
第二，關于輕木的產(chǎn)業(yè)鏈，80%在國外，種植、加工、烘干等，2019年下半年國內出現(xiàn)了自己做block的廠家。另外2010年據(jù)農村信用技術雜志報告，輕木在國內南方云南、廣東三省也引種成功。
第三，天然材料的選用，優(yōu)點是綠色、環(huán)保、無污染，但是缺點也很多，首先是受自然氣候的影響。第二是材料性能、波動范圍大，第三是源頭材料檢測項目少。第四是材料本身缺陷多。第五，受地域限制比較大，很難擴大生產(chǎn)規(guī)模。
第四，關于葉片新材料應用，對于單一材料，在結構設計時選用了輕木應該有備份和替代方案。另外通過新材料的研發(fā)尋找備用方案。應未雨綢繆，積極支持和推進新材料的開發(fā)和驗證。比如PET泡沫在過殘葉片上應用的開發(fā)歷程。
關于如何做。首先要繼續(xù)尋找可以替代厄瓜多爾輕木的貨源地。第二，完善輕木完整產(chǎn)業(yè)鏈，做到對各個供應環(huán)節(jié)風險可控。第三，繼續(xù)開發(fā)可替代輕木設計的新型工業(yè)芯材。第四，考慮天然材料供應充分性，并設計新型芯材方案。
謝謝大家！我的匯報完了。
（內容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核，如有不妥請聯(lián)系修改）
