随着风机大型化、轻量化趋势的加剧以及海上风电的快速发展，碳纤维在风电叶片上的应用范围和规模均逐渐增加。出于经济性考虑，当前主流的叶片为玻璃纤维，但在满足刚度和强度要求的条件下，碳纤维风机叶片与现在主流的玻璃纤维叶片相比，重量会减轻30%以上，能够显著降低叶片的重量，满足大型叶片轻量化的需求。根据全球风能协会（GWEC）的资料，当风机叶片长度超过40 m时，综合材料用量、劳动力、运输和安装等方面成本的降低，采用碳纤维制造叶片相较于玻璃纤维更具经济性。2023年全球风电叶片领域碳纤维需求量为 2 万t，预计到2030年将达到4.26万t。

风力发电市场碳纤维需求量

VESTAS（维斯塔斯）、GEMESA-SIEMENS（西门子歌美飒）、NORTEX、GE（美国通用集团）和LM等国外叶片制造商，均已采用碳纤维材料制造叶片。如丹麦LM风能公司的LM 88.4 P风电叶片采用混杂增强技术，将碳玻混杂增强复合材料主梁沿着长度方向嵌入标准玻璃纤维复合材料基壳层压板中，该叶片能够承受的参考风速设定为50 m/s，符合I级风况的使用要求；维斯塔斯更是于2002年申请了碳纤维主梁风电叶片挤拉工艺的相关专利。

LM 88.4 P风电叶片

国内主要的叶片制造厂家包括中材科技、时代新材、中复连众、三一重能等，2023年中材科技碳纤维主梁风电叶片SI122型号产品成功下线，该叶片长122 m，额定功率13.6 MW，设计年平均风速为9.5 m/s，叶片主梁采用全新的碳纤维拉挤工艺，是目前碳纤维拉挤梁应用的最大尺寸型号，相较于传统的玻璃纤维主梁，其可以显著降低叶片重量超12%，且具有更高的刚性和耐疲劳性；三一重能公司利用干喷湿纺48K大丝束碳纤维成功制造出131 m全球最长的陆上风电叶片，首批风电叶片已成功下线，并即将挂机试验。

更多内容，请关注《纺织导报》2025年第1期“碳纤维及其树脂基复合材料成型工艺与应用研究进展”一文。