水泥基灌浆料密度(建材行业专题报告：灌浆料，潜海寻风)

Posted 2023-05-30

篇首语：幽映每白日，清辉照衣裳。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了水泥基灌浆料密度(建材行业专题报告：灌浆料，潜海寻风)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

水泥基灌浆料密度(建材行业专题报告：灌浆料，潜海寻风)

（报告出品方/作者：民生证券，李阳）

1 什么是风电灌浆料？

什么是风电灌浆料？以海风为例，海上风机的立柱和叶片位于海平面以上，海平面以下的支撑柱则多采用套筒灌浆工艺，起到支撑叶片旋转、稳固海床的作用。根据《Design of Offshore Wind Turbine Structures》的定义：灌浆连接是由两个同心管状部分组成的结构连接件，外部和内部管之间的环形区域被填充灌浆。风电灌浆料是一种高性能聚合物改性的水泥基灌浆材料，采用多种无机添加剂，常被用于海上风机灌浆连接施工。陆上风机灌浆料生产厂家较多，竞争较为激烈。与海上风机相比，陆上风电机组所处的自然环境较为温和，对材料的性能要求、用量不高，技术门槛较低，竞争较为充分，产品单价较低，约为 2000 元/吨左右。根据《一种高性能风电机组基础灌浆料配制试验研究》，目前国内生产灌浆料的商家达几百家，年产量近百万吨。

海上风机主要形式可分为桩基础、重力式基础、吸力桶基础和浮式基础等，其中，单桩、多桩导管架、高桩承台基础等是桩基础最常用的形式。导管架基础，由于重量轻、海床地质条件适应性好、稳定性好、适合较深海域，广泛应用于欧洲海上风电场，是海上风机塔筒与水下桩基的重要连接段。灌浆连接是导管架结构的关键部分，决定导管架整体的稳定性。灌浆连接可以减少焊接结构带来的应力集中和疲劳，起调平作用，是海上风机支撑结构与桩基础连接的典型方法，灌浆连接段是海风导管架基础结构承上启下的关键部位。因此，灌浆质量直接影响到导管架的整体稳定性能、安全性能。

海上风电导管架基础，多采用先桩法导管架基础，步骤分为沉桩作业→安装导管架→灌浆连接，采用泵送压浆的方式将灌浆料自下而上灌注到海平面以下的连接段。对于灌浆材料而言，则需要具备较强的可靠性、安全性和耐久性，在保证较高强度的同时，还要维持较高的流动黏稠性和高度稳定性。

2 风电灌浆料的市场空间

2.1 风电前景是决定性因素

全球风电装机容量持续提升，海上风电结构性优化。2011-2021 年全球风电装机容量从 40.9GW 提升至 93.6GW，10 年 CAGR 达 8.62%；其中，海上风电装机容量占比从 1.4%提升 21.1pct 至 22.5%。根据 GWEC 预测，2021-2026 年，全球风电装机容量 CAGR 将保持在 6.6%，到 2026 年提升至 128.8GW，其中海上风电占比将达到 24.4%。

欧洲新增风电装机创历史新高。2021 年，欧洲新增风电装机 17.4GW，同比 +17.6%，创年度新增纪录，风电累计装机容量 207GW。其中，海上风电 2021 年新增装机 3.3GW，占比 19.5%（3.3/17.4=19%），累计装机容量为 28GW，占比 13.5%（28/207=13.5%）。

欧洲各国加速布局海风装机进程。由于天然气、电价的急剧上涨，欧洲各国为摆脱对俄罗斯的能源制约，计划上规模建设海上风场。2022 年 5 月，丹麦、德国、比利时与荷兰的政府在“北海海上风电峰会”共同签署联合声明文件，计划将北海打造成欧洲的“绿电中心”，承诺到 2050 年，四国的海上风电装机增加 10 倍，从目前的 16GW 提高至 150GW，其中，到 2030 年达到 65GW。

未来 5 年欧洲海风装机年复合增长率预计达 14.8%。根据欧洲风能协会（WindEurope）发布的《欧洲风能：2021 年统计与 2022―2026 年展望》（Wind energy in Europe: 2021 Statistics and the outlook for 2022-2026），2022- 2026 年，欧洲预计新增风电装机 116GW，其中，海上风电合计新增装机 27.9GW （占比约 24%），对应 5 年分别新增海上风电装机容量 3.5GW、4.4GW、4.1GW、 5.4GW、10.4GW，年均新增 5.6GW，较 2021 年的海上风电年新增装机量提升 65%。按国家来看，2022-2026 年海风装机新增方面，英国增装机容量 10.8GW、德国（5.4GW）、荷兰（4.3GW）、法国（3.3GW）、丹麦（1.3GW）、波兰（0.7GW）、爱尔兰（0.6GW）、意大利（0.5GW）和比利时（0.5GW）。

2013-2021 年，国内风电新增装机容量从 14.5GW 增长至 47.6GW，8 年 CAGR 达 16.02%，其中新增海风占比从 0.3%提升至 35.5%，增速超过全球。陆风“抢装潮”：新增海风装机量占比呈现稳步提升，但 2020 年大幅下降，主因 2020 年是陆风最后的补贴年限，带来陆风抢装潮，2020 年同比增长 189%， 2021 年高位回落。海风“抢装潮”：2021 年是海风补贴电价最后一年，全年海风新增装机量达 16.9GW，同比增长 452.3%，海风累计装机规模 26.4GW，居世界第一。

2.2 海风灌浆料市场空间测算

根据我们的测算，到 2026 年全球海风灌浆料需求量达到 59 万吨，对应 29.4 亿元市场空间，中国市场空间为 14.7 亿元。（1）假设 2026 年全球海风装机量 31.4GW（见前文），中国装机量按占比 50%测算为 15.7GW（不考虑 2021 年海风“抢装潮”影响，2020 年中国海风新增装机占全球比重为 45%，2026 年假设提升至 50%）；（2）考虑自然环境及施工类型不同，单个海上风电机组使用灌浆料 50-100 吨，取平均值 75 吨/个；（3）假设单个海风机组装机量平均值 4MW，每 GW 海风装机量对应 250 个机组；（4）国产厂家海风灌浆料价格为外资企业的 80%（即 5000 元/吨）左右，测算得到 2026 年全球、中国海风灌浆料市场空间分别为 29.4 亿元、14.7 亿元。（报告来源：未来智库）

3 风电灌浆料的行业格局

3.1 第一个阶段：外资主导

海上复杂环境带来更严格的灌浆料要求。灌浆连接部分不仅要承担风机自身叶片、风机自身旋转以及塔筒造成的负载，还要承受来自环境的波浪力、潮流力、船舶撞击力，需要解决防潮水、防海浪、软弱地基、海水腐蚀、快速施工等问题，因此，在材料选择、制备工艺、设备要求、施工质量方面，都具备更严格的要求。技术壁垒高，供应较为集中。灌浆料的特点包括：大流动性、抗离析可靠性和稳定性、高早期强度、高最终强度、高弹性模量、高体积稳定性、高抗疲劳性能、低水化热等。由于国外技术封锁，导管架灌浆连接技术无法直接引入中国，主要市场份额由外资龙头德国巴斯夫(Basf)、瑞士西卡(Sika)、丹麦迪西脱(Densit)占据。

2020 年 10 月，巴斯夫化学建材被 Lone Star（孤星基金）收购后，正式变更为迈伯仕集团（MBCC Group），总部位于德国曼海姆，旗下的主品牌包括 Master Builders Solutions®, PCI®, Thermotek®, Wolman®, Colorbiotics® 和 Watson Bowman Acme®，业务聚焦建筑系统、外加剂系统领域，覆盖 60 多个国家，在全球建立 130 多个生产工厂。其中，Master Builders Solutions 主要提供高性能地板、混凝土修复和保护、高性能灌浆等产品，为建筑施工、地下工程，地坪、维护、修复和翻新项目提供材料和解决方案。

西卡成立于 1910 年，聚焦特殊化学品领域，产品涵盖混凝土外加剂、防水卷材、防水涂料、涂料、加固与修补材料、密封胶以等，广泛应用于建筑、汽车等领域。2021 年 11 月，西卡以 52 亿欧元收购前巴斯夫建筑化工公司迈伯仕集团，提升西卡在建筑领域的地位，预计在 2022H2 正式接管 MBCC 集团。

丹麦 Densit 成立于 1983 年，专注于近海和陆上基础灌浆，主要产品包括高性能灌浆料，广泛用于风能、船舶、石油和天然气等多个行业。2007 年，Densit 品牌被美国 ITW Performance Polymers 收购。公司的 Ducorit 产品是一种可泵送的超高性能胶凝材料，专为海上灌浆而开发，通过添加石英砂或铝土矿等，产品被分为五个种类：S1、S2、S5R、S5 和 D4，具备较高的强度和出色的疲劳性能、快速固化能力、有限收缩特性。

根据全国能源信息平台数据，2021 年国内海上风电典型造价约为 16000 元 /KW-18000 元/kW，其中，海上风电机组及塔筒的造价占比最高，达到 51%；其次是风机基础及施工，占比达到 19%，约为 3040 元/kW-3420 元/kW。

与陆上风电相比，海上风电运维难度较高、成本更高。海上风电机组运行条件较为恶劣，设备故障率较陆风更高，发生故障后需要进行海上作业，包括运维人员布置、设备补充、船只供应等，不但需要支付昂贵费用，还受海上风速、风向、潮汐等气候条件影响。此外，海风机组发生故障甚至停机后，必须等待适合的气候条件才能进行海上作业维修，被迫延长风电机组的停机时间，造成更大的发电量损失。根据 2020 年发布的《浅谈海上风电场运维成本管控》中对海风运维数据的统计分析，海风运维成本是陆上风电的 2 倍，在度电成本中占比高达 25%-40%。

3.2 第二个阶段：国产替代具备潜质

与陆风相比，海风基础灌浆的材料要求更高、施工特殊，例如，要求海风灌浆料无粗骨料、无纤维增强和常温养护，并且风机基础灌浆材料需要具备大流动性、高早期强度、高最终强度、水下不分散、高耐久性高抗疲劳等性能。根据 2021 年发布的《超高强水泥基灌浆材料力学性能尺寸效应》，国内海风项目起步较晚，灌浆材料市场被少数国外大的厂家垄断，材料采购、技术支持、售后服务均受限，风机基础灌浆料仍主要依赖进口，成本较高。对大部分国内企业而言，海上风机基础高强灌浆料研发和制备尚处在起步阶段，适用于海上海洋工程的超高强灌浆料寥寥无几，有相关工程应用经验的更少，研发设计大多参照国外品牌材料的性能、标准，而国内外关注灌浆料的要求规范存在差异，力学性能试验方法及试件尺寸均有所不同。

但近年来，国内企业技术突破、产品开始投入应用，目前已有部分国产产品，具备较高性价比、较为完善的售后服务网络，可对标进口产品性能。例如，中交港湾、苏博特是国产灌浆料的代表性企业。海风灌浆料供应商一般需要获得技术认证，例如苏博特是国内首家，通过中国船级社 CCSC 认证的海风灌浆料供应商。CCSC 标志认证，是中国船级社质量认证有限公司开展的产品认证业务之一，用加施 CCSC 标志的方式，表明产品符合相关的质量、安全、性能等认证要求，认证范围涉及新能源设施设备（如风力发电机组、光伏发电组件、电化学储能、海洋能、制氢等）、交通设施设备、机械设备、电力设备、电器、电子产品、纺织品、建材等 100 多种产品。CCSC 标志认证重点关注：安全、性能等直接反映产品质量和影响消费者人身和财产安全的指标，旨在保护消费者利益，促进提高产品质量，降低国际贸易壁垒。

船检认证/认可/检验是指船级社根据国际惯例和其船舶入级与建造规范，对于船舶，海上设施和集装箱所用的产品，实施在认可的基础上进行检验发证的制度。中国船级社认证根据船级社 2018 年《产品检验规则》，有关程序和要求包括一个途径，两个原则，两种认可，四种检验，四种证书。（报告来源：未来智库）

3.3 苏博特、中交港湾，填补国产空白

（1）苏博特积极拓展风电灌浆领域。2019 年 5 月，苏博特“高强风电灌浆料的开发及应用”科技成果顺利通过鉴定（江苏省土木建筑学会在南京组织召开课题成果鉴定会），公司研发出下落高度 1.5m 条件下、28 天水陆强度比≥70%的水下抗分散高强灌浆料，常温下 28 天抗压强度大于 140MPa 超高强风电灌浆料，具有低粘度、自密实、高弹模、无收缩、高抗疲劳和高耐久的技术特性。苏博特自主研发的 JGM-SP 风电基础灌浆料系列产品，解决流动性调控、力学性能提升、变形性能调控、耐久性提升、水下抗分散等技术难题，形成自 80MPa~200MPa 的完善产品系列，具有自流找平、高强耐久、微膨胀填充、对钢材无锈蚀等特点，可广泛用于陆地、潮间带及海上风电场风机、升压站等具有高强、高耐久要求的设备基础安装工程的灌浆和调平。

苏博特是国内首家，通过中国船级社 CCSC 认证的海风灌浆料供应商，产品应用于福建南日岛、福建平海湾、中水电如东等海上风电项目，西华豫能陆上风电，南海某油气平台等大型项目建设，公司已与三峡新能源、中广核新能源、国家能源龙源集团等央企建立长期的战略合作关系。

苏博特的风机基础灌浆料，被广泛应用于国内众多有代表性的海风工程。例如， 2017 年苏博特完成，福建南日岛 400MW 大型海上风电工程的全球首台Ⅲ型单桩嵌岩桩水下灌浆；2020 年苏博特完成 30 米水深福能三川平海湾 F 区 200MW 海上风电场项目中的、全球最大直径嵌岩单桩首桩灌浆工作。

（2）中交港湾（上海）科技有限公司，创立于 2016 年，是中交上海三航科学研究院有限公司的全资子公司。公司以海上风电导管架灌浆连接技术为基础，创立优固特®品牌的 UHPG、SKG、SPG 和 KLG 等多个系列专利产品，提供海上风电灌浆系列及其配套专业设备、特种施工，是国内海上风电灌浆行业的专业服务商。公司拥有十余套海上风电灌浆专用设备，掌握负压筒基础回填灌浆、高桩承台锚栓高强灌浆、植入桩嵌岩水下灌浆，以及各类风电基础导管架水下灌浆等专业技术。2019 年，中交港湾发布“海上风电导管架灌浆料产品开发与导管架灌浆施工技术”，在“2019 中国海上风电工程技术大会”中获得优秀工程施工奖。目前，中交港湾掌握十余项灌浆料相关专利。

中交港湾 UHPG-120 型导管架灌浆料产品打破国外垄断，填补国内空白。 2020 年 12 月 3 日，优固特品牌 UHPG-125、UHPG-130、UHPG-140、KLGX、SPG-II 系列产品，获得中国船级社 CCSC 产品认证，获得专利 5 项，参编标准 3 项，获得交通部一级工法 1 项。截至 2021 年 9 月，优固特产品累计销量超过 5 万吨。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站