市场渗透率不足5%，这种聚氨酯复合材料的“不足”在哪？
来源：中国复材、正点光伏、信达证券、荣格复材技术等
6月15日，第十七届SNEC展在上海落幕。这个号称史上规模最大的“光伏春晚”，参展商超3500家，展会面积超40万平米，注册观展人数更是达到50万人，堪称业界顶流。
我们探访了多家生产聚氨酯复合材料边框的企业，如科思创、沃莱新材、德毅隆等后发现，即便性能优异且具有成本优势，但聚氨酯复合边框的市场份额始终停留在低位。此文化工新材料带大家了解，聚氨酯复合边框的应用现状，以及其所面临困境。
传统材料的挑战者
光伏边框是光伏组件的重要组成部分，是主要用于固定、密封光伏组件的框架结构材料，对组件寿命影响较大，耐候性要求高。是组件中成本占比最高的辅材。
大家也许有所耳闻，目前光伏行业正面临史上最大的内卷，供需错配，全产业链集体承压。硅料、硅片、电池、组件四大环节无一幸免。展会前夕，不时传出关于光伏企业产线关停、裁员降薪、业绩暴雷等消息。
传统的光伏组件边框采用的是铝合金边框材料，铝合金型材的上游材料是电解铝，电解铝的过程中会造成大量碳排放。随着我国“3060双碳目标”的推行。电解铝的产能提升受限。据预测，未来电解铝的价格维持在高位波动的可能性较大。
因此，寻找光伏边框的替代材料进行“降本”也是许多光伏组件制造企业面临的问题。
在各家聚氨酯复合材料边框的企业宣传册中，我们能看到聚氨酯复合材料的优点：轻质高强耐腐蚀，且成本较铝合金低，看起来一切都很美好。
可事实上，目前铝合金光伏边框市场占有率仍在95%以上。聚氨酯复合材料边框占比不到5%。
5月19日，我国最大的海上光伏项目——中核田湾200万千瓦滩涂光伏示范项目在江苏连云港正式开工建设。值得注意的是，在这个总投资约98.8亿元， 规划装机容量1000兆瓦，光伏组件超331万块的的超大项目中，依然采用的是铝合金边框。
为何渗透率迟迟无法提升？
目前，聚氨酯复合边框采用的是拉挤成型工艺。该工艺是将粗纱和毡在牵引设备的拉引作用下经过树脂槽浸渍，然后进入到加热模具中固化，经过切割形成最终制品。
玻璃纤维是一种弹性模量高、拉伸强度大、断裂伸长率小的材料，能够和聚氨酯在性能上形成良好的优势互补。
根据此前中国光伏行业协会整理的光伏边框材料指标对比图，我们可以看出，玻纤增强聚氨酯复合材料在许多指标上都能够满足光伏边框的要求，甚至在一些指标上远超铝合金。比如：
轻质，重量比铝合金轻75%。
高强，弯曲强度和拉伸强度均超850Mpa，远超铝合金。
绝缘绝热，导热系数是铝合金的1/640，不易导热、电。
抗PID（对抗电势诱导衰减），非金属边框大大降低了形成漏电回路的可能性，有助于减少PID电势诱导衰减现象产生。
原因在这里——缺乏长期应用验证
在现场和工作人员交流的过程中，我们提出了同一个问题“既然聚氨酯复合材料边框在性能成本各方面都优于铝合金边框，为何迟迟得不到大范围应用？”
他们给出的答复都指向一点——缺乏长期应用验证。
此前，聚氨酯复合材料已在多个领域实现了应用。比如风电领域中的风电叶片、建材领域中的门窗型材、交通领域中的铁道枕木等。都经过了多年的应用验证并取得了广泛的应用。
但在光伏边框领域，聚氨酯复合材料尚属“新人”，发展至今也不过10余年的历程，目前还没有给出明确的验证数据。对于复合材料的力学性能测试方法和性能指标仍需要实地考察和大量的数据积累。
光伏组件的预期使用寿命通常为20至25年，业内尚无聚氨酯复合边框的长期应用案例。如果大量采用尚未经验证的新型材料，存在由于材料引发的性能下降，如组件破裂、腐蚀或发电效率显著降低等风险，这不仅可能引发客户的退货或换货要求，还可能迅速降低组件的经济价值，并对企业的业务表现产生负面影响。
此外，和铝合金材料相比，聚氨酯复合材料的回收也是一大难题。
此前以填埋、焚烧为主。随着技术的发展，近年来出现了机械粉碎法、热解法、化学溶解法（溶剂法）、能量获取法（电厂焚烧）、水泥窑协同处理法等回收方法，但到目前仍没有一个能完美回收复合材料的方法。
另外，复合材料的回收产生的额外成本又会抵消聚氨酯材料在替代铝合金材料时所节省的成本优势。
新上项目密集，市场充满信心
虽然目前聚氨酯复合材料边框还未大规模应用，但仍有许多厂商正在进行聚氨酯及玻璃纤维作为光伏边框材料的应用研究、产品系列化开发和市场规划建设工作。以下列出2024年年初至今，相关项目的动态。
近期，博菲电气在业绩说明会上表示，投资10亿，年产7万吨的复合材料光伏边框项目正在建设中，已申报多项专利，产品通过德国莱茵认证。
5月，振石集团对年产8.1万吨复合材料扩建项目进行环评备案前公告，项目总投资4.18亿元。
3月，联塑班皓发布新型复合材料太阳能组件边框，首批边框将安装在联塑班皓N型182单晶双玻光伏组件(72版型)产品上。
3月，科思创上海一体化基地的大型分布式光伏发电项目正式启用实现全容量并网发电。该项目所使用的拜多®树脂的聚氨酯复合材料边框由科思创与浙江德毅隆科技股份有限公司合作开发。
2月，浙江高瓴新材料拟在嘉兴高新区投资建设光伏聚氨酯复合边框基地及应用技术研发中心，规划总投资50亿元，其中一期总投资30亿元。
2月、云晟（安徽）能源装备科技拟建60条聚氨酯拉挤生产线，主要生产光伏组件复合材料边框。
1月，新疆沃宇纺织新材料新建8条玄武岩纤维光伏边框、支架生产线，生产线已进入安装调试阶段。
据中国光伏行业协会乐观预测，2023-2030年全球每年新增光伏装机规模将达到330-516GW，光伏行业将继续保持增长势头，市场需求进一步扩大。受益于组件市场的持续增长，带动了光伏边框持续放量，未来光伏边框的需求量将进一步提升。
2030年，光伏边框年需求量可达到320万吨，市场规模在600亿元以上，渗透率有望超过10%。
未来聚氨酯复合材料是否能经过长期的应用验证，回收难题能否解决，都成为了聚氨酯复合材料在光伏边框领域应用的突破点，就让我们拭目以待。
北京国化新材料技术研究院有限公司（ACMI）为专业从事化工新材料产业研究的行业服务机构，最初来源于2008年成立的中国硅材料信息研究中心，为中国石油和化学工业联合会中小企业工作委员会代管的全国性行业组织。ACMI面向社会提供客观可信的行业研究成果，发布行业报告、白皮书及其公共信息。
报告订阅方式
联系人：王先生：18971472367 盛女士：15901492562
【化工新材料】上期推送一览>>
·ACMI·
新媒体矩阵Media Matrix