2）降低风电场建设成本：

在满足风场总体装机规模的情况下，风机数量与单机功率成反比。尽管单机功率提升会导致风电机组的成本略有上升，但是风电机组的成本只占整个风场成本的 40%，如果风机数量能够减少，可以有效降低建设成本，包括平台基础、安装施工等。

根据《平价时代风电项目投资特点与趋势》中的数据，当风机功率由 2.0MW 提升 4.5MW 时，风电项目静态投资成本降低 14.5%，LCOE 下降 13.6%，全投资 IRR 增加 2.4pct。

3）提升发电效率：通过增加叶片的长度来扩大受风面积，捕捉更多的风能。

在同等风速下，风机发电量与受风面积成正比。根据 GE《2025 中国风电度电成本》，扫风面积增加一倍，可以提高一倍的发电量，使得度电成本下降 30%。

同时，扫风面积的提升使得超低风速资源也具备了开发价值，尤其是现在陆上富风区域逐渐饱和叠加海上风场天气变幻无常，捕捉低风速资源能够有效提升风力发电的经济性。

叶片大型化对复合材料提出了更高标准，碳纤维能够满足其要求。

近年来，为了提高风电的经济性，风电机组单机功率呈上涨态势，而风电叶片长度与风机功率成正比。

大型化风机对于叶片提出了更高的要求，而碳纤维材料能够满足大型化所需轻量化、高强度、高模量的要求。

传统的玻璃纤维叶片在长度超过一定阈值之后，质量过大导致性能降低，出现共振扭转等问题。相较于玻纤，碳纤维的密度小 30%，强度大 40%，模量高 3-8 倍。

高性能碳纤维复合材料受到平面的冲击力时，内部纵横交错的碳纤维丝能够有效地分散受力，避免破裂的发生。

兼顾强度、刚度的同时，材料密度越小单位体积质量越轻。根据中复神鹰招股说明书，在满足刚度和强度的前提下，碳纤维比玻璃钢叶片质量轻 30%以上；当前风轮直径已突破 120m，叶片重量达 18 吨，采用碳纤维的 120m 风轮叶片可以有效减少总体自重达 38%，成本下降 14%，从而保证风电机组的运行状态和转换效率。

全球风电巨头 Vestas 专利即将到期，碳纤维渗透率有望进一步提高。风电叶片主梁所用碳纤维有预浸料、真空灌注、拉挤成型三种工艺。

前两种工艺缺点较为明显，成本高且效率低：预浸料长期储存需要冷冻环境，额外增加了叶片的生产成本；真空灌注是闭模成型工艺，准备工作繁琐，而且真空程度对于材料质量有很大影响。

在 2016 年，Vestas 在拉挤碳梁工艺上取得突破，

这种工艺的优点为：

（1）通过拉挤工艺的生产方式有效提高了纤维体积含量，减轻了主体承载部分的质量；

（2）通过标准件的生产模式有效提高了生产效率，保证产品性能的一致性和稳定性；

（3）降低了运输成本和最后组装整体成型的生产成本；

（4）预浸料和织物都有一定的边角废料，拉挤梁片及整体灌注极少。

采用这种设计和工艺制造的碳纤维主梁，兆瓦级的叶片均可使用，扩展了碳纤维的使用范围。

Vestas 在 2002 年 7 月向中国、丹麦、欧洲等国家或国际性知识产权局申请了以碳纤维条为主要材料生产风电叶片的相关专利，限制了其他企业使用碳纤维主梁制作叶片。

根据 2019 年《国产碳纤维在风电叶片产业中的机会》，维斯塔斯（Vestas）在风电叶片碳纤维领域市占率超过 80%。

国内外厂商现已加速布局拉挤法工艺，待专利于 2022 年 7 月到期之后，工艺将会迅速普及，带动风电叶片用碳纤维的成本下降，进而推动渗透率进一步提高。