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预制风电混凝土塔筒产业领域

技术研究报告

一、风电混凝土塔筒产业领域概况

根据全球风能理事会（GWEC）统计，2013年全球风电装机新增

35.467GW，2022年全球风电新增达到77.6GW，其中陆上风电装机

68.8GW，到2050年，年新增市场达到208GW，累计市场容量达

5,806GW。

我国风电场建设始于20世纪80年代，在其后的十余年中，经历

了初期示范阶段和产业化建立阶段，装机容量平稳、缓慢增长。自2003

年起，随着国家发改委首期风电特许权项目的招标，风电场建设进入

规模化及国产化阶段，装机容量迅速增长。特别是2006年开始，连

续四年装机容量翻番，形成了爆发式的增长，风电累计装机容量占全

球比重从2000年的约2%增长至2019年的约36%，远超过全球平均

水平，已成为全球风力发电规模最大、发展最快的市场。据GWEC估

计，2022—2027年中国新增风电装机量占全球新增风电装机量的比

重将始终保持在40%以上，到2026年中国风电年新增装机将超过

60GW，其中陆上风电超过50GW。前瞻预计，2027年中国风电新增

装机规模进一步提高至66GW左右，2023—2027年新增装机容量复

合增速约5.64%。

苏州混凝土水泥制品研究院有限公司2016开始依托《预制拼装

式混凝土风电塔架工程化关键技术研究开发》项目开展预制混凝土风

电塔筒相关研究，目前已完成C80、C95级超早强自密实风电塔筒管

片制备成套技术研究、超高性能混凝土（C150级）风电塔筒管片制

备成套技术研究、C80、C95级超早强自密实风电塔筒管片拼装用水

泥基预混料成套技术研究，依托公司研发技术，建成140m～170m

级混凝土塔筒40套以上，累计混凝土用量超30000m³。2023年10

月公司研发的采用超高性能混凝土（UHPC）技术生产的风电塔筒，

成功应用于“风领新能源180米风机-涟水巨石风电项目”。这是全球

范围内UHPC150塔筒首次投入工程化应用，实现了我国风电行业在

风机塔筒稳定性和安全性设计上的又一次飞跃。依托江苏省、苏州市

企业工程技术研究中心，公司已申请混凝土风电塔筒、超高强混凝土

相关发明专利5件，（一种具有耐火性和防爆裂性的高强混凝土及其

制备方法、一种超高强高性能混凝土及其制备方法、一种具有较高抗

折强度的超高性能混凝土及其制备方法、一种风电混凝土塔筒用高强

抗裂自密实混凝土及其应用、一种现浇超高性能混凝土低压电养护的

方法），其中2件已授权。起草CSTM团体标准《风电塔筒基础用灌

浆料》，行业标准编制申请也已提交。

二、国内外预制风电混凝土塔筒产业的技术发展现状

风电塔筒是风电设备的重要组成部分，作为风电机组和基础环

（或桩基、导管架）间的连接构件，传递上部数百吨重的风电机组重

量，也是实现风电机组维护、输变电等功能的重要构件。混凝土塔筒

相较于全钢塔筒有如下优势：一是发电量更高。混凝土塔筒相比柔性

钢塔整体结构刚度大，阻尼系数强，机组振幅小，可保障叶轮系统迎

风角度稳定，发电量也更稳定；二是结构更安全。具有完整的预应力

系统，保障混凝土全截面受压，同时顶部位移远远小于柔性钢塔。优

异的抗疲劳和避震性能保障了机组全寿命周期安全高效运行；三是成

本更低。混凝土塔筒可以现场预制，不受运输条件限制，原材料成本

低，顺应低风速区风电混塔的优点，全预制混凝土混合塔架无紧固件

连接，无需定期检修，维护，大大降低运维成本。

预制风电混凝土塔筒是目前风电行业中常用的塔筒结构。它具有

施工周期短、质量可控、适应性强等优点，因此在国内外风电市场上

得到了广泛应用。国内外预制风电混凝土塔筒产业的技术发展正朝着

结构设计优化、制造工艺改进、施工技术创新、材料技术提升、质量

控制体系、标准体系完善的方向不断发展，以满足风电行业对更高性

能和更可靠的塔筒的需求。以下是国内外预制风电混凝土塔筒产业的

技术发展现状。

2.1、塔筒结构设计

随着风电装机容量的不断增加，预制风电混凝土塔筒的结构设计

也在不断演进。一方面通过改变塔筒形状，传统的圆筒形塔筒逐渐被

新型的多边形和变截面设计所取代，另一方面通过优化设计参数，提

高了塔筒的承载能力和抗风能力，以提高塔筒的稳定性和减少材料使

用量。