能源部门是复合材料的消费大户，既可用于化石燃料发电（如井口组件和陆上和海上油气钻探的管道），也可用于可再生能源应用（如风力涡轮机叶片和机舱，以及水力发电和潮汐涡轮机叶片）。特别是风力涡轮机叶片，通常由玻璃纤维复合材料制成，并越来越多地用拉挤碳纤维复合材料翼梁帽进行增强。

当然，不断变化的全球能源格局对所有这些组件的制造都有影响。国际能源署（IEA，法国巴黎）的《2023年世界能源展望》声称，由于地缘政治紧张局势、全球经济动荡等原因，“能源世界仍然脆弱”，但与此同时，“清洁能源经济的出现......为前进的道路提供了希望。”

政府主导的碳减排目标和以可再生能源为重点的倡议，如欧洲的REPowerEU和美国的《通胀削减法案》（IRA），也激励了从化石燃料转向可再生能源的转变。

根据该报告，自 2020 年以来，对清洁能源的投资增长了 40%，截至 2023 年 10 月发布的展望，到 2023 年底将增加超过 500 GW 的可再生能源发电能力——报告称，这是由太阳能引领的新纪录。

在美国，美国清洁能源协会（ACP，美国华盛顿特区）在其最新的 2023 年第三季度“清洁能源季度市场报告”中报告称，清洁电力容量目前超过 243 GW，占总发电量的 16%。与国际能源署类似，ACP报告称，太阳能目前在可再生能源装置和正在开发的项目中处于领先地位。从风能来看，据说15%的项目管道集中在陆上风电上，12%集中在海上风电上。

在其 2023 年全球风能报告中，全球风能理事会（GWEC，比利时布鲁塞尔）列举了未来几十年风能的预计增长以及该行业面临的挑战，包括通货膨胀和高能源成本、后 COVID-19 时代供应链紧张、运输和物流瓶颈等。GWEC指出，需要“立即投资和全球合作”，以解决风力涡轮机生产的生产瓶颈。

尽管存在这些挑战，GWEC报告称，2022年全球风电装机容量接近78 GW，是有记录以来第三高的一年。GWEC更有针对性的《2023年全球海上风电报告》称，2022年是有史以来海上风电新增装机量第二高的一年，以中国为首，全球装机容量为8.8 GW。

2023 年还发布了许多与复合风力叶片和机舱生产相关的新公告。例如：GE Renewable Energy（法国巴黎）延长了与叶片制造商TPI Composites（美国亚利桑那州斯科茨代尔）的供应协议，并同意在TPI位于墨西哥华雷斯的工厂增加4条新的叶片生产线。维斯塔斯（丹麦奥胡斯）宣布了新的合作伙伴关系，例如谅解备忘录（MOU），作为DTEK（乌克兰基辅）Tyligulska风电项目的一部分，在乌克兰再建设384MW的电站，此外还在美国获得了新的重新供电订单。西门子歌美飒可再生能源（西班牙萨穆迪奥）宣布计划在纽约建造一座新的海上机舱制造工厂。

明阳最新的MySE 18.X-28X型号采用140米长的风力叶片，超过了2021年在MySE 16.0-242平台上推出的118米长的风力叶片

推出了几种新的叶片设计，包括西门子歌美飒的SG 4.4-164高容量系数涡轮机和明阳智慧能源（中国广东）的18MW MySE 18.X-28X海上风电叶片，叶片长140米。

2023 年 10 月，第一台 GE13-MW Haliade-X 海上风力涡轮机（最初于 2018 年宣布为 12 MW 原型）经过 3 年的测试后，开始在英国海岸附近的 Dogger Bank 风电场发电。

还宣布了海上风电的新战略。例如，在美国，2023 年 4 月，能源部 （DOE） 宣布发布其海上风能战略，全面总结了其为实现现任美国政府到 2030 年部署 30 GW海上风能的目标所做的努力，并使美国走上到 2050 年达到 110 GW或更高的道路。

南福克风力涡轮机安装

在现场维修复合材料风力叶片是风力涡轮机维护的重要组成部分，传统上是由熟练的现场技术人员完成的手动过程。为了满足日益增长的风力叶片维护需求，叶片制造商Aeris Energy（巴西圣保罗）在美国成立了一个新的服务部门。

还有许多新技术可用或即将出现，旨在实现这一过程的自动化，从使用机器人技术进行维修到使用无人机或传感器来监测风力叶片的健康状况。

风力叶片产量的增长和风能的发展意味着需要更优化的叶片维护，许多自动化解决方案已经推出或正在开发中

过去几年中暴露出的另一个挑战是，风力涡轮机叶片在使用寿命结束（EOL）或因重新供电项目而退役时，需要更可持续的解决方案。

正如CW的2022年专题报道“迈向下一代风力叶片回收”中所报道的那样，整个风力叶片供应链中的公司正在开发许多解决方案。通常，解决方案涉及在EOL时对风力叶片的材料进行机械或化学回收，或者在某些情况下，将整个风力叶片重新用于其他用途，并努力使风力叶片本身更具可回收性。

西门子歌美飒于 2021 年率先将其 RecycleableBlade 推向海上风电市场，并于 2022 年 7 月在德国安装了第一批叶片。那一年，该公司还为陆上风电项目推出了新的RecyclableBlade版本。RecyclableBlades使用环氧树脂和Aditya Birla（印度）的Recyclamine固化剂制成，这使得树脂在刀片EOL时更容易从纤维中分离出来。2023 年 2 月，据透露，莱茵集团位于英国海岸附近的索非亚风电场将总共安装 132 个可回收刀片。

这些趋势仍在继续。2023 年，更多的原始设备制造商和制造商公布了计划，并承诺实现更可持续的风力叶片制造和退役。例如，2023 年 2 月，Vestas Wind Systems A/S（丹麦奥胡斯）宣布与 CETEC（热固性环氧树脂复合材料循环经济）倡议以及合作伙伴 Stena Recycling（挪威）和 Olin（美国）合作。使用CETEC的化学工艺从叶片中回收纤维和环氧树脂。今年6月，维斯塔斯还宣布与Ørsted（丹麦）建立可持续发展合作伙伴关系，旨在通过回收的复合材料叶片材料和再生钢材实现净零排放风电场。

新的合作项目也在继续推出。2023 年 2 月启动的 REFRESH（通过整体方法从风力叶片部门智能拆卸、分类和回收玻璃纤维增强复合材料）联盟是一项为期 48 个月的欧盟资助的合作计划，旨在开发一种新的循环方法来拆卸和回收玻璃纤维复合材料风力叶片。此外，由欧盟共同资助的 EoLO-HUB 项目是一项为期 48 个月的新计划，汇集了 18 个合作伙伴，专注于拆卸叶片、推进热解和溶剂分解技术以及开发回收纤维的治疗方法。在CW Talks播客的最新一集中，总部位于英国的EMPHASIZING联盟旨在开发一种再生玻璃纤维，其机械性能甚至比原始玻璃纤维更高。

此外，更多专注于风力叶片回收的公司不断涌现。新宣布的公司包括位于美国爱荷华州锡达拉皮兹的REGEN Fiber，该公司旨在回收用于混凝土和砂浆行业的风力叶片材料;丹麦的 Continuum Composites Recycling，该公司开发了一种将再生叶片材料转化为室内建筑市场面板的方法。

为了应对风能市场各个方面的挑战和增长，进入该领域的研发计划和初创公司的数量也在继续增长，从而带来了新的创新。

例如，为了加快海上风力涡轮发电机 （WTG） 的部署，Tree Composites（荷兰代尔夫特）开发了一种玻璃纤维复合材料接头，用于将风力发电机基础结构中的钢管构件连接在一起。该公司声称，这项技术可以取代资源密集型焊接，大大减少运营前的排放，并将基础结构的制造产量提高多达100%。

Tree Composites 用于风力发电机 （WTG） 导管架基础的 TC 接头有可能通过消除焊接将基础结构制造吞吐量提高 100%，从而支持实现气候目标的努力

美国能源部 （DOE） 为与风力叶片制造项目相关的各种项目提供了总计 3000 万美元的资金，其中包括由普渡大学（美国印第安纳州西拉斐特）领导的财团。复合材料制造模拟中心（CMSC），旨在使用大幅面碳纤维增强热塑性3D打印实现风力叶片模具制造自动化。

初创公司 Xenecore（美国纽约州纽约）利用其热塑性微球技术开发原型碳纤维复合材料、单壳式、扇形风叶片设计。

风能科学、技术和研究中心（WindSTAR，美国弗吉尼亚州亚历山大市）和风力叶片制造商TPI Composites的合作项目，旨在使用数字孪生来优化风力叶片制造。

OptiBlade项目由德国弗劳恩霍夫制造技术和先进材料研究所IFAM领导，该项目开发了一种柔性且可拉伸成型的离型膜，旨在实现更快、不含脱模剂的风力叶片制造。

除了风力叶片，许多公司正在开发或研究基于风筝的风能系统，其中一些使用复合材料。一个例子是 HAWK（希伯尼安机载风能风筝），这是一个为期 2 年的项目，由复合材料测试实验室（CTL，爱尔兰戈尔韦）和合作伙伴于 2023 年启动。

这个为期 3 年的 ALMA 项目包括西门子歌美飒、Airborne（荷兰海牙）和大学合作伙伴，旨在开发一种用于海上复合风力叶片铺设的自动化预成型机器人系统。

风力涡轮机叶片可能是可再生能源领域复合材料的最大用户，但这些材料也用于其他可再生能源应用，例如水力发电和潮汐涡轮机叶片，以及一些太阳能电池板组件。

一个例子是Ocean Renewable Energy Co.（ORPC，美国缅因州波特兰市）公司，该公司制造用于河流的水动力发电机，称为RivGen Systems，由合作伙伴Hawthorn Composites（美国俄亥俄州迈阿密斯堡）制造的玻璃纤维支柱和碳纤维复合箔实现。该公司已经安装了几个商业系统，为偏远地区提供清洁电力，并继续扩大生产规模，同时还开发了下一代潮汐系统。

在研究方面，2023 年 6 月，英国政府的工程和物理科学研究委员会 （EPSRC） 宣布投资 700 万英镑用于一个名为 CoTide（提供可扩展潮汐流能源的协同设计）的项目。该项目将研究人员聚集在一起开发潮汐流涡轮机系统，包括使用复合材料，旨在最终扩大具有成本效益、可靠的潮汐能发电。

此外，还致力于开发太阳能电池板，这些电池板受益于某些部件中复合材料的轻质。例如，在 JEC World 2023 上，EconCore（荷兰鲁汶）与合作伙伴 Solarge（荷兰韦尔特）展示了重量减轻 65% 的太阳能电池板，该电池板用由回收蜂窝和聚合物制成的复合材料产品取代了玻璃。

虽然可再生能源应用正在增长，并成为当今许多头条新闻的头条新闻，但石油和天然气等传统化石燃料仍然在世界大部分地区引领着能源生产。

与许多其他工业应用一样，复合材料固有的耐腐蚀性和轻质性导致复合材料被用于各种井口保护部件、用于水力压裂（水力压裂）的压裂塞、海上石油和天然气管道等。

热塑性复合管用于海上石油和天然气钻探作业，以及越来越多地用于制氢

对于海上油气管道，近年来，Strohm（前身为Airborne Oil & Gas，荷兰艾默伊登）和Magma Global Ltd.（英国朴茨茅斯）等公司在热塑性复合管（TCP）的开发和认证方面处于领先地位，以取代海上管道中的金属。2023 年，Strohm 的公告包括其用于海上石油管道的 TCP 跳线（包括与埃克森美孚合作）的多份新合同，以及用于深水流线或跳线的 TCP 管道的 DNV 资格。Magma Global继续扩大其在海底油气钻探中的碳纤维增强聚醚醚酮CF/PEEK管的覆盖范围，包括2023年11月宣布与Element Materials Technology（英国伦敦）的扩展合作伙伴关系。

除了石油和天然气之外，Strohm 等公司声称，TCP 可以成为公司能源转型的关键组成部分，可用于运输绿色氢气。例如，2023 年，Strohm 宣布参与荷兰政府资助的项目 OFFSET，该项目正在开发一个工业规模的浮动绿色氢和氨项目，并将使用 Strohm 的 TCP 进行氢气运输。

此外，复合材料解决方案还可以作为高效、耐腐蚀的解决方案，用于修复现有管道，类似于复合材料用作公用事业和民用基础设施应用的修复或加固解决方案。