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風電軸承:風機核心組件,國產(chǎn)替代主要陣地

人氣:發(fā)表時間:2022-03-02

風電行業(yè)核心產(chǎn)業(yè)鏈包括上游原材料,中游風機零部件生產(chǎn)制造與風機整機總裝以及下游風電場投資運營。其中風力發(fā)電機組主要部件包括葉片、變頻器、齒輪箱、電氣控制系統(tǒng)、發(fā)電機、主軸、輪轂等。

從整個中國風電產(chǎn)業(yè)鏈來看,大部分環(huán)節(jié)已經(jīng)在過去十多年的發(fā)展中實現(xiàn)了國產(chǎn)化,但配套大兆瓦機型的主軸軸承和變流器的核心部件等環(huán)節(jié)尚較高程度依賴進口。

風電軸承:風機核心組件,國產(chǎn)替代主要陣地

 

其中,風電軸承是國產(chǎn)化程度最低的風電結構件。當前國產(chǎn)高端軸承的精度保持性、性能穩(wěn)定性、尤其是壽命和可靠性與國際先進水平仍存在一定差距,但下游整機廠商風機核心零部件的國產(chǎn)化進程仍有所加快。

在風機大型化背景下,風機軸承(特別是主軸軸承)在整機零部件材料中價值占比有望提升,國產(chǎn)軸承尤其是大功率主軸市場有望成為未來實現(xiàn)進口替代的主要陣地。#風電#

風電軸承:風機核心組件,國產(chǎn)替代主要陣地

 

自2017年以來風電軸承逐步走出市場低谷,2019年市場規(guī)模達到99.04億元。在裝機量提升、風電機組產(chǎn)量高速增長的背景下,上游風電軸承等零部件進入了高景氣期,2019年、2020年上半年大部分風機零部件企業(yè)保持了業(yè)績的高速增長。預計2021-2025年中國、全球風電軸承市場規(guī)模CAGR分別為13%、11%。

根據(jù)《風能北京宣言》,2021-2025年、2026-2030年年均新增風電裝機容量分別有望達到5000萬千瓦、6000萬千瓦,對應的風電軸承市場規(guī)模分別有望達到106億元、127億元。對比2019年54億元左右的市場規(guī)模,行業(yè)市場前景廣闊。

風電軸承:風機核心組件,國產(chǎn)替代主要陣地

 

風電軸承主要包括風電主軸軸承、偏航軸承、變槳軸承。

通常來說,一套風力發(fā)電機組的核心軸承含有:偏航軸承1套,變槳軸承3套,主軸軸承1套,此外根據(jù)不同的風機技術路線(如雙饋式風機)還可能需要搭配齒輪箱軸承等。

變槳偏航軸承主要用于調(diào)整風機朝向及葉片槳距角,保證風機垂直迎風、輸出功率穩(wěn)定在安全高效的范圍內(nèi)。變槳偏航軸承僅在風力風向變化時進行間歇性的轉動調(diào)整,因此其強度、硬度的要求相對主軸而言也較低,目前這一類風機軸承已經(jīng)實現(xiàn)了相對較高的國產(chǎn)化率。

風電軸承:風機核心組件,國產(chǎn)替代主要陣地

 

風機的主軸軸承主要用于支撐風機主軸,需要同時承擔三重載荷。主要用于連接輪轂和齒輪箱,將葉片產(chǎn)生的動能傳遞給齒輪箱,是風電整機的重要零部件,其機械性能、加工精度和使用壽命等會直接影響整機的運行與使用情況。

風電主軸具有定制化程度高的特點,主要原材料為鋼錠,一般經(jīng)過鍛壓、熱處理、粗加工、精加工和涂裝等五道工序制作而成。

主軸軸承作為連接輪轂和主軸的核心部件,對于風機的長期穩(wěn)定運行起關鍵作用,占風機成本通常在5%以上,屬于關鍵而又成本占比較高的零部件。

風電整機軸承分類(以雙饋式風機為例):

風電軸承:風機核心組件,國產(chǎn)替代主要陣地

資料來源:新強聯(lián)招股說明書

風電軸承市場格局

相較其他風機零部件,作為精密件的軸承生產(chǎn)工藝更復雜,綜合要求更高,被認為是風機國產(chǎn)化的核心難點之一。

由于風機需面臨高低溫差、環(huán)境濕熱、沙塵及潛在海風腐蝕等惡劣應用環(huán)境,同時又有極高的運行可靠性與壽命要求,所以相比一般通用軸承,風電軸承的生產(chǎn)工藝上有著顯著的技術壁壘。

根據(jù)Wood Mackenzie的統(tǒng)計,全球范圍風電主軸軸承主要由德國、瑞典、日本、美國的廠商供應,主軸軸承被外資品牌主導(斯凱孚、舍弗勒、羅特艾德等)。

國內(nèi)瓦軸、洛軸、新強聯(lián)、天馬等企業(yè)已經(jīng)形成了一定的風電軸承國產(chǎn)化能力,這幾家國內(nèi)企業(yè)均已經(jīng)成功研制了配套大兆瓦機型的主軸軸承產(chǎn)品。

風電軸承:風機核心組件,國產(chǎn)替代主要陣地

資料來源:東方證券

2020年疫情縮短了風電搶裝時間,推動風電主軸承供不應求,同時歐洲疫情爆發(fā)對風電軸承全球供應鏈造成較大影響,為軸承國產(chǎn)化帶來契機。

碳中和加速風電行業(yè)技術創(chuàng)新,國產(chǎn)化、大型化機組趨勢明顯。隨著國家風電退補進入倒計時,國內(nèi)外新增裝機量進入高位,風機零部件的需求將保持旺盛,產(chǎn)業(yè)鏈將迎來發(fā)展黃金期。

 

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