1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明机械设备强于大市强于大市维持2022年04月02日（评级）分析师李鲁靖SAC执业证书编号：S1110519050003联系人朱晔风电轴承：大型化+进口替代受益环节，论风电轴承竞争力+市场空间几何？行业深度研究政策补贴退坡催生风电轴承国产替代的旺盛需求：目前陆风已实现平价上网，2021年起不再享受补贴，而海风的补贴力度也在逐步下调。从国家对于风电行业的补贴政策来看，前期国家通过补贴政策来推动风电行业的快速发展，并随着行业技术的进步，逐步下调补贴金额。我们认为未来风厂业主与整机厂商均会对成本控制有更高要求，主机厂商选用国内零部件以降低成本的诉求很可能会非常旺盛。风电招标量提升有望带动风电轴承的市场空间持续扩大：根据已公开的规划性文件，十四五期间各省已规划的新增风电装机量达到187.51GW，根据周建平《“十四五”水电开发形势分析、预测与对策措施》，预计十四五新增风电装机量将会达到280-300GW，是十三五期间的两倍有余。风电招标量的快速增长会有望带动上游零部件市场空间持续扩大。➢主轴轴承：主轴轴承是风电机中单价最贵、技术壁垒最高的轴承。随着风机功率的增大，主轴轴承的单价会随之上升。低功率机型已实现国产化，而大功率机型主轴轴承仅有极少数厂商（新强联、瓦轴）可以实现批量供应，存在较大的国产替代空间。目前国内头部厂商优势明显，有望诞生国内龙头企业。根据我们测算，主轴轴承国内的市场空间，2021年38.05亿元，2025年56.43亿元，CAGR为10.36%。➢偏航变桨轴承：偏航变桨轴承技术含量低于主轴轴承，毛利率为主轴轴承的一半。国内厂商的技术已较为成熟，已实现全系列国产化，天马、瓦轴、洛轴、新强联、京冶等厂商目前占据国内市场主导位置。风机大型化背景下，独立变桨轴承有望成为新的趋势，使变桨轴承的价值量提升。根据我们测算，偏航变桨轴承国内的市场空间，2021年56.17亿元，2025年88.70亿元，CAGR为12.10%➢齿轮箱轴承、发电机轴承：风电机主机厂通常会采购整个齿轮箱与发电机，而不会单独采购内部的轴承。齿轮箱轴承技术含量较高，基本依赖进口，国内只有瓦轴和新强联等极少数轴承厂商处于起步阶段。根据测算，齿轮箱轴承国内的市场空间，2021年24.75亿元，2025年33.42亿元，CAGR为10.63%。而发电机轴承小功率产品已实现国产，大功率产品基本依赖进口。发电机轴承市场空间较小，不足10亿元。通过风电轴承领域的分析研究，我们对受益于风电高景气度的企业进行了梳理，主要分为三条主线：➢①大功率主轴轴承存在较大国产替代空间，目前头部厂商的技术进步快、产能扩张激进，在技术、经验和规模上相较其他国内厂商有较大的优势，未来2-3年内有望诞生国内龙头企业。建议关注新强联。➢②独立变桨轴承是未来风机大型化背景下的发展趋势，主要使用三排圆柱滚子轴承，与传统的双排球轴承技术路径不同。目前只有新强联、成都天马等少数厂商在生产独立变桨轴承，未来1-2年内变桨轴承的毛利率有望迎来提升，订单有望较大放量。建议关注新强联、恒润股份。➢③目前风电齿轮箱轴承基本依赖进口，存在很大的国产替代空间。风电主机厂会采购一定量的齿轮箱轴承，发给齿轮箱生产厂商来组装，以降低采购成本，目前新强联在建立齿轮箱轴承生产线，带头进入齿轮箱轴承行业，建成后会拿到一定数量的订单。建议关注新强联。风险提示：风电装机量不及预期、风电大型化进展不及预期、价格竞争过于激烈、市场空间测算具有一定主观性，与实际值或存在偏差摘要2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明轴承行业概况：本土企业规模较小，国内市场集中度低13请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4数据来源：SKF官网，舍弗勒官网，天风证券研究所图：轴承的内部结构包含五大核心元件图：滚动轴承剖面图，深沟球轴承（左）与圆柱滚子轴承（右）1.1轴承：支撑机械旋转体，降低摩擦的部件轴承的定义：轴承是在机械传动过程中起固定、旋转和减小载荷摩擦系数的部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，并降低设备在传动过程中的摩擦。➢按运动元件的摩擦性质不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类，其中滚动轴承最为常见。滚动轴承的内部结构：滚动轴承由两个环组成，一个内部和一个外部，也即内圈和外圈，并且在这两个环之间装有支撑旋转部件的滚动体，以减少内圈和外圈在相对旋转过程中摩擦。此外，还装有起到固定和支撑作用的密封件和保持架。5数据来源：江苏萨克轴承官网，天风证券研究所表：滚动轴承的分类1.2轴承根据内部结构的差异，有三种主要分类方式轴承的分类：从内部结构来看，滚动轴承主要按以下三个维度来分类，按滚动体分类（球轴承、圆柱轴承、圆锥轴承），按滚动体列数分类（单列轴承、双列轴承、多列轴承），按是否可调心分类（调心轴承、非调心轴承）。➢调心轴承的含义：指可以允许内圈和外圈轴心线有角偏差的轴承。能够抵消一定的安装误差以及主轴挠曲产生的倾斜，同时可以保证轴承的高承载性能和运转稳定性，常用作风力发电机的主轴轴承。轴承的生产流程如下图所示，在三个主要的元件滚动体、保持架和内圈外圈生产完成后装配得来最终的轴承产品。冷镦滚动体保持架内圈/外圈热处理硬磨初研外观精研光磨剪料光整成形整形冲铆钉孔裁环锻造车削淬火回火磨削退火装配轴承分类标准轴承的类型按滚动体分类球轴承圆柱轴承圆锥轴承按是否调心分类调心轴承非调心轴承按滚动体列数分类单列轴承双列轴承多列轴承图：轴承的生产流程6数据来源：新强联公告，五洲新春公告，金沃股份公告，力星股份公告，西宁特钢公告，头豹产业研究院，坚果投研，天风证券研究所图：轴承的上下游产业链上游中游下游轴承生产厂商下游应用领域•中信特钢•中原特钢•江苏永钢•承德建龙•山东钢铁•西宁特钢零部件原材料轴承钢内圈/外圈滚动体国内厂商国外厂商•金沃股份•五洲新春•上通优必胜•力星股份•日本椿中岛•瑞典SKF（斯凯孚）•德国Schaeffler（舍弗勒）•日本NSK（恩斯克）•日本JTEKT（捷太格特）•日本NTN（恩梯恩）•美国TIMKEN（铁姆肯）•日本NMB（美蓓亚）•日本NACHI（不二越）•瓦房店轴承•哈尔滨轴承•洛阳LYC轴承•浙江天马轴承•人本集团•慈兴集团•环驰轴承•江苏南方轴承•绍兴旭日绵•广濑精密机械•浙江辛子精工非金属材料保持器密封圈•美国恩恩•山东东阿钢球1.3轴承下游应用领域几乎涵盖所有工业板块上游：轴承的上游原材料主要是轴承钢以及少部分的非金属材料，大多数轴承厂商会选择采购部分零部件以生产轴承，零部件主要包括内圈外圈、滚动体、保持器和密封圈。中游：全球轴承市场几乎被瑞典、德国、日本、美国四个国家的八家大型轴承企业垄断。瑞典斯凯孚、德国舍弗勒、日本恩斯克等八家轴承企业在国际轴承市场的市场占有率合计达到70%以上，而国内企业主要占据中低端市场。下游：只要涉及旋转轴的机械结构就一定需要轴承来起到支撑和减小摩擦的作用，因此轴承广泛应用于几乎所有的工业领域，根据中国轴承工业协会相关数据，2020年汽车、电工、机床为国内轴承的前三大应用领域。•金发科技•鑫达集团•道恩股份40.19%14.70%10.33%6.89%6.31%6.31%3.79%3.23%8.25%汽车轴承电工轴承机床轴承工程机械轴承风电轴承冶金轴承机器人轴承农机轴承其他7数据来源：金沃股份公告，天风证券研究所根据轴承工业协会的信息，我国轴承产业几十年来不断升级改造，市场资源配置持续优化，已经形成五大产业集聚区，分别是瓦房电、聊城、长三角、洛阳和浙东产业集聚区。➢瓦房店：老工业基地培育的“中国轴承之都”，主要生产冶金矿山轴承、风力发电机轴承、铁路货车轴承等。➢洛阳：产学研紧密结合，具备强劲的研发能力，主要生产高、精、尖、特轴承产品。➢苏锡常：差异化发展，定位“专精特新”，主要生产汽车轴承、家电轴承、机床主轴轴承等。➢聊城：拥有全产业布局，聊城郑家镇是中国轴承保持器之乡，主要生产各类标准轴承，内外球面轴承、关节轴承等。➢浙东：新昌被称为“轴承之乡”，具有完整的工业布局，主要生产汽车轴承、电机轴承、电动工具轴承等。表：中国轴承五大产业聚集地1.4几十年升级改造，国内形成了五大轴承产业聚集地产业集聚区区域特点和优势主要产品代表企业瓦房店轴承产业集聚区“中国轴承之都”、龙头企业拉动、人力资源雄厚、优势品牌带动、国家政策支持冶金矿山轴承、风力发电机轴承、铁路货车轴承等瓦轴、大冶轴、瓦光阳、瓦冶轴、金峰轴承等洛阳轴承产业集聚区产学研紧密结合、强劲的研发能力、优秀的科普基地、联盟的中枢神经高、精、尖、特轴承产品洛阳轴承、洛凌轴承、轴研科技等浙东轴承产业集聚区新昌：“轴承之乡”、完整的工业布局、特色的产业集群、主导的民营经济、先进的生产设备中小型、微型轴承以及轴承锻件、轴承钢管、轴承套圈等轴承零配件五洲新春、人本、慈兴集团、万向、新昌西密克、金沃精工等苏锡常轴承产业集聚区差异化发展、定位“专精特新”、工业基础雄厚、市场需求广阔汽车轴承、家电轴承、机床主轴轴承、纺织机械轴承、滚针轴承等精密轴承力星股份、常州光洋、南方轴承、无锡华洋、常熟长城等聊城轴承产业集聚区聊城郑家镇：中国轴承保持器之乡、全产业布局、民营企业主导、工贸互补促进发展各类标准轴承，内外球面轴承等非标轴承和特种轴承，钢球、滚子、滚针、保持器等轴承零配件临沂开元、东阿钢球、新欣金帝、烟台轴承仪器等8数据来源：头豹产业研究院，国家统计局，中国轴承工业协会，坚果投研，天风证券研究所1.5高端市场被海外企业占据，国内企业规模小，行业集中度低70.70%20.30%9.00%八大跨国集团中国厂商其他8.80%7.90%1.10%1.00%0.90%0.60%79.70%人本万向钱潮新强联瓦轴五洲新春襄阳汽车其他189920382254278028900%5%10%15%20%25%050010001500200025003000350020162017201820192020中国轴承市场规模（亿元）YoY全球轴承市场几乎被八大跨国集团垄断。高端轴承领域技术壁垒较高，海外厂商先发优势明显，2020年全球轴承市场70%以上的市场份额由八大海外厂商占据（瑞典SKF、德国Schaeffler、日本NSK、日本JTEKT、日本NTN、美国TIMKEN、日本NMB、日本NACHI）。国内轴承市场近3000亿元，行业集中度低，CR10仅为28.6%。2020年中国轴承市场为2890亿元，行业规模较大，但参与者众多、同质化现象严重，行业集中度低，CR6仅为20.3%，各家厂商的规模较小，产品主要分布于中低端领域。图：2016-2020年中国轴承市场规模图：2020年中国轴承市场市占率图：2020年全球轴承市场市占率风电轴承：高端产品依赖进口，风机大型化亟待国产替代29请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明10数据来源：WindPowerEngineering，《论我国重大技术装备轴承的自主安全可控》何加群等，《海上风电主轴用轴承技术》程涛等，观研报告网，天风证券研究所表：风电机内部轴承的分类简介主轴轴承偏航轴承变桨轴承发电机轴承齿轮箱轴承工作原理支承轮毂及叶片，传递扭矩到增速器的作用安装于塔筒顶端、机仓底部，承载风机主传动系统的重量，用于调整风机迎风方向将桨叶与轮毂结合在一起，根据风向调整桨叶迎风角度使其达最佳状态配合发电机内部结构运行，将主轴的动能转化为电能配合齿轮箱结构运行，对主轴进行增速以达到发电所需转速主流应用的轴承类型主要是调心滚子轴承，圆锥滚子轴承也有一部分以双排球轴承为主目前以双排球轴承为主，未来会趋向于三排圆柱滚子轴承球轴承、圆柱滚子轴承涉及约20个轴承，包括调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、球轴承等每台风机所需数量1套1个3个1套1套应用风电机类型双馈式+直驱式+半直驱式双馈式+半直驱式图：风电机内部轴承拆解图（以双馈式风电机为例）风电机内部使用的轴承包括五类，分别是主轴轴承1-2个、偏航轴承1个、变桨轴承3个、发电机轴承1套和齿轮箱轴承1套。➢齿轮箱轴承只有在双馈式和半直驱式风电机上有应用，而直驱式风机是由主轴直接带动发电机轴旋转，省去了齿轮箱这一环节。2.1轴承在风电机多个部件处均有应用，属于附加值较高的环节调心滚子轴承双列圆锥滚子轴承三排圆柱滚子轴承单列圆锥轴承双排球轴承示意图滚动体圆柱/圆锥圆锥圆柱圆锥球是否可调心是否否否否滚动体列数22312径向载荷承受能力中等极强极强极强中等轴向载荷承受能力无较强（双向）极强（双向）较强（单向）中等（双向）风电机中应用位置主轴轴承主轴轴承主轴轴承、变桨轴承主轴轴承偏航轴承、变桨轴承11数据来源：舍弗勒官网，新强联公司公告，瓦轴官网，徐州海林回转支承官网，SKF官网，洛阳鑫世轴承，天风证券研究所表：风电机内部常用轴承的种类图：轴承工作状态下的受力情况轴承在工作时会受到两个方向的力，径向力和轴向力，不同结构的轴承对径向载荷和轴向载荷的承载能力不同。不同轴承的内部结构和力学特性各不相同，被运用在不同的工作位置上。➢调心滚子轴承常被用作双馈式机型的主轴轴承，三排圆柱滚子轴承可以用作独立变桨轴承以及主轴轴承，双列和单列圆锥滚子轴承一般用于直驱和半直驱机型的主轴轴承，而双排球轴承通常作为传统的偏航变桨轴承使用。2.1轴承在风电机多个部件处均有应用，属于附加值较高的环节12数据来源：Wind，各公司公告，天风证券研究所图：风电机内部各零部件毛利率对比轴承在风电机中价值占比近8%。根据电气风电招股书，2020年电气风电采购原材料中，价值占比前四的部件分别为叶片、齿轮箱、发电机、轴承，这四大部件价值量占比分别为20.45%、10.61%、8.51%、8.00%，轴承的价值量占比为8%，在所有零部件中排名第四，是风电机成本中较为主要的元件。轴承是风电机零部件中附加值较高的环节。根据各零部件厂商中的龙头企业最新年报中的数据，叶片、齿轮箱、主轴、法兰、塔筒的毛利率分别为21.29%、15.80%、39.73%、37.35%、21.39%，而主轴轴承的毛利率达到48.83%，属于附加值较高的零部件，偏航变桨轴承国内技术较为成熟，毛利率较主轴轴承低一些，为22.32%。2.1轴承在风电机多个部件处均有应用，属于附加值较高的环节21.29%15.80%39.73%37.35%21.39%48.83%22.32%0%10%20%30%40%50%60%图：电气风电2020年原材料采购金额及占比20.45%10.61%8.51%8.00%5.62%4.70%4.09%1.88%2.18%33.97%叶片齿轮箱发电机轴承铸件变流器钢件机舱罩/导流罩主轴其他原材料13数据来源：各公司官网，各公司公告，中国机械工业年鉴，国际风力发电网，轴承界，Wind，观研报告网，天风证券研究所表：中国风电轴承市场的主要生产厂商企业类型厂商2020年公司收入（亿元）下游客户公司介绍国外厂商舍弗勒1011.15金风科技、电气风电、东方电气、明阳智能等德国企业，全球领先的工业领域的综合供应商，主轴承市占率全球第一。2021年投资12亿元，建立亚太地区最大的风电轴承生产基地，主要生产直径800毫米以上的风电主轴轴承、重工轴承、齿轮箱轴承等产品斯凯孚478.61电气风电、金风科技、明阳智能瑞典企业，是轴承、密封件等产品的服务供应商，主轴承市占率全球第二。持有瓦轴19.7%的股份，在国内大连设有大型轴承厂。铁姆肯229.23金风科技、湘电风能美国企业，世界上最大的圆锥滚子轴承和无缝合金钢管制造公司，在大中华区员工约3600名，建立了5家大型轴承制造基地，在湘潭的制造基地负责生产风机轴承。罗特艾德91.00电气风电、金风科技、明阳智能、上海电气、西门子德国企业，在徐州的合资公司徐州罗特艾德是中国最大的回转支承厂家之一，可生产直径从400mm至5050mm的回转支承产品，2007年开始进行风力发电回转支承的生产制造。国内厂商瓦房店轴承18.59金风科技、明阳智能等2021年，4.XMW平台风机单列圆锥结构主轴轴承实现量产。大型深沟球轴承和大型圆柱滚子轴承已配套11MW海上风力发电机组，成功研制国内首台5MW海上风电机组中齿轮箱全系轴承。洛阳LYC轴承42.28金风科技、明阳智能、三一重能等早在2016年，为国家863重大科研项目配套研制的国内首套6MW风电主轴轴承。偏航轴承、变桨轴承、主轴轴承、齿轮箱轴承、发电机轴承等正在加快推进5兆瓦以上的海洋风电轴承的研发。新强联20.64明阳智能、远景能源、湘电风能、三一重能、东方电气等公司先后研制了1.5-5.5兆瓦变桨和偏航轴承，成为国内变桨、偏航轴承的主要供应商；国内唯一的直驱式风机三排圆柱滚子主轴承制造商，在大兆瓦风机主轴轴承国内领先，打破了长期国外垄断。2022年业务横向拓展至齿轮箱轴承。成都天马精密机械31.92维斯塔斯、通用电气、西门子歌美飒、金风科技、电气风电等三排圆柱滚子变桨轴承产品为国内最早研发、最大市场占有率，2021年已研制出海上风电8MW主轴承。恒润股份23.85--公司原是风电领域法兰和锻件生产商，2021年业务拓展在风电轴承，投资11.58亿元于风电轴承生产线，项目预计实现年产4000套大型风电轴承。2.1轴承在风电机多个部件处均有应用，属于附加值较高的环节国产厂商直接与四家海外轴承厂商竞争。国内风电轴承市场参与的企业主要包括四家海外企业与一些国产厂商，如新强联、瓦轴、洛阳LYC等。海外企业技术较为领先，多数在国内建有工厂，而国内企业近年来进步较快，与海外企业的竞争愈发激烈。14数据来源：舍弗勒官网，《兆瓦级风电机组主轴承选型及发展趋势》王建梅等，《论我国重大技术装备轴承的自主安全可控》何加群等，天风证券研究所表：风电机主轴轴承的常见技术路径主轴轴承起到支承轮毂及叶片，传递扭矩到增速器的作用，常见的技术路径包括三点式支承、两点式支承和单点式支承，一台风机中往往需要1-2个主轴轴承。主轴轴承：单价最贵、技术壁垒最高的轴承。风机运转过程中主轴在不断旋转，主轴轴承始终处于工作状态，且同时承受外部风载传输来的载荷与主轴、齿轮箱的重力载荷，工况载荷复杂。因此主轴轴承是风电机中单价最贵、技术壁垒最高的轴承。通常来讲，双馈式风机主轴轴承常用调心滚子轴承，直驱和半直驱风机主轴轴承常用单列或双列圆锥滚子轴承。注：CARB圆环滚子轴承是SKF轴承公司开发的一种单列轴承，滚子稍带弧面，滚道轮廓为圆弧面，具有调心功能。图：三点式支承（一个调心滚子），两点式支承（两个单列圆锥滚子）主轴的技术路径三点式支承两点式支承单点式支承使用的轴承1个调心滚子2个调心滚子2个单列圆锥滚子1个圆柱滚子+1个双列圆锥滚子1个CARB圆环滚子+1个调心滚子1个双列圆锥滚子1个三排圆柱滚子优点①结构简单；②安装容易①安装容易；②抵消热胀冷缩①承载能力强；②系统刚性好；③动力学特性好①轴承定位可靠；②动力学特性好；③抵消热胀冷缩①抵消热胀冷缩；②可缓解主轴挠曲产生的边缘应力承载能力很强承载能力很强缺点①主轴动力学特性差；②系统刚性差；③对齿轮箱要求较高①刚性较差；②需要相对长的主轴来抵消弯矩①需要考虑温度变化造成的应力；②安装要求较高①安装难度大；②对轴承座的要求较高CARB轴承不能承受轴向力成本较高成本高，良品率低应用情况一般用于低兆瓦机型广泛应用于各型号机型应用很少在中等兆瓦级风机上应用较多在英国5MW风机上应用已十分成熟，在国内应用较少广泛应用于大兆瓦风机少量应用于大兆瓦风机2.2主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发15数据来源：各公司公告，各公司官网，Ofweek，天风证券研究所表：各厂商主轴轴承使用的技术路径29%24%12%9%9%8%4%4%1%舍弗勒斯凯孚NTNKOYOTimken罗特艾德洛轴瓦轴ZKL图：2019年全球主轴轴承市占率厂商舍弗勒斯凯孚罗特艾德新强联瓦轴洛阳LYC技术路径①双列圆锥+圆柱滚子②2个调心滚子③1个双列圆锥滚子④2个单列圆锥滚子①双列圆锥+圆柱滚子②2个调心滚子③1个双列圆锥滚子④2个单列圆锥滚子⑤1个CARB圆环滚子+1个调心滚子①三排圆柱滚子②双列圆锥滚子③调心滚子④2个单列圆锥滚子⑤双列圆锥+圆柱滚子①双列圆锥滚子②三排圆柱滚子③2个单列圆锥滚子①双列圆锥+圆柱滚子②2个单列圆锥滚子调心滚子轴承下游客户金风科技、电气风电、东方电气、明阳智能等电气风电、金风科技、明阳智能等电气风电、金风科技、明阳智能、上海电气、西门子等湘电风能、明阳智能和东方电气等明阳智能明阳智能、三一重能主轴轴承的国产化进程：海外厂商先发优势明显，技术路径较为丰富，国内厂商在技术水平和经验积累方面仍有不小的差距，尤其大功率机型的主轴轴承几乎被海外品牌垄断，存在较大的替代空间。➢小功率机型主轴轴承：已实现国产替代，国内厂商主要包括新强联、洛阳LYC、瓦轴等。➢大功率机型主轴轴承：国产替代程度很低，只有新强联、瓦轴等极少数厂商可以批量供应，新强联在国内优势明显。2.2主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发16数据来源：三一重能公告，天风证券研究所图：国产与进口主轴轴承价格对比（单位：万元）主轴轴承价值随功率增加呈几何式增长，有望受益于风机大型化。直径越大的主轴轴承加工工艺就越复杂，生产难度就越高，随着风机功率的增大，主轴轴承的价格并非线性上升，而是呈几何式增长，即单MW的价值量在不断提升。根据三一重能采购数据，斯凯孚的主轴轴承单MW价值量，2.0MW为4.57万元，而4.0MW则是7.30万元，单MW价值量随着功率的增大有显著的提升，未来风机大型化极大可能会扩大主轴轴承的市场空间。国产主轴轴承性价比优势明显。根据三一重能的主轴轴承采购数据，公司会采购斯凯孚的进口主轴轴承，而瓦轴和洛阳LYC则为主轴轴承的国内主要供应商。可以看出斯凯孚不同型号的主轴轴承价格要比国内产品贵20%-70%不等，国产产品性价比优势明显，这也是主机厂商努力寻求国产替代最主要的原因。2.2主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发图：国产与进口主轴轴承单MW价值量对比（单位：万元/MW）5.337.6313.7619.919.1412.6516.5729.2051015202530352.0MW2.5MW3.0MW4.0MW国内厂商平均斯凯孚2.673.054.594.984.575.065.527.300.001.002.003.004.005.006.007.008.002.0MW2.5MW3.0MW4.0MW国内厂商平均斯凯孚17数据来源：重型机械教育部工程研究中心，新强联公告，新强联官网，天风证券研究所图：新强联生产的三排圆柱滚子主轴轴承图：新强联生产的双列圆锥滚子主轴轴承大功率国产替代的进展缓慢的原因➢技术壁垒高：主轴轴承工况载荷复杂，工艺要求较高，越是大型的风机主轴轴承的技术壁垒就越高，国内轴承厂商在高端轴承领域仍有较大差距。➢研发周期长：由于主轴的使用寿命要求是20年，轴承厂商生产的样品需要经过一年多时间的模拟测试来验证产品的性能，因此产品的研发周期较长。➢验收周期长：对主机厂来说，一旦发生故障产生的售后成本要高于国产替代节约下来的成本，因此主机厂更换供应商的过程比较谨慎。（新强联提供给湘电风能的首台实验轴承平稳运行两年后，才进入其主轴轴承的合格供应商名单）2.2主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发18数据来源：EFD官网，新强联公司公告，天风证券研究所表：渗碳淬火技术对比无软带淬火技术国内企业掌握无软带淬火技术，生产技术有了长足进步。➢淬火是金属加工中的一道工艺，是指将金属加热到较高温度后，将其快速冷却，可以使金属的硬度和机械强度提高。传统的淬火方式是渗碳淬火，让钢在富含碳的材料中加热，使碳吸收到金属中，使金属表面更硬，而其内部仍维持较软且较坚韧的状态。➢当今各大轴承生产商逐渐采纳感应加热淬火的生产技术，即利用高频交流电产生的磁场中来加热工件表面，以实现工件的淬火，用时短且能耗低，但缺点是会产生软带（低硬度区域）。➢而近年来新强联等厂商，采用较为先进的无软带淬火技术，也即改良后的感应加热淬火，轴承产品在淬火后没有软带区域，回转支承滚道不存在薄弱环节，可提高回转支承的承载能力和可靠性，提高回转支承的使用寿命，满足高速重载的使用场合，同时也节约了生产成本，该技术的应用有望推进国产主轴轴承的替代进程。图：EFD（新强联淬火设备供应商）的无软带淬火技术渗碳淬火无软带淬火原理让钢在富含碳的材料中加热，使碳吸收到金属中，使金属表面更硬，而其内部仍维持较软且较坚韧的状态。采用感应加热的方法，利用高频交流电产生的磁场中来加热工件表面，使用两个加热组件，均配有预热感应器和加热感应器，可以巧妙地制造出无软带（低硬度区）的轴承物流成本需要将工件运输到专门的车间进行渗碳淬火加工可以将设备整合到生产线上，在现场进行，减少运输成本能耗高低耗时长短2.2主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发19数据来源：各公司公告，各公司官网，国际风力发电网，北极星风力发电网，天风证券研究所表：国内企业大功率主轴轴承技术水平国内厂商进步迅速，大功率主轴轴承有望填补国产空白。新强联3MW主轴轴承已实现大批量生产，并于2021年募资9.35亿元大规模扩产，5.5MW主轴轴承也已进入样机交付阶段。瓦轴的4.XMW主轴轴承也已实现批量生产。成都天马、洛阳LYC、京冶等厂商在风电主轴轴承领域也有一定的技术积累。部分国内轴承厂商绑定头部风电主机厂，建立了客户资源的优势。风电轴承的耐久性是重要的性能指标，因此风电轴承的开发需要建立在大量实践上，需要在风机上长时间试装测试。只有与风电主机厂保持良好的合作关系的轴承厂商才能得到很好的试装测试机会。近年来一些国产轴承厂商与风电主机厂建立了良好的合作关系，有利于提高国内轴承厂商的技术水平，并提高轴承订单来源的稳定性。头部厂商优势明显，未来2-3年有望诞生国内龙头企业。大功率主轴轴承领域存在一定的壁垒，只有生产技术强、产能充足的企业才有机会获得市场份额。目前新强联等头部厂商的技术进步快、产能扩张激进，产品也进入主机厂的验证环节，在国内企业中建立了比较明显的先发优势。随着市场认可度的提升，头部厂商有望在未来2-3年内抢占可观的市场份额，随后其他本土厂商会在技术上跟进，共同开拓较大的市场空间。2.2主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发公司主轴轴承进展客户资源新强联3MW主轴轴承已实现大批量生产，5.5MW主轴轴承进入样机交付阶段，2021年募集资金兴建生产线，预计年产3-4MW主轴轴承1200个，4-6MW主轴轴承300个湘电风能、明阳智能和东方电气等瓦轴4.XMW单列圆锥主轴轴承已批量生产，5.XMW单列圆锥主轴轴承正在样件生产中。明阳智能洛阳LYC2016年参与国家863重大科研项目，6MW主轴轴承通过性能试验认证明阳智能、三一重能京冶完成了海上5.5/7.0MW风电主轴轴承的设计与试制-成都天马2021年10月，8MW海上风电主轴轴承正式下线-我们对风电主轴轴承国内和全球的市场进行了测算，可得到2021年在国内和全球的市场空间分别为38.05亿元、71.61亿元，到2025年将达到56.43亿元、107.88亿元，CAGR分别为10.36%、10.79%，主要基于以下假设：➢考虑到风电主机厂采购原材料、制造风机、再到风电装机，这中间的时间跨度太长，因此我们认为装机量不能很好反应风电上游原材料的需求量，而风电运营商的招标时间与风电主机厂采购轴承的时间更为接近，可以更准确地衡量风电轴承的需求量，因此我们使用招标量来计算风电轴承的需求。➢根据已公开的规划性文件，十四五期间各省已规划的新增风电装机量达到187.51GW，根据周建平《“十四五”水电开发形势分析、预测与对策措施》，预计十四五期间新增风电装机量将会达到280-300GW，是十三五期间的两倍有余。2014-2021年前三季度，七年间国内风电招标量CAGR为13.47%，同时考虑到《风能北京宣言》提出十四五期间年均新增装机50GW以上的目标，以及2021年前三季度海上风电新增招标量1GW，增长超出预期。我们合理假设2021年风电新增招标量50GW，2021-2025年风电招标量以每年13.47%的速度增长。➢参考全球风能协会（GWEC）2021年全球风电报告，海外国家2021年风电装机量为57.50GW，预计2025年达到67.20GW，我们将这个数据向前推一年，近似得到海外国家招标量的数据，即2021年44.10GW，2025年75.57GW，叠加上述国内招标量数据的预测，得到全球风电招标量数据，2021年94.10GW，2025年达到158.45GW，CAGR为13.91%。20数据来源：金风科技官网，三一重能公告，明阳智能官网，北极星风力发电网，GWEC，天风证券研究所2.2主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发21数据来源：金风科技官网，明阳智能官网，天风证券研究所➢近年来风电政策补贴金额在不断下调，风厂业主与整机厂商对成本控制诉求愈加强烈，主机厂商正在加快风电大型化的进度以降低风电机的发电成本。以明阳智能为例，2021年前三季度5MW及以上机型占比达到59%，4MW及以上占比达到64%，风机大型化的进展十分迅速。同时考虑到2021年前三季度海上风电项目招标量达到1GW，增速超出预期，而海上风电项目主要使用大功率机型。因此我们假设2021年3MW及以下的机型招标量占40%，2023年3MW及以下机型停产，2021年7MW以上机型招标量占比5%，2025年7MW以上机型占比达到60%。图：国内及全球风电招标量预估2.2主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发图：各功率机型发电功率的分布占比82.67%75.39%62.99%40%20%0%0%0%8.52%12.70%26.47%40%50%55%30%20%8.30%10.32%8.85%15%20%25%30%20%0.51%1.59%1.70%5%10%20%40%60%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2018201920202021E2022E2023E2024E2025EX≤3MW3MW＜X≤5MW5MW＜X≤7MWX＞7MW33.5065.2031.1050.0056.7464.3873.0582.8967.51109.3088.6094.10107.24119.88140.25158.45-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0204060801001201401601802018201920202021E2022E2023E2024E2025E国内风电机招标量（GW）全球风电机招标量（GW）国内同比全球同比22数据来源：新强联公告，洛轴官网，天风证券研究所➢参考新强联募投项目主轴轴承的设计单价，3-6MW主轴轴承的平均单MW价值量为13.14万元/MW，由于新强联的募投项目计划于2021年前期制订，而抢装潮过后，2021年下半年风电轴承价格出现大幅度下降，因此假设2021年轴承价格下跌40%，3-6MW主轴轴承的平均单MW价值量为7.89万元/MW。➢考虑到大功率轴承的加工难度较大，技术壁垒高，存在一定溢价，而小功率轴承的价格竞争激烈，因此假设7MW及以上的主轴轴承价格比3-7MW的高10%，而3MW及以下的主轴轴承价格比3-7MW的低10%。计算得出2021年主轴轴承单MW价值量，3-7MW为7.89万元/MW，7MW以上为8.67万元/MW，3MW及以下为7.10万元/MW。➢由于2018-2020年风电行业出现了抢装潮，上游零部件价格维持在较高的位置，我们假设2018-2020年主轴轴承的单MW价值量和2021年一致。➢2021年后，风电行业景气度明显提升，上游原材料厂商的信心加强，产能扩充计划也提上日程，叠加国内的风电零部件生产环节的技术更加成熟，零部件的国产替代率逐步提升，未来轴承行业降价的可能性很高，于是我们假设2022-2025年，轴承的单MW价值量以每年5%的速度下降。2.2主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发图：主轴轴承单MW价值量的预测20182019202020212022202320242025主轴轴承的单MW价值量（万元）X≤3MW7.107.107.107.106.746.416.085.783MW＜X≤5MW7.897.897.897.897.497.126.766.425MW＜X≤7MW7.897.897.897.897.497.126.766.42X＞7MW8.678.678.678.678.247.837.447.0723数据来源：北极星风力发电网，GWEC，各公司公告，各公司官网，天风证券研究所主轴轴承市场空间=∑（风电招标量各功率机型的发电功率占比各功率机型的单MW主轴轴承价值量）表：主轴轴承的市场空间测算过程2.2主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发图：主轴轴承测算市场空间及增速24.2547.6223.0238.0542.0846.7351.3656.4348.8679.8365.5971.6179.5387.0298.62107.88-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0204060801001202018201920202021E2022E2023E2024E2025E国内主轴轴承市场规模（亿元）全球主轴轴承市场规模（亿元）国内同比全球同比2018201920202021E2022E2023E2024E2025E国内风电机招标量（GW）33.5065.2031.1050.0056.7464.3873.0582.89全球风电机招标量（GW）67.51109.3088.6094.10107.24119.88140.25158.45各功率机型发电功率占比X≤3MW83%75%63%40%20%0%0%0%3MW＜X≤5MW9%13%26%40%50%55%30%20%5MW＜X≤7MW8%10%9%15%20%25%30%20%X＞7MW1%2%2%5%10%20%40%60%国内主轴轴承市场空间（亿元）X≤3MW19.6534.8913.9014.197.650.000.000.003MW＜X≤5MW2.256.536.4915.7721.2525.2014.8210.655MW＜X≤7MW2.195.312.175.918.5011.4514.8210.65X＞7MW0.150.900.462.174.6810.0821.7335.14总计24.2547.6223.0238.0542.0846.7351.3656.43全球主轴轴承市场空间（亿元）X≤3MW39.6158.4839.6126.7114.460.000.000.003MW＜X≤5MW4.5410.9418.4929.6840.1746.9228.4520.355MW＜X≤7MW4.428.906.1811.1316.0721.3328.4520.35X＞7MW0.301.511.304.088.8418.7741.7267.17总计48.8679.8365.5971.6179.5387.0298.62107.8824数据来源：新强联官网，瓦轴官网，新强联公告，VDO轴承，天风证券研究所2.3偏航变桨轴承：本土企业技术成熟，独立变桨带来价值增量空间图：瓦轴生产的偏航轴承（双排球轴承）偏航轴承：将机舱与塔筒连接在一起，可以允许机舱相对于塔筒旋转，以调整机舱迎风的方向，使机舱必须移动到面向主风面的位置。通常使用双排球轴承作为偏航轴承。变桨轴承：位于轮毂和叶片的根部的交接处，可以允许桨叶相对于轮毂旋转，根据风速和风向等因素正确调整桨叶的迎风角度，以控制主轴的旋转速度，使发电效率最大化。通常使用三排圆柱滚子轴承或双排球轴承。本土企业技术成熟，毛利率为主轴轴承的一半。风电机中的偏航变桨轴承技术含量略低于主轴轴承，国内厂商的技术已较为成熟，目前已实现全系列国产化，天马、瓦轴、洛轴、新强联等厂商目前占据国内市场主导位置。根据新强联公告，偏航变桨轴承的毛利率约为主轴轴承的一半。48.83%22.32%40.26%21.97%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%主轴轴承偏航变桨轴承2020年销售毛利率2021年募投项目规划毛利率图：新强联主轴轴承和偏航变桨轴承毛利率图：新强联生产的独立变桨轴承（三排圆柱滚子轴承）独立变桨技术是是风机大型化背景下的未来趋势。独立变桨与传统的统一变桨不同，它是指每个桨叶的桨距角可以独立调整，因此可以更好地调节风机速度，使发电效率更高。2021年开始，独立变桨的概念逐渐被各大厂商提出，是风机大型化背景下的未来趋势，未来5MW以上的机型有望全部采用独立变桨技术。独立变桨技术的推广会使变桨轴承的价值进一步提高。独立变桨机型的叶片载荷的变化范围更大，使变桨轴承的负荷增大，对变桨轴承的技术要求更高。使用的轴承类型也由传统的双排球轴承逐渐演化为三排圆柱滚子轴承，变桨轴承的价格也随之增加。国内只有少数厂商生产独立变桨轴承。独立变桨轴承主要使用三排圆柱滚子轴承，目前只有新强联、成都天马等少部分厂商将三排圆柱滚子轴承应用于变桨轴承上，短期订单会有所增长，收入和毛利率有望提升。25数据来源：《独立变桨控制研究》，各公司官网，各公司公告，弘则弥道咨询，天风证券研究所表：独立变桨技术对比统一变桨技术图：独立变桨技术机型工作原理图示2.3偏航变桨轴承：本土企业技术成熟，独立变桨带来价值增量空间统一变桨风机独立变桨风机技术差异各个叶片的桨距角只能同步调整到相同角度每个桨叶的桨距角可以独立调整，可以更好地调节风机速度，使发电效率更高适用机型5MW以下的小功率风电机5MW以上的大功率风电机变桨轴承承载的载荷较小较大变桨轴承类型双排球轴承为主三排圆柱滚子轴承为主变桨轴承价格较低较高表：国内偏航变桨轴承生产厂商厂商技术水平下游客户成都天马精密机械偏航变桨轴承国内销量排名第一，产品覆盖2MW-6MW风机轴承；三排圆柱滚子变桨轴承产品为国内最早研发、最大市场占有率。通用电气、维斯塔斯、西门子歌美飒、金风科技、上海电气等新强联先后研制了1.5-5.5兆瓦变桨和偏航轴承，成为国内变桨、偏航轴承的主要供应商，2019年独立变桨轴承已实现批量销售。明阳智能、远景能源、湘电风能、三一重能、东方电气、中船海装风电等瓦房店轴承早在2019年，4.5MW偏航变桨轴承便交付国际知名厂商，5.0MW偏航变桨轴承已交付国内客户。金风科技、明阳智能等洛阳LYC轴承偏航变桨轴承打入三一重能等厂商的采购名单。金风科技、明阳智能、三一重能等26数据来源：三一重能公告，新强联公告，洛轴官网，天风证券研究所2.3偏航变桨轴承：本土企业技术成熟，独立变桨带来价值增量空间我们对风电偏航变桨轴承国内和全球的市场进行了测算，可得到2021年在国内和全球的市场空间分别为56.17亿元、105.71亿元，到2025年将达到88.70亿元、169.57亿元，CAGR分别为12.10%、12.54%，主要基于以下假设：➢招标量、新增机型功率分布占比、2018-2025年价格变化趋势的假设与主轴轴承市场空间测算相同。➢根据三一重能采购数据，2MW、3MW、4MW的机型一套偏航变桨轴承单MW价值量分别为11.30、11.83、10.57万元/MW，可见不同功率的偏航变桨轴承，单MW价值量变化不大，平均数为11.23万元/MW，假设2021年一套传统的偏航变桨轴承的单MW价值量为11.23万元/MW。➢根据洛轴商城的轴承价格数据，对于大功率的尺寸相似的轴承，三排圆柱滚子轴承价格23.99万元，双排球轴承价格14.04万元，因此我们假设独立变桨轴承价值量比传统变桨轴承高70.87%。➢对于5MW以上的一套偏航变桨轴承，1个偏航轴承价值量不变，而3个变桨轴承价值量提升70.87%，单MW价值量是一套小功率偏航变桨轴承的75%（1+70.87%）+25%1=1.53倍，因此可以算出一套独立变桨技术的偏航变桨轴承价值量是原来的1.53倍，也即17.19万元/MW。➢双排球轴承主要应用于中小功率风电机的传统变桨轴承，在风机大型化的背景下，独立变桨技术的渗透率会逐步提高，未来大功率机型上更多会使用三排圆柱滚子轴承来作为独立变桨轴承，假设独立变桨技术应用于5MW以上机型，独立变桨技术的渗透率自2022年起每年提升10%。20182019202020212022202320242025传统变桨技术单MW价值量（万元）X≤3MW11.2311.2311.2311.2310.6710.149.639.153MW＜X≤5MW11.2311.2311.2311.2310.6710.149.639.155MW＜X≤7MW11.2311.2311.2311.2310.6710.149.639.15X＞7MW11.2311.2311.2311.2310.6710.149.639.15独立变桨技术单MW价值量（万元）X≤3MW11.2311.2311.2311.2310.6710.149.639.153MW＜X≤5MW11.2311.2311.2311.2310.6710.149.639.155MW＜X≤7MW17.1917.1917.1917.1916.3315.5114.7414.00X＞7MW17.1917.1917.1917.1916.3315.5114.7414.00表：偏航变桨轴承单MW价值量的预测27数据来源：北极星风力发电网，GWEC，各公司公告，各公司官网，天风证券研究所2.3偏航变桨轴承：本土企业技术成熟，独立变桨带来价值增量空间偏航变桨轴承市场空间=∑（风电招标量各功率机型的发电功率占比考虑独立变桨因素后的单MW偏航变桨轴承价值量）图：偏航变桨轴承测算市场空间及增速表：偏航变桨轴承的市场空间测算过程2018201920202021E2022E2023E2024E2025E国内风电机招标量（GW）33.5065.2031.1050.0056.7464.3873.0582.89全球风电机招标量（GW）67.51109.3088.6094.10107.24119.88140.25158.455MW以上独立变桨渗透率0%0%0%0%10%20%30%40%各功率机型发电功率占比X≤3MW83%75%63%40%20%0%0%0%3MW＜X≤5MW9%13%26%40%50%55%30%20%5MW＜X≤7MW8%10%9%15%20%25%30%20%X＞7MW1%2%2%5%10%20%40%60%国内偏航变桨轴承市场空间（亿元）X≤3MW31.1155.2222.0122.4712.110.000.000.003MW＜X≤5MW3.219.309.2522.4730.2735.9021.1115.175MW＜X≤7MW3.127.563.098.4312.7518.0524.4618.38X＞7MW0.191.160.592.816.3814.4432.6255.15总计37.6373.2434.9456.1761.5168.3878.1988.70全球偏航变桨轴承市场空间（亿元）X≤3MW62.6992.5762.6942.2822.890.000.000.003MW＜X≤5MW6.4615.5926.3442.2857.2266.8440.5229.005MW＜X≤7MW6.2912.678.8115.8624.1033.6046.9735.14X＞7MW0.391.951.695.2912.0526.8862.62105.43总计75.84122.7899.53105.71116.26127.33150.11169.5737.6373.2434.9456.1761.5168.3878.1988.7075.84122.7899.53105.71116.26127.33150.11169.57-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0204060801001201401601802018201920202021E2022E2023E2024E2025E国内偏航变桨轴承市场规模（亿元）全球偏航变桨轴承市场规模（亿元）国内同比全球同比28数据来源：舍弗勒官网，国际风力发电网，前瞻产业研究院，新强联公告，北极星风力发电网，天风证券研究所2.4齿轮箱轴承：进口依赖度较高，短期替代难度较大全球风电齿轮箱市场较为集中，CR3接近70%。风电齿轮箱分四种类型，分别应用于双馈式和半直驱式风机（直驱式不需要齿轮箱）。风电齿轮箱行业集中度较高，三大齿轮箱供应商南高齿、采埃孚和永能捷已占全球齿轮箱市场份额的近70%。轴承生产商不会直接供货给风电主机厂，而是供货给齿轮箱厂商，风电机主机厂则会向齿轮箱厂商采购整个齿轮箱。风电齿轮箱内轴承运行条件苛刻，轴承技术要求较高。风电齿轮箱中的滚动轴承运行条件较为苛刻，在工作状态中，轴承承受的载荷会突然变化，运行温度变化范围大，齿轮箱箱体也会发生变形，因此对技术的要求较高。市场被国外厂商垄断，国产替代逐步开启。国内轴承厂商在高端技术方面相较海外厂商仍有不小差距，国内齿轮箱轴承基本依赖进口，市场被舍弗勒、斯凯孚等公司占据。国内厂商方面，瓦轴在2015年实现了齿轮箱轴承的小规模销售；新强联则于2022年年初募集资金，将业务横向扩展至齿轮箱轴承及精密零部件业务，凭借与明阳智能良好的合作关系，我们推断项目建设完毕后有望取得一定数量的齿轮箱轴承订单，带头开启了风电齿轮箱轴承的国产替代。图：全球齿轮箱行业市占率23.72%22.52%21.92%31.83%南高齿采埃孚永能捷其他齿轮箱类型一级行星两级平行轴两级行星一级平行轴带主轴齿轮箱紧凑型齿轮箱特性可靠性高，但体积与重量大承载能力强，体积小，重量轻，直径小但横向长主轴安装在齿轮箱内部，结构紧凑，主轴承油润滑，有利于延长寿命，减轻重量也称半直驱齿轮箱，可提高齿轮箱的可靠性与使用寿命，同时兼顾对应的发电机设计应用机型双馈（2MW以下）双馈（2.5MW以上）双馈半直驱表：风电齿轮箱的分类图：风电齿轮箱中的行星轴承我们对风电齿轮箱轴承国内和全球的市场进行了测算，可得到2021年在国内和全球的市场空间分别为24.75亿元、46.59亿元，到2025年将达到33.42亿元、63.90亿元，CAGR分别为7.80%、8.22%，主要基于以下假设：➢招标量、新增机型功率分布占比、2018-2025年价格变化趋势的假设与主轴轴承市场空间测算相同。➢梳理各大主机厂商的主销风电产品，金风科技是直驱式，明阳智能是半直驱式，三一重能是双馈式。目前风电机市场呈现直驱、半直驱和双馈三分天下的形势，各家厂商对未来技术路径的趋势预测也是各执一词，因此假设直驱、半直驱、双馈机型在新增机型中的占比均为三分之一。➢根据三一重能采购数据，双馈式齿轮箱的价值随功率的增大几乎是线性上升，各功率机型的齿轮箱单MW价值量基本相等。因此取平均值47.94万元/MW，作为双馈式齿轮箱的单MW价值量。➢半直驱式齿轮箱只有两级传动，而双馈式齿轮箱有三级传动，因此假设半直驱式齿轮箱单MW价值量为双馈式齿轮箱的2/3，也即31.96万元/MW。而直驱式风电机没有齿轮箱。➢计算总的加权平均齿轮箱单MW价值量=（47.94+31.96+0）/3=26.63万元/MW。➢参考新强联齿轮箱轴承募投项目，3-6MW齿轮箱轴承设计单价为2.05万元，国内齿轮箱厂商德力佳生产的功率与之对应的齿轮箱报价为220.56万元，以齿轮箱内共20个轴承计算，齿轮箱内轴承的价值占比为18.59%。因此假设风电机齿轮箱内轴承的价值占齿轮箱价值的18.59%。29数据来源：电气风电公告，明阳智能公告，三一重能公告，新强联公告，金风科技官网，明阳智能官网，天风证券研究所2.4齿轮箱轴承：进口依赖度较高，短期替代难度较大2018201920202021E2022E2023E2024E2025E总加权平均齿轮箱单MW价值量（万元）26.6326.6326.6326.6325.3024.0422.8321.69齿轮箱内轴承价值占比18.59%18.59%18.59%18.59%18.59%18.59%18.59%18.59%图：齿轮箱轴承单MW价值量的预测30数据来源：北极星风力发电网，GWEC，各公司公告，各公司官网，天风证券研究所2.4齿轮箱轴承：进口依赖度较高，短期替代难度较大齿轮箱轴承市场空间=风电招标量加权平均齿轮箱单MW价值量齿轮箱内轴承的价值占比图：齿轮箱轴承测算市场空间及增速表：齿轮箱轴承的市场空间测算过程16.5932.2815.4024.7526.6828.7631.0133.4233.4254.1143.8646.5950.4453.5659.5363.90-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0102030405060702018201920202021E2022E2023E2024E2025E国内齿轮箱轴承市场规模（亿元）全球齿轮箱轴承市场规模（亿元）国内同比全球同比2018201920202021E2022E2023E2024E2025E国内风电机招标量（GW）33.5065.2031.1050.0056.7464.3873.0582.89全球风电机招标量（GW）67.51109.3088.6094.10107.24119.88140.25158.45国内齿轮箱的市场规模（亿元）89.22173.6582.83133.17143.55154.74166.81179.81国内齿轮箱轴承市场空间（亿元）16.5932.2815.4024.7526.6828.7631.0133.42全球齿轮箱的市场规模（亿元）179.80291.10235.97250.62271.32288.14320.25343.73全球齿轮箱轴承市场空间（亿元）33.4254.1143.8646.5950.4453.5659.5363.9031数据来源：各公司公告，《论我国重大技术装备轴承的自主安全可控》何加群，湘电股份官网，天风证券研究所2.5发电机轴承：价值量较小，市场规模不足10亿元大部分主机厂选择采购发电机，少部分厂商自行生产。主机厂大多选择向发电机生产商采购整个发电机，国内风电上游的发电机供应商主要包括湘电股份、南汽轮、江苏中车电机、西安中车永电捷力，也有部分风电主机厂选择采购西门子、ABB等进口品牌的发电机。而三一重能等少部分厂商拥有自行生产发电机的技术。发电机中轴承价值量较小，市场规模不足10亿元。根据三一重能招股书，风电机中发电机价值占比仅为齿轮箱的价值占比的一半，考虑到2021年国内齿轮箱轴承市场空间不足25亿元，而发电机价值量仅为齿轮箱的一半，且轴承用量较小，价值量偏低，我们估计目前发电机轴承国内市场规模不足10亿元。图：湘电股份生产的半直驱永磁同步发电机表：各风电主机厂商的发电机来源主机厂商发电机采购来源明阳智能湘电股份、南汽轮、江苏中车电机、西安中车永电捷力三一重能由子公司三一智能电机自行生产电气风电西门子、电气电机厂、ABB运达股份西安中车永电捷力32数据来源：北极星风力发电网，GWEC，各公司公告，各公司官网，天风证券研究所2.6风电轴承全球市场空间近300亿元，十四五期间CAGR超过10%风电轴承全球市场223.90亿元，国内市场118.97亿元，十四五期间CAGR超过10%。将主轴轴承、偏航变桨轴承、齿轮箱轴承和发电机轴承的市场空间相加，近似计算出风电轴承领域的总市场空间。风电轴承国内的市场空间，2021年118.97亿元，2025年178.56亿元，CAGR为10.69%；全球的市场空间，2021年223.90亿元，2025年341.34亿元，CAGR为11.12%。较大的市场空间为国产轴承厂商创造了很好的机会。国内风电轴承厂商中较为显眼的是新强联，新强联的主轴轴承、偏航变桨的产能扩张不断提速，同时将业务横向拓展至齿轮箱轴承领域，有望在未来收割更大的市场份额。图：风电轴承测算市场空间及增速表：风电轴承总体市场空间测算过程2018201920202021E2022E2023E2024E2025E国内市场空间（亿元）主轴轴承24.2547.6223.0238.0542.0846.7351.3656.43偏航变桨轴承37.6373.2434.9456.1761.5168.3878.1988.70齿轮箱轴承16.5932.2815.4024.7526.6828.7631.0133.42风电轴承总体78.46153.1473.35118.97130.27143.88160.56178.56YoY95.17%-52.10%62.18%9.50%10.44%11.59%11.21%全球市场空间（亿元）主轴轴承48.8679.8365.5971.6179.5387.0298.62107.88偏航变桨轴承75.84122.7899.53105.71116.26127.33150.11169.57齿轮箱轴承33.4254.1143.8646.5950.4453.5659.5363.90风电轴承总体158.12256.72208.98223.90246.22267.91308.26341.34YoY62.36%-18.60%7.14%9.97%8.81%15.06%10.73%78.46153.1473.35118.97130.27143.88160.56178.56158.12256.72208.98223.90246.22267.91308.26341.34-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0501001502002503003504002018201920202021E2022E2023E2024E2025E国内风电轴承总体市场空间（亿元）全球风电轴承总体市场空间（亿元）国内同比全球同比风电轴承标的梳理333请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明34数据来源：天风证券研究所3.1国产替代带来投资机会政策补贴退坡催生国产替代的旺盛需求。从国家对于风电行业的补贴政策来看，前期国家通过补贴政策来推动风电行业的快速发展，并随着行业技术的进步，逐步下调补贴金额。未来风厂业主与整机厂商，均会对成本控制有更高要求，主机厂商选用国内零部件以降低成本的诉求极大可能会非常旺盛。国内零部件厂商进步速度喜人，国产替代进展迅速。新强联、瓦轴、成都天马等厂商的技术实力提升迅速，大功率主轴轴承等产品已经进入主机厂的验收环节。随着国产厂商市场认可度不断的提升以及产能的持续扩大，未来国产替代大有可为。通过对风电轴承行业的分析研究，我们对受益于国产替代的企业进行了梳理，未来较大投资机会会出现在以下三个领域：➢大功率主轴轴承：主轴轴承的技术壁垒较高，风机功率越大，主轴轴承的生产难度越大，主轴轴承的单价也随之提高。目前小功率的主轴轴承实现了国产化，而大功率主轴轴承以及海上风电主轴轴承的市场份额几乎被国外厂商垄断，出现了很好的国产替代机会。目前新强联等头部厂商的技术进步较快、产能扩张较为激进，产品也进入主机厂的验证环节，随着市场认可度的提升，头部厂商有望在未来2-3年内抢占可观的市场份额，随后其他厂商会在技术上跟进，共同开拓较大的市场空间。➢独立变桨轴承：独立变桨技术是未来风机大型化背景下的发展趋势，会使变桨轴承的价值量较大提升，未来5MW以上的机型有望逐步采用独立变桨技术。独立变桨轴承使用三排圆柱滚子轴承，与传统的双排球轴承技术路径不同。目前只有新强联、成都天马等少数厂商在生产独立变桨轴承，未来1-2年内变桨轴承的毛利率有望迎来提升，订单也会有较大的放量。➢齿轮箱轴承：目前风电齿轮箱轴承基本依赖进口，存在很大的国产替代空间。风电主机厂对主轴轴承、偏航变桨轴承的采购量很大，所以部分主机厂可能会在采购主轴轴承、偏航变桨轴承时采购一定量的齿轮箱轴承，发给齿轮箱生产厂商来组装，以降低采购的成本，这就为风电齿轮箱的国产化提供了较好的机会，而目前新强联在建立齿轮箱轴承生产线，预计建成后会拿到一定数量的订单。35数据来源：新强联公司公告，Wind，天风证券研究所公司是国内领先的风电轴承企业，公司是极少数向头部风电整机厂商批量供应风电主轴轴承的国内厂商之一。打破了该领域轴承产品长期国外垄断的局面，主轴轴承产品下游客户包括明阳智能、湘电风能和东方电气等一线厂商。2020年实现收入20.64亿元，同比增长221.01%，2016-2020年CAGR达55.28%；归母净利润4.25亿元，同比增长325.44%，2016-2020年CAGR达77.31%。2021年前三季度，实现收入19.00亿元，同比增长44.94%，归母净利润4.00亿元，同比增长54.52%。毛利率保持稳定，始终维持在31%左右；净利润持续上升，2021年前三季度净利率达到21.05%。图：2016-2021Q3新强联营业收入及增速3.2新强联——主轴轴承国产替代领航者，独立变桨轴承国内领先图：2016-2021Q3新强联毛利率和净利率图：2016-2021Q3新强联归母净利润及增速3.553.714.576.4320.6419.000%50%100%150%200%250%0510152025201620172018201920202021Q1-Q3营业收入（亿元）同比增长率0.430.410.571.004.254.00-100%0%100%200%300%400%012345201620172018201920202021Q1-Q3归母净利润（亿元）同比增长率32.55%31.40%29.45%31.06%30.45%31.38%12.02%11.03%12.46%15.52%20.57%21.05%5%10%15%20%25%30%35%201620172018201920202021Q1-Q3销售毛利率销售净利率国内极少数实现大功率主轴轴承大批量供货给头部风机厂的厂商。2020年销售3.0MW以上主轴轴承930个，公司是极少数向头部风电整机厂商批量供应风电主轴轴承的国内厂商之一。目前5.5MW主轴轴承已经研发成功，处于样机交付和试验阶段。三排圆柱滚子轴承技术成熟，独立变桨轴承国内领先。公司先后研制了1.5兆瓦、2兆瓦、2.5兆瓦、3兆瓦、5.5兆瓦变桨和偏航轴承，成为国内变桨、偏航轴承的主要供应商。同时公司的三排圆柱滚子轴承技术较为成熟，未来极大可能受益于独立变桨的趋势，抢占更高的市场份额。业务横向拓展，进军风电齿轮箱市场。2022年公司募集资金9.95亿元，投资于齿轮箱轴承及精密零部件项目，项目达产后年产齿轮箱精密零部件产品5.75万个，预计销售收入可达15.35亿元。公司将业务横向拓展至风电齿轮箱部件领域，实现风电轴承和风电齿轮箱精密零部件业务的协同发展。36数据来源：新强联公司公告，新强联官网，天风证券研究所3.2新强联——主轴轴承国产替代领航者，独立变桨轴承国内领先产品类型年产量（个）单价（万元）销售收入（万元）3-6MW风电齿轮箱精密零部件轴承300002.0561500齿轮135001.7824000输出轴1500345006-10MW风电齿轮箱精密零部件轴承75003.8729000齿轮45006.6730000输出轴50094500合计57500-153500表：新强联2022年齿轮箱零部件扩产计划无软带淬火技术国内领先，产品精度和质量得到保证。国内极少数掌握无软带淬火技术的厂商，公司的产品在淬火后没有软带区域，不存在薄弱环节，轴承的承载能力和可靠性较强，使用寿命更长，满足高速重载的使用场合。为公司风电轴承产品的精度和质量提供设备上的保证，提高产品质量的同时也节约了生产成本。绑定国内龙头主机厂，客户资源优势明显。新强联是国内头部风电主机厂明阳智能的轴承主要供应商，客户资源优质且合作关系紧密，明阳智能2021年认购0.69%新强联的股份，以绑定优质供应商。有了明阳智能的支持，一方面，轴承订单的来源更加稳定可靠；另一方面，公司的轴承产品拥有更多在风机上试装实验的机会，有利于提高公司的研发技术水平、加快技术更新速度。产能与供货规模优势进一步扩大，有望确立龙头的位置。新强联2021年募资9.35亿元新建3.0MW以上大功率风电轴承生产线，预计2022年实现50%产能，2023年满产。募投项目达产后年产大功率风电轴承6900套，实现销售收入16.31亿元，其中风电主轴轴承1500个，偏航变桨轴承5400个，产能相较2020年提升了66.80%。本次新建生产线使公司产能大幅提升，向客户供货的速度与规模也有了巨大进步，市场地位进一步提升，有望确立龙头的位置。数据来源：新强联公司公告，新强联官网，天风证券研究所表：新强联募投项目扩产计划3.2新强联——主轴轴承国产替代领航者，独立变桨轴承国内领先产品类型及型号年产量（个）单价（万元）销售收入（万元）主轴轴承3MW≦N﹤4MW1,2005060,0004MW≦N﹤6MW3006018,000小计1,500-78,000偏航变桨轴承3MW≦N﹤4MW3,24012.9541,9584MW≦N﹤5MW1,62017.9829,1325MW≦N﹤6MW54025.8813,976小计5,400-85,065合计6,900-163,0653738数据来源：Wind，恒润股份公告，天风证券研究所公司是国内领先的法兰及锻件生产商，2021年横向拓展业务至轴承领域，募集资金11.58亿元建立风电轴承生产线，年产4000套大型偏航变桨轴承，预计实现收入19.12亿元，凭借成熟的生产技术与优质的客户资源，有望成为行业新进的有力竞争者。2020年抓住国内风电抢装潮的机遇，集中产能用于风电塔筒法兰业务，收入和利润率都实现快速增长。2020年实现收入23.85亿元，同比增长66.61%，2016-2020年CAGR达39.54%；归母净利润4.63亿元，同比增长458.52%，2016-2020年CAGR达48.58%。2021年前三季度，实现收入17.30亿元，同比增长3.28%，归母净利润3.37亿元，同比增长8.86%。公司毛利率、净利率处于较高水平。2021年前三季度毛利率为29.04%，净利率可达19.47%。图：2016-2021Q3恒润股份营业收入及增速3.3恒润股份——风电法兰领先厂商，业务横向拓展至风电轴承图：2016-2021Q3恒润股份毛利率和净利率图：2016-2021Q3恒润股份归母净利润及增速6.297.4111.8514.3123.8517.30-10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%051015202530201620172018201920202021Q1-Q3营业收入（亿元）同比增长率0.950.911.250.834.633.37-100%0%100%200%300%400%500%00.511.522.533.544.55201620172018201920202021Q1-Q3归母净利润（亿元）同比增长率37.26%30.59%24.73%26.17%30.02%29.04%15.05%12.25%10.73%3.93%19.16%19.47%0%5%10%15%20%25%30%35%40%201620172018201920202021Q1-Q3销售毛利率销售净利率39数据来源：恒润股份公告，Wind，天风证券研究所募资11.58亿元建立轴承生产线，年产量4000套偏航变桨轴承。全资子公司恒润传动引进高速铣齿机、数控立车、三坐标检测仪等进口设备71台套，购置国产数控立车、数控镗铣床等国产设备180台套，同时购置配套用检测设备、辅助设备300台套，达产后实现年产4000套大型风电机组用轴承。轴承扩产项目于第2年开始投入生产，第6年开始全面达产,主要生产偏航变桨轴承，整套轴承产品预测的销售价格为47.79万元，满产后可实现年收入19.12亿元。成熟的生产技术+优质的客户资源，法兰与轴承业务协同效应较强。恒润股份作为上游精加工锻件制造企业，装备了德国、美国、意大利等世界一流的加工中心、车铣复合等高端精密设备和检测设备，目前已解决轴承内部滚动体与保持架、套圈滚道，保持架与套圈间摩擦问题，轴承生产技术较为成熟；同时公司是维斯塔斯、通用电气、西门子-歌美飒等众多风电厂商的供应商，具备优质的客户资源，因此开拓风电轴承业务具备较强的协同效应与成本优势，有望成为风电轴承领域新进的有力竞争者。3.3恒润股份——风电法兰领先厂商，业务横向拓展至风电轴承产品指标第2年第3年第4年第5年第6年第7-12年轴承配套产销量（套）100026003000380040004000单价（万元/套）47.7947.7947.7947.7947.7947.79销售收入（亿元）4.7812.4214.3418.1619.1219.12废钢产销量（吨）3400884010200129201360013600单价（万元/吨）0.290.290.290.290.290.29销售收入（万元）992.922581.592978.763773.13971.683971.68表：恒润股份风电轴承募投项目收入测算404.风险提示风电装机量不及预期。➢若未来下游风电机装机量没有达到预期数量，将影响主轴轴承、偏航变桨轴承、发电机轴承和齿轮箱轴承等各环节供应商的需求，风电轴承企业的业绩将受到影响。风电大型化进展缓慢。➢若风电主机厂生产大功率风电机的速度不及预期，则主轴轴承和偏航变桨轴承的价值量将无法如预期中提升，国产替代的市场空间会受到压缩。价格竞争的风险。➢国外主轴轴承生产厂商大多在国内建有生产基地，成本控制能力与国内厂商的差距不大，若未来国外厂商的主轴轴承产品大幅降价，则国内主轴轴承厂商的生存空间会被压缩。➢偏航变桨轴承的技术壁垒要远低于主轴轴承，国内许多厂商均具备生产偏航变桨轴承的技术，未来可能会有价格战的发生。市场空间测算具有一定主观性，与实际值或存在偏差41请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明股票投资评级自报告日后的6个月内，相对同期沪深300指数的涨跌幅行业投资评级自报告日后的6个月内，相对同期沪深300指数的涨跌幅买入预期股价相对收益20%以上增持预期股价相对收益10%-20%持有预期股价相对收益-10%-10%卖出预期股价相对收益-10%以下强于大市预期行业指数涨幅5%以上中性预期行业指数涨幅-5%-5%弱于大市预期行业指数涨幅-5%以下投资评级声明类别说明评级体系分析师声明本报告署名分析师在此声明：我们具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，本报告所表述的所有观点均准确地反映了我们对标的证券和发行人的个人看法。我们所得报酬的任何部分不曾与，不与，也将不会与本报告中的具体投资建议或观点有直接或间接联系。一般声明除非另有规定，本报告中的所有材料版权均属天风证券股份有限公司（已获中国证监会许可的证券投资咨询业务资格）及其附属机构（以下统称“天风证券”）。未经天风证券事先书面授权，不得以任何方式修改、发送或者复制本报告及其所包含的材料、内容。所有本报告中使用的商标、服务标识及标记均为天风证券的商标、服务标识及标记。本报告是机密的，仅供我们的客户使用，天风证券不因收件人收到本报告而视其为天风证券的客户。本报告中的信息均来源于我们认为可靠的已公开资料，但天风证券对这些信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告中的信息、意见等均仅供客户参考，不构成所述证券买卖的出价或征价邀请或要约。该等信息、意见并未考虑到获取本报告人员的具体投资目的、财务状况以及特定需求，在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。客户应当对本报告中的信息和意见进行独立评估，并应同时考量各自的投资目的、财务状况和特定需求，必要时就法律、商业、财务、税收等方面咨询专家的意见。对依据或者使用本报告所造成的一切后果，天风证券及/或其关联人员均不承担任何法律责任。本报告所载的意见、评估及预测仅为本报告出具日的观点和判断。该等意见、评估及预测无需通知即可随时更改。过往的表现亦不应作为日后表现的预示和担保。在不同时期，天风证券可能会发出与本报告所载意见、评估及预测不一致的研究报告。天风证券的销售人员、交易人员以及其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。天风证券没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。天风证券的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。特别声明在法律许可的情况下，天风证券可能会持有本报告中提及公司所发行的证券并进行交易，也可能为这些公司提供或争取提供投资银行、财务顾问和金融产品等各种金融服务。因此，投资者应当考虑到天风证券及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突，投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一参考依据。THANKS42