风电轴承是风机运动部分的枢纽,技术路线多样。每台风电机组包括 4套
偏航变桨轴承、1套主轴承、20 套齿轮箱轴承、2套发电机轴承。1)主轴
承:目前常见的主轴承分为三种:调心滚子轴承(SRB)、圆锥滚子轴承
(TRB)、三排圆柱滚子轴承(CRB)。调心滚子轴承多用于双馈、5MW 以
下机型,大功率双馈、直驱和半直驱机型多采用圆锥滚子轴承和三排圆柱滚
子轴承。2)偏航轴承、变桨轴承起到调整迎风角度的作用。独立变桨系统
通过分别动态调节三个叶片的变桨角度,使每个叶片能够获取不同的目标位
置,降低动平衡载荷,独立变桨轴承有望成为趋势。3)齿轮箱轴承主要有
调心滚子轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承和交叉滚子轴承;发电机轴承
常选用深沟球轴承和圆柱滚子轴承组配方式。
“十四五”风电行业高速发展,风机技术进步明显。历史风电装机受国家
电价补贴和弃风率影响,当前陆风、海风国家电补已退坡,消纳问题得以缓
解,机组大型化加速风机降本,“十四五”期间风电行业有望迎来高速增长。
风机行业发生两大变化:1)风机分为双馈、半直驱、直驱三种类型,近年
因双馈机型的成本优势,双馈机型占据陆风装机较大份额,2020 年占比达
60.9%;半直驱、直驱机型因其故障低的优势,多为海上风电装机的选择方
案。2)机组大型化趋势明显。2011~2021 年,陆上、海上单机功率实现翻
倍增长,陆上新增风机平均容量从 1.5MW 增加至 3.1MW,海上新增风机平
均容量从 2.7MW 增加至 5.6MW。
大机型轴承技术难度加大,主轴承国产化进程中。1)考虑机组大型化带
来的轴承价值量提升,以及不同技术路线下主轴承的技术路线不同,我们测
算得到 2022~2025 年我国偏航变桨轴承市场规模从 81.35 亿元增长至
116.89 亿元,年均复合增速 12.84%;我国主轴轴承市场规模从 58.85 亿元
增长至 102.15 亿元,年均复合增速 20.18%。2)轴承行业壁垒包括技术与
生产经验壁垒、客户认证壁垒、产业链壁垒、资金及规模壁垒。目前由于回
转支承套圈的中频淬火技术存在软带区域,限制了回转支承的应用领域,降
低了回转支承的使用寿命。部分轴承企业引进了意大利先进的中频淬火设
备,设计高速、高靠性的无软带回转支承。3)2020 年,偏航、变桨、主轴
承的国产化率分别为 63.3%、86.6%、33.0%,以新强联、洛轴、瓦轴等为
代表的国内企业处于大兆瓦主轴承的研发、样机试用阶段,我们判断主轴承
将逐步实现国产化。
滚子为轴承的核心元件,有望打破海外垄断局面。滚动体是滚动轴承中的
核心元件,起到滚动摩擦的作用。按照滚动体的形状分类,滚动体主要分为
球和滚子。滚子产品占整个风电轴承价值量的 10~15%;我们测算得到:
2022~2025 年风电轴承滚动体市场规模从 17.49 亿元增长至 29.39 亿元,
年均复合增速 18.89%。以日本椿中岛、美国 NN(被椿中岛收购)为主的外
资品牌掌握全球最先进的生产技术,国内企业中,以力星股份、五洲新春为
代表的企业能够满足 I级精度的要求,处于快速扩产期,有望打破海外垄断
的局面。
相关企业:新强联、恒润股份、五洲新春、力星股份。
风险因素:风电装机不及预期;国产化进程不及预期;产能扩建不及预期;
原材料价格波动不及预期。