一、风电轴承产业概述
轴承属于风电设备的核心零部件，由于风电设备的恶劣工况和长寿命、高可靠性的使用要求，使得风电轴承具有较高的技术复杂度，是最难国产化的两大风机零部件（轴承和控制系统）之一，成为影响我国风电制造业发展的软肋。
1、发展历程
进口轴承供应受阻，为国内企业提供进口替代窗口期。2020年突如其来的疫情缩短了风电抢装时间，推动风电主轴承供不应求，同时欧洲疫情爆发对风电轴承全球供应链造成较大影响，为轴承国产化带来契机。据能源杂志消息，在风电主轴承供不应求的情况下，目前已经有风机制造企业在用瓦轴、洛轴等本土企业生产的主轴轴承。
风电轴承发展历程
资料来源：公开资料整理
2、风机定位
通常来说，一套风力发电机组的核心轴承含有：偏航轴承1套，变桨轴承3套，主轴轴承1套，此外根据不同的风机技术路线（如双馈式风机）还可能需要搭配齿轮箱。
资料来源：华经产业研究院整理
3、分类状况
依据风力发电机主轴轴承结构分类，常用类型可分为调心滚子轴承，单列圆锥滚子轴承，双列圆锥滚子轴承与三排圆柱滚子轴承。随着技术的发展，未来单列圆锥有望成为新的主流趋势。据SKF预紧力专项分析，带有合适预紧的轴承相比未预紧的轴承表现出更高的系统刚度，在给定的载荷范围内，带有合适预紧的轴承由载荷引起的弹性变形更小。
风电主轴轴承结构常用类型
资料来源：公开资料整理
二、风电轴承产业链整体分析
1、整体产业链
风电轴承作为核心的零部件，拥有较高技术壁垒：风电行业核心产业链为上游原材料，中游风机零部件生产制造与风机整机总装以及下游风电场投资运营。=，由于风机需面临高低温差、环境湿热、沙尘及潜在海风腐蚀等恶劣应用环境，同时又有极高的运行可靠性与寿命要求，所以相比一般通用轴承，风电轴承的生产工艺上有着显著的技术壁垒。此外相较其他风机零部件，作为精密件的轴承生产工艺更复杂，综合要求更高，被认为是风机国产化的核心难题。
风电轴承产业链
资料来源：公开资料整理
2、上游成本结构
风电零部件主要涉及近十个环节，其中叶片、齿轮箱、发电机、变流器属于大部件，其余的主轴、机舱罩、铸件、轴承等属于小部件。其中轴承包括变桨轴承约占3.56%，主轴轴承约占主轴成本的3分之一，约占风机总成本的1.1%左右。
各环节风机原材料成本占比情况
资料来源：公开资料整理
3、下游需求
风电轴承下游为风电产业，风电需求决定风电轴承的产量。根据国家能源局数据显示，2020年，是我国风电行业获得爆发性增长的一年，全国风电新增并网装机7167万千瓦，其中陆上风电新增装机6861万千瓦、海上风电新增装机306万千瓦。到2020年底，全国风电累计装机2.81亿千瓦，其中陆上风电累计装机2.81亿千瓦、海上风电累计装机939万千瓦。中长期而言“3060碳中和”目标与雄心峰会“1200+GW风电光伏”计划为风电可持续发展赛道保驾护航。
2012-2020年中国风电装机累积量与增量统计图
资料来源：国家能源局，华经产业研究院整理
三、风电轴承市场现状分析
1、市场规模
自2017年以来风电轴承逐步走出市场低谷，2019年市场规模达到99.04亿元，随着 2020年突如其来的疫情缩短了风电抢装时间，推动风电主轴承供不应求，同时欧洲疫情爆发对风电轴承全球供应链造成较大影响，为轴承国产化带来契机。预计2020年我国风电轴承市场规模将大幅度增长，预计可达273亿元。
2014-2020年中国风电轴承市场规模及预测
资料来源：公开资料整理
2、需求量
就需求量而言，整体表现为根据公开数据显示我国风电轴承需求量在2012年到2015年呈先下降后上升趋势，在2015年达到历史最高峰，随后开始下滑，到2017年降至0.96万机组，同比下降20.66%；2018年中国风电轴承需求量有所回升，达到0.98万机组，同比增长2.08%；2019年我国风电轴承需求量持续增长，达到1.08万机组，同比增长10.2%。
2012-2019年中国风电轴承需求量变动情况
资料来源：公开资料整理
3、竞争格局
风电轴承环节，关注大型化轴承国产配套的趋势。目前我国配套大功率机型的高端轴承主要依赖进口，高端轴承的溢价较为明显。2019年全球范围风电轴承仍然主要由德国、瑞典、日本、美国的厂商供应，国内的洛轴、瓦轴、新强联等企业合计市占率不到10%，这几家国内企业均已经成功研制了配套大兆瓦机型的轴承产品，但在客户导入和批量化出货上仍需时日。
2019年全球风电轴承企业市占率分布情况
资料来源：电气风电招股书，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国风电轴承行业市场运行现状及投资规划建议报告》；
2016年以来，本土企业逐渐突破大功率风机主轴轴承技术，2016年洛轴为国家863重大科研项目配套研制的国内首套6MW风电主轴轴承通过项目组人员初步验收；而瓦轴集团承担的辽宁省科技创新重大专项“5MW及以上大功率风力发电机组配套轴承”顺利通过专家组验收，成功研发6MW主轴轴承。2019年，大冶轴实现了4.0MW级主轴轴承的批量交付。2020年，新强联风电轴承产品已主要集中在3.0MW及以上型号，且5.5MW风电轴承产品已批量供应。头部国内企业有望受益于机组大型化的趋势。
风电轴承国产化进程
资料来源：公开资料整理
四、风电轴承发展趋势
依托我国庞大的工业体量，我国轴承产业规模全球领先。2019年中国轴承产量为196亿套，经济规模位居世界第三。但我国轴承产业大而不强，高端轴承在使用寿命、可靠性、Dn值与承载能力等方面与日本、欧美存在较大差距，大功率风电轴承等高端产品依然依赖进口。在加工工艺方面，高端轴承制造工艺涉及材料、设计、机械加工、检测与试验等一系列技术难题，需要结合接触力学、润滑理论、摩擦学、疲劳与破坏、热处理与材料组织等领域的基础研究支持，具有极端的复杂性，需要长期的工艺经验的积累。在工艺设备方面，我国在高端轴承制造所需的高精度机床、感应加热设备等领域较为薄弱，同样限制了我国高端轴承的生产制造和技术进步。
华经产业研究院对中国风电轴承行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2021-2026年中国风电轴承行业发展监测及投资战略规划研究报告》。
