一、中国风电零部件产业现状分析
在整个风电机组成本中，成本最高的是塔筒，其次是叶片。由于风塔常年处在恶劣环境下，客户对塔筒的可靠性要求比较高，行业具有一定的技术壁垒和客户壁垒。目前塔筒的发展趋势就是高塔筒，但是高度也并非无限增长，有柔塔和混塔两种路线。
中国风电机组成本结构占比情况
资料来源：公开资料整理
二、塔筒
塔筒属于定制零部件，其具体规格是由风机整体结构决定的，塔筒重量与高度、直径、壁厚成正比，但不同项目对塔筒设计不同，难以具体量化。
不同风电项目塔筒设计参数
资料来源：公开资料整理
目前国内风电塔筒整体均价持续走高，数据显示，除了天顺均价有降低和海力的陆上塔筒有降低，其他的均呈现提升趋势。海力的陆上塔筒销量很小，因此价格走势不具有代表性，泰胜均价更具代表性。海力的桩基均价约为9,652元/吨，跟海上塔筒造价相当。大金和天能均价提升主要是海上占比提升。
2017-2021年中国风电塔筒主要企业塔筒均价走势
资料来源：公司公报，华经产业研究院整理
塔筒和桩基价格一般为一事一议，采用成本加成定价模式，行业格局目前较为稳定，2021年整体情况是毛利率和单吨毛利大多出现下滑（除了海力风电的海上塔筒较高，其他都下滑），压力主要来自成本端，均价大多出现上行，但成本上行速度快与均价，可能在加工费或成本控制方面出现一定压力。从几家公司的发展情况来看，大金重工的稳定性最好。
2020年中国风电塔筒厂商市场份额占比情况
资料来源：公开资料整理
就风电塔竞争格局情况而言，我国风电塔筒2020年天顺风能、泰胜风能、大金重工和天能重工分别占比10.51%、7.4%、6.84%和6.51%。就销量情况而言，天顺仍是国内龙头，2021年销量62.6万吨，其次分别是大金重工（49万吨）、泰胜风能（41.8万吨）、泰胜风能（39.5万吨）和海力风电（18.3万吨）；有明确海上销量的分别是泰胜风能（19万吨，占其塔筒总销量的45.5%）和海力风电（16.3万吨，占其塔筒总销量的89.1%）。海力风电的桩基销量达35.2万吨，
2017-2021年中国风电塔筒主要企业塔筒销量对比
资料来源：公司公报，华经产业研究院整理
三、叶片
风电叶片主要原材料包括树脂基体、增强材料以及粘接剂、芯材等，而增强材料主要有玻璃纤维和碳纤维两种。主流风电叶片结构包括主梁系统、上下蒙皮、叶根增强层等：主梁系统包括主梁与腹板，主梁负责主要承载，提供叶片刚度即抗弯和抗扭能力。腹板负责支撑截面结构，预制后粘接在主梁上；蒙皮形成叶片气动外形用于捕捉风能，通常在形成主梁结构后，上下蒙皮通过前、后缘与主梁结构粘接成为叶片；叶根增强层将主梁上载荷传递到主机处。目前叶片主体主要用玻纤材料，主梁部分采用碳纤维复合材料。
风电叶片基本结构
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叶片主要由复合材料组成，包括环氧树脂、玻纤、碳纤维等，目前80-90米长的叶片玻纤用量在25-40吨，在风机大型化轻量化背景下，玻纤和碳纤维占比有望继续增长。风电风机材料成本占比在95%以上，其中叶片占风机材料成本20%左右，而玻纤又占风电叶片材料成本28%。成本占比高，叶片厂家在选择复合材料时同样会重点考虑性价比。
中国风电叶片用材林单价对比情况
资料来源：公开资料整理
目前中国风机叶片市场已经形成外资企业、民营企业、研究院所、上市公司等多元化的主体投资形式。外资企业主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，国内企业以时代新材、中材科技等为代表。根据数据，目前中材科技和时代新材产能都达到10000MW。终端的风电叶片已基本完成国产化。其中（2019年数据），中材科技占据30%份额，时代新材20%，中复连众15%，CR5在70%以上，并且依赖庞大的中国市场，国内厂商在全球的市场份额逐渐扩大，中材科技已进入全球前三之列。整体来看，叶片市场CR5超过60%，市场集中度高。
2020年中国风电叶片主要企业产能一览
资料来源：公开资料整理
作为国内市场龙头，2020年中材科技风电叶片出货量达到12.34GW，毛利率保持平稳增长，到2020年毛利率达到23.93%，较18年累计上涨10pct。2021销量和营收小幅度下降，但市占率有所回升。时代新材叶片营收从2019年的23.25亿元增长至2020年的68.33亿元，规模快速扩张。
2016-2021年中材科技风电叶片销量营收情况
资料来源：公司公报，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年中国风电零部件行业市场全景评估及发展战略研究报告》；
四、齿轮箱
齿轮箱主要作用就是用来将主轴较低转速通过增速达到可驱动发电机组工作所需的转速。风电机组增速器是大传动比的齿轮箱，由于承受的扭矩和转速波动范围大，传输负载易突变，箱体重量与安装空间有限制，安装平台存在柔性变形等因素，其对轴承的要求非常高。齿轮箱仅安装在双馈型风机上，直驱和半驱动发展或将大幅度减少齿轮箱的需求。
风电齿轮箱的主要市场是中国和美国，除了南高齿主要产能位于国内以外，采埃孚、Winergy都在国内天津等地设置有生产基地，根据数据，2019年全球风电齿轮箱前三大供应商（中国高速传动、采埃孚、威能极）合计市占率接近70%，其中，南高齿的产能占比为23.72%，为全球第一。我国主要风电齿轮箱企业包括南京高精、重庆齿轮箱及杭州前进齿轮箱集团。
典型风电齿轮箱参数
资料来源：公开资料整理
2019年全球风电齿轮箱产能格局占比情况
资料来源：GWEC，华经产业研究院整理
五、铸件
就铸件工艺流程而言，目前铸件生产过程主要包括铸造和精加工两大主要环节，装配部分基本由交付企业负责。废钢、生铁等通过铸造环节制造毛坯铸件，随后的精加工工序按照毛坯形状特点及产品具体需求，采用多种技术手段加工来达到交付状态。其中精加工环节设备投入和人力成本较高，而风电铸件因需求更加精细和复杂，其精加工生产线设备成本更高，目前小规模民营企业主要发展铸造环节，精加工环节交由外协。
风电铸件工艺流程
资料来源：公开资料整理
目前我国焦炭、生铁整体产量基本保持稳步增长趋势，2021年分别达到4.64亿吨和8.69亿吨，虽然相较2020年就存在小幅度下降，但整体供给稳定，对风电铸件行业影响较小。就废钢而言，随着我国机械工业持续发展，废钢消费量表现为快速上升趋势，铸件作为废钢关键需求之一，整体需求稳定增长。
2015-2021年中国风电铸件主要原材料现状
资料来源：国家统计局，中国废钢应用协会，华经产业研究院整理
随着国内风电铸件企业逐步走向全球供应链体系，中国已形成一批具备全球竞争力的风电零部件企业。目前全球风电铸件80%以上的产能集中在中国，剩下20%集中在欧洲和印度。截止2019年末，全球风电铸件市场前五的市场集中度达到64%，其中日月股份产能达到40万吨，位列全球第一
2019年中国主要企业风电铸件产能分布情况
资料来源：公开资料整理
日月股份是大型球墨铸铁龙头企业，主要从事风电、注塑机等装备专用铸件研发与生产。截止2021年上半年公司已形成年产40万吨铸件的产能规模，就其风电铸件经营状况而言，2017-2020年风电铸件销量从11.89万吨增长至37.88万吨，增速CAGR高达147%，产量也从2017年11.93万吨增长至2020年38.33万吨，整体产销、营收快速增长， 单吨毛利稳定增长，随着精加工产能的逐步达产，毛利率提升迅速，目前已达到28.99%。
2016-2020年日月股份风电铸件产销量及营收情况
资料来源：公司年报，华经产业研究院整理
六、轴承
风电轴承是风力发电机组的核心零部件。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。风力发电机组中使用的轴承主要分为五类:主轴轴承、偏航轴承、变桨轴承、齿轮箱轴承和发电机轴承。
风电轴承细分类型主要特点对比
资料来源：《轴承》2022年第01期，华经产业研究院整理
我国风电主轴轴承约70%依赖进口，国产化率仅30%，大功率产品替代空间足。
全球风电轴承市场尤其大功率机型的主轴轴承几乎被海外品牌垄断，存在较大的国产替代空间。虽目前国内已有多家轴承厂商布局风电轴承领域，但主要集中在2MW及以下风电轴承，对于3MW及以上风电轴承，国内大功率风机轴承市场仍被舍弗勒、SKF等国际巨头所占据，市场集中度CR6为90.7%，国内风电轴承品牌在全球风电市场市占率存在极大的提升空间。
2020年全球风电轴承市场竞争格局占比情况
资料来源：电气风电招股说明书，华经产业研究院整理
七、机舱罩
风电机舱罩是覆盖风力发电机组内部的设备和电气组件，使得风力发电机组能够在恶劣的气象环境中正常工作，保护内部设备和人员不受风、雪、雨、盐雾、紫外线辐射等外部环境因素的侵害。考虑到整个风电机组的承重，机舱罩要求重量轻、强度高、承载能力大，目前以玻璃纤维、树脂等复合材料为主，代表有双一科技；少部分机舱罩为金属材料制成，代表为振江股份。产品整体利润较高，龙头企业在30%以上。
以复合材料为主机舱罩人工费用、制造费用等占比相对较高，采购量增加将明显带动制造成本下降。在国内装机持续增加，以及龙头企业份额提升的情况下，预计龙头企业采购价格仍将具有一定下降空间。我国风电机舱罩行业竞争格局相对较分散。
机舱罩生产成本结构占比情况
资料来源：公开资料整理
八、发电机
风力发电机组可分为双馈机和永磁直驱发电机。永磁直驱发电机是增加磁极对数从而使得电机的额定转速下降，省略了增速齿轮箱环节。永磁风力发电机优势在于结构简单、效率高、可靠性强，风机大型化催生永磁直驱成为热点趋势。直驱发电机取消了增速机齿轮环节，减少了机械传动系统损耗，减少了故障点，提高了系统可靠性，此外由于不需要电励磁装置，具有重量轻、效率高、可靠性好的优点
风电发电机分类情况
资料来源：公开资料整理
