
風電軸承是作用于風電裝機上的一類軸承,具有使用環境惡劣、高維修成本、要求高壽命的特點。風機主要軸承可以分為主軸軸承、偏航軸承、變槳軸承三大類,不同軸承結構和特性各異,被應用在不同的工作位置。
市場現狀
1、發展歷程
據觀研報告網發布的《中國風電軸承行業發展深度研究與投資前景預測報告(2022-2029年)》顯示,風機軸承自身運作環境特點決定了其技術的復雜性。2006年前我國風機軸承技術較國外相對落后,而國內軸承行業技術大片空白,不得不依賴海外產品;但進口軸承價格昂貴、交貨周期漫長。2006年國家號提出“風電設備國產化率70%”的目標,在積極的政策環境下,國內軸承企業在此后幾年內進行軸承技術攻關和自主研發,大部分實現了偏航軸承和變槳軸承的自產自用;但主軸軸承由于本身技術壁壘高,國內軸承廠商與國外仍存在明顯差距。2010-2020年間,國家取消政策“風電設備國產化率超70%”,國外風電設備企業布局并壟斷了關鍵的主軸市場,除了主軸軸承外,我國實現了其他風機零部件的高度國產化。自2020年疫情大爆發后,造成全球主軸軸承供不應求的局面,不過也給風機軸承國產化帶來了機遇。
我國風機軸承發展歷程
資料來源:公開資料整理
經過多年發展,我國機電軸承技術取得顯著進步。就小功率變槳偏航軸承而言,已實現本土品牌批量規模化生產,國產化程度高;國內大功率變槳偏航軸承也逐步取代進口產品。雖然國產小功率主軸軸承能滿足國內市場需求,但高端領域大功率主軸軸承依舊不能實現高度自主國產。
風電軸承國產化進程
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具體從我國陸上風電主軸軸承國產化率來看,主軸軸承國產化率整體呈上升趨勢,從2018年的10%增至2021年的32%。這種趨勢是樂觀的,但期間2020年主軸軸承國產化率雖然高達47%,也低于50%。我國主軸軸承仍具有較大的替代空間,國產軸承正蓄勢待發,隨著國內相關工藝技術的提高,有望推進國產主軸軸承實現替代。
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2、市場規模
首先從風電整體來看,在2021年全球風電裝機新增量中,中國提供了50.9%的風電裝機需求量,占據全球新增量的一半。風能技術成熟,是綠色低碳背景下必不可少的能源成員;我國一直致力大力推進風電工程建設,當前國內風電正處于迅速發展時期,風電軸承作為主要的風電裝機零部件其需求量自然也水漲船高。
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再從風電裝機主要零部件自身利潤來看,葉片、齒輪箱毛利率分別達到15.76%、20.00%;軸承、變流器毛利率均高于30%,尤其是風電主軸軸承毛利率高達40%,是一種高附加值零部件。此外軸承應用于風電機多處部位,一般每臺風機匹配1套主軸軸承、1個偏航軸承、3個變槳軸承、1套發電機軸承,雙饋式和半直式風電機另需增添1套齒輪箱軸承。高附加值特性會使風電軸承行業發展取得高速成長,促進市場規模的增加。
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2017-2021年我國風電軸承市場規模不斷擴大,規模由69.99億元升至150.22億元。其中2020年風電軸承市場規模擴速43.5%,創歷史新高為142.16億元,究其原因是2019年國家發布《關于完善風電上網電價政策的通知》的退補政策后,2020年該行業掀起了風電搶裝潮,與此同時相關企業也進行能源轉型和節能減排改造,致使新增風電裝機量達到歷史最高值71.7萬瓦,為風電軸承需求帶來高增量。
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3、規模展望
從多種清潔能源平均造價成本來看,可以發現陸上風電由于已實現集約化、規模化,是現階段成本最低的發電方式,成本約0.039美元/千瓦時,低于水電0.044美元/千瓦時、光伏0.057美元/千瓦時、地熱0.071美元/千瓦時,具有明顯的價格優勢。不過就海上風電而言,產業鏈技術相對薄弱制約產業集群規模化發展,海上風電資源開發成本居高不下仍是其發展痛點,但隨著海上風電大基地的建設和專業化技術匹配度提高,海上風電成本將逐步下降。
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2017年全國風電裝機量1.64億千瓦,此后幾年不斷穩中持漲,2021年達到3.28億千瓦。我國風電裝機量加速增長的趨勢向好,預計2035年裝機量首次突破10億千瓦,2025年風電裝機量將達到20億千瓦左右。
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除了風電裝機量的持續加碼會相應拉動風電軸承的需求大幅提升外,當前風電已進入平價上網時期,行業仍將維持高景氣,國內風電軸承市場空間亦將逐年擴大,預計2024年、2025年行業市場規模分別達到207億元、236億元,2022-2025年復合增長率約為20%。
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自2021年始,國家不再對新入陸上風電項目進行補貼,次年海上風電也進入平價時代,補貼退坡政策迫使風電向降本增效方向發展。而風機大型化恰恰是降本最根本、最有效的途徑,一方面風機大型化能極大減少制造時所需的零部件用量;另一方面還能降低風電基地配套建設和運維成本,因此風機大型化是一種必然趨勢。
風機大型化下,主軸軸承將會面臨更高的技術考驗。風電軸承被稱為現代工業機械裝備的“關節”,不僅需要能承受強載荷、延長使用生命周期,還要具備輕量化、高精度、低噪音等高功能,那么兼有高精度加工機床設備和豐富技術經驗的企業才有資格露一手,這將迫使提高行業在資金和技術層面的準入門檻,能清退落后產能,進一步調整優化行業格局。
風機大型化下軸承產品生產要求
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