機械設備行業：風電軸承大型化+進口替代受益環節論風電軸承競爭力+市場空間幾何？-20220402（42頁）.pdf

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1、1證券研究報告作者：行業評級：上次評級：行業報告 | 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明機械設備機械設備強于大市強于大市維持2022年04月02日（評級）分析師 李魯靖 SAC執業證書編號：S1110519050003聯系人 朱曄風電軸承：大型化風電軸承：大型化+進口替代受益環節，論風電軸承競爭力進口替代受益環節，論風電軸承競爭力+市場市場空間幾何？空間幾何？行業深度研究 政策補貼退坡催生風電軸承國產替代的旺盛需求：目前陸風已實現平價上網，2021年起不再享受補貼，而海風的補貼力度也在逐步下調。從國家對于風電行業的補貼政策來看，前期國家通過補貼政策來推動風電行業的快速發展，并隨著行業技術的

2、進步，逐步下調補貼金額。我們認為未來風廠業主與整機廠商均會對成本控制有更高要求，主機廠商選用國內零部件以降低成本的訴求很可能會非常旺盛。 風電招標量提升有望帶動風電軸承的市場空間持續擴大：根據已公開的規劃性文件，十四五期間各省已規劃的新增風電裝機量達到187.51GW，根據周建平“十四五”水電開發形勢分析、預測與對策措施，預計十四五新增風電裝機量將會達到280-300GW，是十三五期間的兩倍有余。風電招標量的快速增長會有望帶動上游零部件市場空間持續擴大。 主軸軸承：主軸軸承：主軸軸承是風電機中單價最貴、技術壁壘最高的軸承。隨著風機功率的增大，主軸軸承的單價會隨之上升。低功率機型已實現國產化，而

3、大功率機型主軸軸承僅有極少數廠商（新強聯、瓦軸）可以實現批量供應，存在較大的國產替代空間。目前國內頭部廠商優勢明顯，有望誕生國內龍頭企業。根據我們測算，主軸軸承國內的市場空間，2021年38.05億元，2025 年56.43億元，CAGR 為10.36%。 偏航變槳軸承：偏航變槳軸承：偏航變槳軸承技術含量低于主軸軸承，毛利率為主軸軸承的一半。國內廠商的技術已較為成熟，已實現全系列國產化，天馬、瓦軸、洛軸、新強聯、京冶等廠商目前占據國內市場主導位置。風機大型化背景下，獨立變槳軸承有望成為新的趨勢，使變槳軸承的價值量提升。根據我們測算，偏航變槳軸承國內的市場空間，2021年56.17億元，2025

4、 年88.70億元，CAGR 為12.10% 齒輪箱軸承、發電機軸承：齒輪箱軸承、發電機軸承：風電機主機廠通常會采購整個齒輪箱與發電機，而不會單獨采購內部的軸承。齒輪箱軸承技術含量較高，基本依賴進口，國內只有瓦軸和新強聯等極少數軸承廠商處于起步階段。根據測算，齒輪箱軸承國內的市場空間，2021年24.75億元，2025 年33.42億元，CAGR 為10.63%。而發電機軸承小功率產品已實現國產，大功率產品基本依賴進口。發電機軸承市場空間較小，不足10億元。 通過風電軸承領域的分析研究，我們對受益于風電高景氣度的企業進行了梳理，主要分為三條主線： 大功率主軸軸承存在較大國產替代空間，目前頭部廠

5、商的技術進步快、產能擴張激進，在技術、經驗和規模上相較其他國內廠商有較大的優勢，未來2-3年內有望誕生國內龍頭企業。建議關注新強聯。 獨立變槳軸承是未來風機大型化背景下的發展趨勢，主要使用三排圓柱滾子軸承，與傳統的雙排球軸承技術路徑不同。目前只有新強聯、成都天馬等少數廠商在生產獨立變槳軸承，未來1-2年內變槳軸承的毛利率有望迎來提升，訂單有望較大放量。建議關注新強聯、恒潤股份。 目前風電齒輪箱軸承基本依賴進口，存在很大的國產替代空間。風電主機廠會采購一定量的齒輪箱軸承，發給齒輪箱生產廠商來組裝，以降低采購成本，目前新強聯在建立齒輪箱軸承生產線，帶頭進入齒輪箱軸承行業，建成后會拿到一定數量的訂單

6、。建議關注新強聯。 風險提示：風電裝機量不及預期、風電大型化進展不及預期、價格競爭過于激烈、市場空間測算具有一定主觀性，與實際值或存在偏差摘要2請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明XXiZhWfWpXpWpOnPoNaQ9R9PsQqQtRmOkPnNmQfQqQoQ9PmMyRuOtOtQxNqRtP軸承行業概況：本土企業規軸承行業概況：本土企業規模較小，國內市場集中度低模較小，國內市場集中度低13請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明4數據來源：數據來源：SKFSKF官網，舍弗勒官網，天風證券研究所官網，舍弗勒官網，天風證券研究所圖：軸承的內部結構包含五大核心元件圖：軸承的內部結構包含五

7、大核心元件圖：滾動軸承剖面圖，深溝球軸承（左）與圓柱滾子軸承（右）圖：滾動軸承剖面圖，深溝球軸承（左）與圓柱滾子軸承（右）1.1 1.1 軸承：支撐機械旋轉體，降低摩擦的部件軸承：支撐機械旋轉體，降低摩擦的部件軸承的定義：軸承的定義：軸承是在機械傳動過程中起固定、旋轉和減小載荷摩擦系數的部件，它的主要功能是支撐機械旋轉體，并降低設備在傳動過程中的摩擦。按運動元件的摩擦性質不同，軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩類，其中滾動軸承最為常見。滾動軸承的內部結構：滾動軸承的內部結構：滾動軸承由兩個環組成，一個內部和一個外部，也即內圈和外圈，并且在這兩個環之間裝有支撐旋轉部件的滾動體，以減少內圈和外圈在相對

8、旋轉過程中摩擦。此外，還裝有起到固定和支撐作用的密封件和保持架。5數據來源：江蘇薩克軸承官網，天風證券研究所數據來源：江蘇薩克軸承官網，天風證券研究所表：滾動軸承的分類表：滾動軸承的分類1.2 1.2 軸承根據內部結構的差異，有三種主要分類方式軸承根據內部結構的差異，有三種主要分類方式軸承的分類：軸承的分類：從內部結構來看，滾動軸承主要按以下三個維度來分類，按滾動體分類（球軸承、圓柱軸承、圓錐軸承），按滾動體列數分類（單列軸承、雙列軸承、多列軸承），按是否可調心分類（調心軸承、非調心軸承）。調心軸承的含義：調心軸承的含義：指可以允許內圈和外圈軸心線有角偏差的軸承。能夠抵消一定的安裝誤差以及主軸

9、撓曲產生的傾斜，同時可以保證軸承的高承載性能和運轉穩定性，常用作風力發電機的主軸軸承。軸承的生產流程如下圖所示，在三個主要的元件滾動體、保持架和內圈外圈生產完成后裝配得來最終的軸承產品。冷鐓滾動體保持架內圈/外圈熱處理硬磨初研外觀精研光磨剪料光整成形整形沖鉚釘孔裁環鍛造車削淬火回火磨削退火裝配軸承分類標準分類標準軸承的類型軸承的類型按滾動體分類球軸承圓柱軸承圓錐軸承按是否調心分類調心軸承非調心軸承按滾動體列數分類單列軸承雙列軸承多列軸承圖：軸承的生產流程圖：軸承的生產流程6數據來源：新強聯公告，五洲新春公告，金沃股份公告，力星股份公告，西寧特鋼公告，頭豹產業研究院，堅果投研，天風證券研究所數據

10、來源：新強聯公告，五洲新春公告，金沃股份公告，力星股份公告，西寧特鋼公告，頭豹產業研究院，堅果投研，天風證券研究所圖：軸承的上下游產業鏈圖：軸承的上下游產業鏈上游上游中游中游下游下游軸承生產廠商下游應用領域中信特鋼中原特鋼江蘇永鋼承德建龍山東鋼鐵西寧特鋼零部件原材料軸承鋼軸承鋼內圈內圈/外圈外圈滾動體滾動體國內廠商國內廠商國外廠商國外廠商金沃股份五洲新春上通優必勝力星股份日本椿中島瑞典SKF（斯凱孚）德國Schaeffler（舍弗勒）日本NSK（恩斯克）日本JTEKT（捷太格特）日本NTN（恩梯恩）美國TIMKEN（鐵姆肯）日本NMB（美蓓亞）日本NACHI（不二越）瓦房店軸承哈爾濱軸承洛陽L

11、YC軸承浙江天馬軸承人本集團慈興集團環馳軸承江蘇南方軸承紹興旭日綿廣瀨精密機械浙江辛子精工非金屬材料非金屬材料保持器保持器密封圈密封圈美國恩恩山東東阿鋼球1.3 1.3 軸承下游應用領域幾乎涵蓋所有工業板塊軸承下游應用領域幾乎涵蓋所有工業板塊上游：上游：軸承的上游原材料主要是軸承鋼以及少部分的非金屬材料，大多數軸承廠商會選擇采購部分零部件以生產軸承，零部件主要包括內圈外圈、滾動體、保持器和密封圈。中游：中游：全球軸承市場幾乎被瑞典、德國、日本、美國四個國家的八家大型軸承企業壟斷。瑞典斯凱孚、德國舍弗勒、日本恩斯克等八家軸承企業在國際軸承市場的市場占有率合計達到70%以上，而國內企業主要占據中低

12、端市場。下游：下游：只要涉及旋轉軸的機械結構就一定需要軸承來起到支撐和減小摩擦的作用，因此軸承廣泛應用于幾乎所有的工業領域，根據中國軸承工業協會相關數據，2020年汽車、電工、機床為國內軸承的前三大應用領域。金發科技鑫達集團道恩股份40.19%14.70%10.33%6.89%6.31%6.31%3.79%3.23%8.25%汽車軸承電工軸承機床軸承工程機械軸承風電軸承冶金軸承機器人軸承農機軸承其他7數據來源：金沃股份公告，天風證券研究所數據來源：金沃股份公告，天風證券研究所根據軸承工業協會的信息，我國軸承產業幾十年來不斷升級改造，市場資源配置持續優化，已經形成五大產業集聚區，分別是瓦房電、聊

13、城、長三角、洛陽和浙東產業集聚區。瓦房店：瓦房店：老工業基地培育的“中國軸承之都”，主要生產冶金礦山軸承、風力發電機軸承、鐵路貨車軸承等。洛陽：洛陽：產學研緊密結合，具備強勁的研發能力，主要生產高、精、尖、特軸承產品。蘇錫常：蘇錫常：差異化發展，定位“專精特新”，主要生產汽車軸承、家電軸承、機床主軸軸承等。聊城：聊城：擁有全產業布局，聊城鄭家鎮是中國軸承保持器之鄉，主要生產各類標準軸承，內外球面軸承、關節軸承等。浙東：浙東：新昌被稱為“軸承之鄉”，具有完整的工業布局，主要生產汽車軸承、電機軸承、電動工具軸承等。表：中國軸承五大產業聚集地表：中國軸承五大產業聚集地1.4 1.4 幾十年升級改造，

14、國內形成了五大軸承產業聚集地幾十年升級改造，國內形成了五大軸承產業聚集地產業集聚區產業集聚區區域特點和優勢區域特點和優勢主要產品主要產品代表企業代表企業瓦房店軸承產業集聚區“中國軸承之都”、龍頭企業拉動、人力資源雄厚、優勢品牌帶動、國家政策支持冶金礦山軸承、風力發電機軸承、鐵路貨車軸承等瓦軸、大冶軸、瓦光陽、瓦冶軸、金峰軸承等洛陽軸承產業集聚區產學研緊密結合、強勁的研發能力、優秀的科普基地、聯盟的中樞神經高、精、尖、特軸承產品洛陽軸承、洛凌軸承、軸研科技等浙東軸承產業集聚區新昌：“軸承之鄉”、完整的工業布局、特色的產業集群、主導的民營經濟、先進的生產設備中小型、微型軸承以及軸承鍛件、軸承鋼管、

15、軸承套圈等軸承零配件五洲新春、人本、慈興集團、萬向、新昌西密克、金沃精工等蘇錫常軸承產業集聚區差異化發展、定位“專精特新”、工業基礎雄厚、市場需求廣闊汽車軸承、家電軸承、機床主軸軸承、紡織機械軸承、滾針軸承等精密軸承力星股份、常州光洋、南方軸承、無錫華洋、常熟長城等聊城軸承產業集聚區聊城鄭家鎮：中國軸承保持器之鄉、全產業布局、民營企業主導、工貿互補促進發展各類標準軸承，內外球面軸承等非標軸承和特種軸承，鋼球、滾子、滾針、保持器等軸承零配件臨沂開元、東阿鋼球、新欣金帝、煙臺軸承儀器等8數據來源：頭豹產業研究院，國家統計局，中國軸承工業協會，堅果投研，天風證券研究所數據來源：頭豹產業研究院，國家統

16、計局，中國軸承工業協會，堅果投研，天風證券研究所1.5 1.5 高端市場被海外企業占據，國內企業規模小，行業集中度低高端市場被海外企業占據，國內企業規模小，行業集中度低70.70%20.30%9.00%八大跨國集團中國廠商其他8.80%7.90%1.10%1.00%0.90%0.60%79.70%人本萬向錢潮新強聯瓦軸五洲新春襄陽汽車其他189920382254278028900%5%10%15%20%25%050010001500200025003000350020162017201820192020中國軸承市場規模（億元）YoY全球軸承市場幾乎被八大跨國集團壟斷。全球軸承市場幾乎被八大跨國

17、集團壟斷。高端軸承領域技術壁壘較高，海外廠商先發優勢明顯，2020年全球軸承市場 70%以上的市場份額由八大海外廠商占據（瑞典SKF、德國Schaeffler、日本NSK、日本JTEKT、日本NTN、美國TIMKEN、日本NMB、日本NACHI）。國內軸承市場近國內軸承市場近30003000億元，行業集中度低，億元，行業集中度低，CR10CR10僅為僅為28.6%28.6%。2020年中國軸承市場為2890億元，行業規模較大，但參與者眾多、同質化現象嚴重，行業集中度低，CR6僅為20.3% ，各家廠商的規模較小，產品主要分布于中低端領域。圖：圖：20162016- -20202020年中國軸承

18、市場規模年中國軸承市場規模圖：圖：20202020年中國軸承市場市占率年中國軸承市場市占率圖：圖：20202020年全球軸承市場市占率年全球軸承市場市占率風電軸承：高端產品依賴進口，風機大型化風電軸承：高端產品依賴進口，風機大型化亟待國產替代亟待國產替代29請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明10數據來源：數據來源：Wind Power EngineeringWind Power Engineering，論我國重大技術裝備軸承的自主安全可控論我國重大技術裝備軸承的自主安全可控何加群等，何加群等，海上風電主軸用軸承技術海上風電主軸用軸承技術程濤等，觀研報告網，天風證券研究所程濤等，觀研報告網，

19、天風證券研究所表：風電機內部軸承的分類簡介表：風電機內部軸承的分類簡介主軸軸承主軸軸承偏航軸承偏航軸承變槳軸承變槳軸承發電機軸承發電機軸承齒輪箱軸承齒輪箱軸承工作原理支承輪轂及葉片，傳遞扭矩到增速器的作用安裝于塔筒頂端、機倉底部，承載風機主傳動系統的重量，用于調整風機迎風方向將槳葉與輪轂結合在一起，根據風向調整槳葉迎風角度使其達最佳狀態配合發電機內部結構運行，將主軸的動能轉化為電能配合齒輪箱結構運行，對主軸進行增速以達到發電所需轉速主流應用的軸承類型主要是調心滾子軸承，圓錐滾子軸承也有一部分以雙排球軸承為主目前以雙排球軸承為主，未來會趨向于三排圓柱滾子軸承球軸承、圓柱滾子軸承涉及約20個軸承，

20、包括調心滾子軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承、球軸承等每臺風機所需數量1套1個3個1套1套應用風電機類型雙饋式+直驅式+半直驅式雙饋式+半直驅式圖：風電機內部軸承拆解圖（以雙饋式風電機為例）圖：風電機內部軸承拆解圖（以雙饋式風電機為例）風電機內部使用的軸承包括五類，分別是主軸軸承1-2個、偏航軸承1個、變槳軸承3個、發電機軸承1套和齒輪箱軸承1套。齒輪箱軸承只有在雙饋式和半直驅式風電機上有應用，而直驅式風機是由主軸直接帶動發電機軸旋轉，省去了齒輪箱這一環節。2.1 2.1 軸承在風電機多個部件處均有應用，屬于附加值較高的環節軸承在風電機多個部件處均有應用，屬于附加值較高的環節調心滾子軸承調心滾

21、子軸承雙列圓錐滾子軸承雙列圓錐滾子軸承三排圓柱滾子軸承三排圓柱滾子軸承單列圓錐軸承單列圓錐軸承雙排球軸承雙排球軸承示意圖滾動體圓柱/圓錐圓錐圓柱圓錐球是否可調心是否否否否滾動體列數22312徑向載荷承受能力中等極強極強極強中等軸向載荷承受能力無較強（雙向）極強（雙向）較強（單向）中等（雙向）風電機中應用位置主軸軸承主軸軸承主軸軸承、變槳軸承主軸軸承偏航軸承、變槳軸承11數據來源：舍弗勒官網，新強聯公司公告，瓦軸官網，徐州海林回轉支承官網，數據來源：舍弗勒官網，新強聯公司公告，瓦軸官網，徐州海林回轉支承官網，SKFSKF官網，洛陽鑫世軸承，天風證券研究所官網，洛陽鑫世軸承，天風證券研究所表：風電

22、機內部常用軸承的種類表：風電機內部常用軸承的種類圖：軸承工作狀態下的受力情況圖：軸承工作狀態下的受力情況軸承在工作時會受到兩個方向的力，徑向力和軸向力，不同結構的軸承對徑向載荷和軸向載荷的承載能力不同。不同軸承的內部結構和力學特性各不相同，被運用在不同的工作位置上。調心滾子軸承常被用作雙饋式機型的主軸軸承，三排圓柱滾子軸承可以用作獨立變槳軸承以及主軸軸承，雙列和單列圓錐滾子軸承一般用于直驅和半直驅機型的主軸軸承，而雙排球軸承通常作為傳統的偏航變槳軸承使用。2.1 2.1 軸承在風電機多個部件處均有應用，屬于附加值較高的環節軸承在風電機多個部件處均有應用，屬于附加值較高的環節12數據來源：數據來

23、源：WindWind，各公司公告，天風證券研究所，各公司公告，天風證券研究所圖：風電機內部各零部件毛利率對比圖：風電機內部各零部件毛利率對比軸承在風電機中價值占比近軸承在風電機中價值占比近8%8%。根據電氣風電招股書，2020年電氣風電采購原材料中，價值占比前四的部件分別為葉片、齒輪箱、發電機、軸承，這四大部件價值量占比分別為20.45%、10.61%、8.51%、8.00%，軸承的價值量占比為8%，在所有零部件中排名第四，是風電機成本中較為主要的元件。軸承是風電機零部件中附加值較高的環節。軸承是風電機零部件中附加值較高的環節。根據各零部件廠商中的龍頭企業最新年報中的數據，葉片、齒輪箱、主軸、

24、法蘭、塔筒的毛利率分別為21.29%、15.80%、39.73%、37.35%、21.39%，而主軸軸承的毛利率達到48.83%，屬于附加值較高的零部件，偏航變槳軸承國內技術較為成熟，毛利率較主軸軸承低一些，為22.32%。2.1 2.1 軸承在風電機多個部件處均有應用，屬于附加值較高的環節軸承在風電機多個部件處均有應用，屬于附加值較高的環節21.29%15.80%39.73%37.35%21.39%48.83%22.32%0%10%20%30%40%50%60%圖：電氣風電圖：電氣風電20202020年原材料采購金額及占比年原材料采購金額及占比20.45%10.61%8.51%8.00%5.

25、62%4.70%4.09%1.88%2.18%33.97%葉片齒輪箱發電機軸承鑄件變流器鋼件機艙罩/導流罩主軸其他原材料13數據來源：各公司官網，各公司公告，中國機械工業年鑒，國際風力發電網，軸承界，數據來源：各公司官網，各公司公告，中國機械工業年鑒，國際風力發電網，軸承界，WindWind，觀研報告網，天風證券研究所，觀研報告網，天風證券研究所表：中國風電軸承市場的主要生產廠商表：中國風電軸承市場的主要生產廠商企業類型企業類型廠商廠商2020年公司收入年公司收入（億元）（億元）下游客戶下游客戶公司介紹公司介紹國外廠商舍弗勒1011.15金風科技、電氣風電、東方電氣、明陽智能等德國企業，全球領

26、先的工業領域的綜合供應商，主軸承市占率全球第一。2021年投資12 億元，建立亞太地區最大的風電軸承生產基地，主要生產直徑800 毫米以上的風電主軸軸承、重工軸承、齒輪箱軸承等產品斯凱孚478.61電氣風電、金風科技、明陽智能瑞典企業，是軸承、密封件等產品的服務供應商，主軸承市占率全球第二。持有瓦軸19.7%的股份，在國內大連設有大型軸承廠。鐵姆肯229.23金風科技、湘電風能美國企業，世界上最大的圓錐滾子軸承和無縫合金鋼管制造公司，在大中華區員工約3600名，建立了5家大型軸承制造基地，在湘潭的制造基地負責生產風機軸承。羅特艾德91.00電氣風電、金風科技、明陽智能、上海電氣、西門子德國企業

27、，在徐州的合資公司徐州羅特艾德是中國最大的回轉支承廠家之一，可生產直徑從400mm至5050mm的回轉支承產品，2007年開始進行風力發電回轉支承的生產制造。國內廠商瓦房店軸承18.59金風科技、明陽智能等2021年，4.XMW平臺風機單列圓錐結構主軸軸承實現量產。大型深溝球軸承和大型圓柱滾子軸承已配套11MW海上風力發電機組，成功研制國內首臺5MW海上風電機組中齒輪箱全系軸承。洛陽LYC軸承42.28金風科技、明陽智能、三一重能等早在2016年，為國家863重大科研項目配套研制的國內首套6MW風電主軸軸承。偏航軸承、變槳軸承、主軸軸承、齒輪箱軸承、發電機軸承等正在加快推進5兆瓦以上的海洋風電

28、軸承的研發。新強聯20.64明陽智能、遠景能源、湘電風能、三一重能、東方電氣等公司先后研制了1.5-5.5兆瓦變槳和偏航軸承，成為國內變槳、偏航軸承的主要供應商；國內唯一的直驅式風機三排圓柱滾子主軸承制造商，在大兆瓦風機主軸軸承國內領先，打破了長期國外壟斷。2022年業務橫向拓展至齒輪箱軸承。成都天馬精密機械31.92維斯塔斯、通用電氣、西門子歌美颯、金風科技、電氣風電等三排圓柱滾子變槳軸承產品為國內最早研發、最大市場占有率，2021年已研制出海上風電8MW主軸承。恒潤股份23.85-公司原是風電領域法蘭和鍛件生產商，2021年業務拓展在風電軸承，投資11.58億元于風電軸承生產線，項目預計實

29、現年產4000套大型風電軸承。2.1 2.1 軸承在風電機多個部件處均有應用，屬于附加值較高的環節軸承在風電機多個部件處均有應用，屬于附加值較高的環節國產廠商直接與四家海外軸承廠商競爭。國產廠商直接與四家海外軸承廠商競爭。國內風電軸承市場參與的企業主要包括四家海外企業與一些國產廠商，如新強聯、瓦軸、洛陽LYC等。海外企業技術較為領先，多數在國內建有工廠，而國內企業近年來進步較快，與海外企業的競爭愈發激烈。14數據來源：舍弗勒官網，數據來源：舍弗勒官網，兆瓦級風電機組主軸承選型及發展趨勢兆瓦級風電機組主軸承選型及發展趨勢王建梅等，王建梅等， 論我國重大技術裝備軸承的自主安全可控論我國重大技術裝備

30、軸承的自主安全可控何加群等，天風證券研究所何加群等，天風證券研究所表：風電機主軸軸承的常見技術路徑表：風電機主軸軸承的常見技術路徑主軸軸承起到支承輪轂及葉片，傳遞扭矩到增速器的作用，常見的技術路徑包括三點式支承、兩點式支承和單點式支承，一臺風機中往往需要1-2個主軸軸承。主軸軸承：單價最貴、技術壁壘最高的軸承。主軸軸承：單價最貴、技術壁壘最高的軸承。風機運轉過程中主軸在不斷旋轉，主軸軸承始終處于工作狀態，且同時承受外部風載傳輸來的載荷與主軸、齒輪箱的重力載荷，工況載荷復雜。因此主軸軸承是風電機中單價最貴、技術壁壘最高的軸承。通常來講，雙饋式風機主軸軸承常用調心滾子軸承，直驅和半直驅雙饋式風機主

31、軸軸承常用調心滾子軸承，直驅和半直驅風機主軸軸承常用單列或雙列圓錐滾子軸承。風機主軸軸承常用單列或雙列圓錐滾子軸承。注：CARB 圓環滾子軸承是 SKF 軸承公司開發的一種單列軸承，滾子稍帶弧面，滾道輪廓為圓弧面，具有調心功能。圖：三點式支承（一個調心滾子），兩點式支承（兩個單列圓錐滾子）圖：三點式支承（一個調心滾子），兩點式支承（兩個單列圓錐滾子）主軸的技術路徑主軸的技術路徑三點式支承三點式支承兩點式支承兩點式支承單點式支承單點式支承使用的軸承1個調心滾子2個調心滾子2個單列圓錐滾子1個圓柱滾子+1個雙列圓錐滾子1個CARB 圓環滾子+1個調心滾子1個雙列圓錐滾子1個三排圓柱滾子優點結構簡單

32、；安裝容易安裝容易；抵消熱脹冷縮承載能力強；系統剛性好；動力學特性好軸承定位可靠；動力學特性好；抵消熱脹冷縮抵消熱脹冷縮；可緩解主軸撓曲產生的邊緣應力承載能力很強承載能力很強缺點主軸動力學特性差；系統剛性差；對齒輪箱要求較高剛性較差；需要相對長的主軸來抵消彎矩需要考慮溫度變化造成的應力；安裝要求較高安裝難度大；對軸承座的要求較高CARB軸承不能承受軸向力成本較高成本高，良品率低應用情況一般用于低兆瓦機型廣泛應用于各型號機型應用很少在中等兆瓦級風機上應用較多在英國 5MW 風機上應用已十分成熟，在國內應用較少廣泛應用于大兆瓦風機少量應用于大兆瓦風機2.2 2.2 主軸軸承：大功率產品替代空間較大

33、，國產替代蓄勢待發主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發15數據來源：各公司公告，各公司官網，數據來源：各公司公告，各公司官網，OfweekOfweek，天風證券研究所，天風證券研究所表：各廠商主軸軸承使用的技術路徑表：各廠商主軸軸承使用的技術路徑29%24%12%9%9%8%4%4%1%舍弗勒斯凱孚NTNKOYOTimken羅特艾德洛軸瓦軸ZKL圖：圖：20192019年全球主軸軸承市占率年全球主軸軸承市占率廠商廠商舍弗勒舍弗勒斯凱孚斯凱孚羅特艾德羅特艾德新強聯新強聯瓦軸瓦軸洛陽洛陽LYC技術路徑雙列圓錐+圓柱滾子2個調心滾子1個雙列圓錐滾子2個單列圓錐滾子雙列圓錐+圓柱滾子2個

34、調心滾子1個雙列圓錐滾子2個單列圓錐滾子1個CARB 圓環滾子+1個調心滾子三排圓柱滾子雙列圓錐滾子調心滾子2個單列圓錐滾子雙列圓錐+圓柱滾子雙列圓錐滾子三排圓柱滾子2個單列圓錐滾子雙列圓錐+圓柱滾子2個單列圓錐滾子調心滾子軸承下游客戶金風科技、電氣風電、東方電氣、明陽智能等電氣風電、金風科技、明陽智能等電氣風電、金風科技、明陽智能、上海電氣、西門子等湘電風能、明陽智能和東方電氣等明陽智能明陽智能、三一重能主軸軸承的國產化進程：主軸軸承的國產化進程：海外廠商先發優勢明顯，技術路徑較為豐富，國內廠商在技術水平和經驗積累方面仍有不小的差距，尤其大功率機型的主軸軸承幾乎被海外品牌壟斷，存在較大的替代

35、空間。小功率機型主軸軸承：小功率機型主軸軸承：已實現國產替代，國內廠商主要包括新強聯、洛陽LYC、瓦軸等。大功率機型主軸軸承：大功率機型主軸軸承：國產替代程度很低，只有新強聯、瓦軸等極少數廠商可以批量供應，新強聯在國內優勢明顯 。2.2 2.2 主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發16數據來源：三一重能公告，天風證券研究所數據來源：三一重能公告，天風證券研究所圖：國產與進口主軸軸承價格對比（單位：萬元）圖：國產與進口主軸軸承價格對比（單位：萬元）主軸軸承價值隨功率增加呈幾何式增長，有望受益于風機大型化。主軸軸承價值隨功率增加呈幾何

36、式增長，有望受益于風機大型化。直徑越大的主軸軸承加工工藝就越復雜，生產難度就越高，隨著風機功率的增大，主軸軸承的價格并非線性上升，而是呈幾何式增長，即單MW的價值量在不斷提升。根據三一重能采購數據，斯凱孚的主軸軸承單MW價值量，2.0MW為4.57萬元，而4.0MW則是7.30萬元，單MW價值量隨著功率的增大有顯著的提升，未來風機大型化極大可能會擴大主軸軸承的市場空間。國產主軸軸承性價比優勢明顯。國產主軸軸承性價比優勢明顯。根據三一重能的主軸軸承采購數據，公司會采購斯凱孚的進口主軸軸承，而瓦軸和洛陽LYC則為主軸軸承的國內主要供應商?？梢钥闯鏊箘P孚不同型號的主軸軸承價格要比國內產品貴20%-7

37、0%不等，國產產品性價比優勢明顯，這也是主機廠商努力尋求國產替代最主要的原因。2.2 2.2 主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發圖：國產與進口主軸軸承單圖：國產與進口主軸軸承單MWMW價值量對比（單位：萬元價值量對比（單位：萬元/MW/MW）5.337.6313.7619.919.1412.6516.5729.2051015202530352.0MW2.5MW3.0MW4.0MW國內廠商平均斯凱孚2.673.054.594.984.575.065.527.300.001.002.003.004.005.006.007.008.0

38、02.0MW2.5MW3.0MW4.0MW國內廠商平均斯凱孚17數據來源：重型機械教育部工程研究中心，新強聯公告，新強聯官網，天風證券研究所數據來源：重型機械教育部工程研究中心，新強聯公告，新強聯官網，天風證券研究所圖：新強聯生產的三排圓柱滾子主軸軸承圖：新強聯生產的三排圓柱滾子主軸軸承圖：新強聯生產的雙列圓錐滾子主軸軸承圖：新強聯生產的雙列圓錐滾子主軸軸承大功率國產替代的進展緩慢的原因大功率國產替代的進展緩慢的原因技術壁壘高：技術壁壘高：主軸軸承工況載荷復雜，工藝要求較高，越是大型的風機主軸軸承的技術壁壘就越高，國內軸承廠商在高端軸承領域仍有較大差距。研發周期長：研發周期長：由于主軸的使用壽

39、命要求是20年，軸承廠商生產的樣品需要經過一年多時間的模擬測試來驗證產品的性能，因此產品的研發周期較長。驗收周期長：驗收周期長：對主機廠來說，一旦發生故障產生的售后成本要高于國產替代節約下來的成本，因此主機廠更換供應商的過程比較謹慎。（新強聯提供給湘電風能的首臺實驗軸承平穩運行兩年后，才進入其主軸軸承的合格供應商名單）2.2 2.2 主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發18數據來源：數據來源：EFDEFD官網，新強聯公司公告，天風證券研究所官網，新強聯公司公告，天風證券研究所表：滲碳淬火技術對比無軟帶淬火技術表：滲碳淬火技術對比無

40、軟帶淬火技術國內企業掌握無軟帶淬火技術，生產技術有了長足進步。國內企業掌握無軟帶淬火技術，生產技術有了長足進步。淬火是金屬加工中的一道工藝，是指將金屬加熱到較高溫度后，將其快速冷卻，可以使金屬的硬度和機械強度提高。傳統的淬火方式是滲碳淬火滲碳淬火，讓鋼在富含碳的材料中加熱，使碳吸收到金屬中，使金屬表面更硬，而其內部仍維持較軟且較堅韌的狀態。當今各大軸承生產商逐漸采納感應加熱淬火感應加熱淬火的生產技術，即利用高頻交流電產生的磁場中來加熱工件表面，以實現工件的淬火，用時短且能耗低，但缺點是會產生軟帶（低硬度區域）。而近年來新強聯等廠商，采用較為先進的無軟帶淬火技術無軟帶淬火技術，也即改良后的感應加

41、熱淬火，軸承產品在淬火后沒有軟帶區域，回轉支承滾道不存在薄弱環節，可提高回轉支承的承載能力和可靠性，提高回轉支承的使用壽命，滿足高速重載的使用場合，同時也節約了生產成本，該技術的應用有望推進國產主軸軸承的替代進程。圖：圖：EFDEFD（新強聯淬火設備供應商）的無軟帶淬火技術（新強聯淬火設備供應商）的無軟帶淬火技術滲碳淬火滲碳淬火無軟帶淬火無軟帶淬火原理讓鋼在富含碳的材料中加熱，使碳吸收到金屬中，使金屬表面更硬，而其內部仍維持較軟且較堅韌的狀態。采用感應加熱的方法，利用高頻交流電產生的磁場中來加熱工件表面，使用兩個加熱組件，均配有預熱感應器和加熱感應器 ，可以巧妙地制造出無軟帶（低硬度區）的軸承

42、物流成本需要將工件運輸到專門的車間進行滲碳淬火加工可以將設備整合到生產線上，在現場進行，減少運輸成本能耗高低耗時長短2.2 2.2 主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發19數據來源：各公司公告，各公司官網，國際風力發電網，北極星風力發電網，天風證券研究所數據來源：各公司公告，各公司官網，國際風力發電網，北極星風力發電網，天風證券研究所表：國內企業大功率主軸軸承技術水平表：國內企業大功率主軸軸承技術水平國內廠商進步迅速，大功率主軸軸承有望填補國產空白。國內廠商進步迅速，大功率主軸軸承有望填補國產空白。新強聯3MW主軸軸承已實現大批量

43、生產，并于2021年募資9.35億元大規模擴產，5.5MW主軸軸承也已進入樣機交付階段。瓦軸的4.X MW主軸軸承也已實現批量生產。成都天馬、洛陽LYC、京冶等廠商在風電主軸軸承領域也有一定的技術積累。部分國內軸承廠商綁定頭部風電主機廠，建立了客戶資源的優勢。部分國內軸承廠商綁定頭部風電主機廠，建立了客戶資源的優勢。風電軸承的耐久性是重要的性能指標，因此風電軸承的開發需要建立在大量實踐上，需要在風機上長時間試裝測試。只有與風電主機廠保持良好的合作關系的軸承廠商才能得到很好的試裝測試機會。近年來一些國產軸承廠商與風電主機廠建立了良好的合作關系，有利于提高國內軸承廠商的技術水平，并提高軸承訂單來源

44、的穩定性。頭部廠商優勢明顯，未來頭部廠商優勢明顯，未來2 2- -3 3年有望誕生國內龍頭企業。年有望誕生國內龍頭企業。大功率主軸軸承領域存在一定的壁壘，只有生產技術強、產能充足的企業才有機會獲得市場份額。目前新強聯等頭部廠商的技術進步快、產能擴張激進，產品也進入主機廠的驗證環節，在國內企業中建立了比較明顯的先發優勢。隨著市場認可度的提升，頭部廠商有望在未來2-3年內搶占可觀的市場份額，隨后其他本土廠商會在技術上跟進，共同開拓較大的市場空間。2.2 2.2 主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發公司公司主軸軸承進展主軸軸承進展客戶資

45、源客戶資源新強聯3MW主軸軸承已實現大批量生產，5.5MW主軸軸承進入樣機交付階段，2021年募集資金興建生產線，預計年產3-4MW主軸軸承1200個，4-6MW主軸軸承300個湘電風能、明陽智能和東方電氣等瓦軸4.XMW單列圓錐主軸軸承已批量生產，5.XMW單列圓錐主軸軸承正在樣件生產中。明陽智能洛陽LYC2016年參與國家863重大科研項目，6MW主軸軸承通過性能試驗認證明陽智能、三一重能京冶完成了海上5.5/7.0MW風電主軸軸承的設計與試制-成都天馬2021年10月，8MW海上風電主軸軸承正式下線-我們對風電主軸軸承國內和全球的市場進行了測算，可得到 2021 年在國內和全球的市場空間

46、分別為38.05億元、71.61億元，到 2025 年將達到56.43億元、107.88億元，CAGR分別 為 10.36%、10.79%，主要基于以下假設：考慮到風電主機廠采購原材料、制造風機、再到風電裝機，這中間的時間跨度太長，因此我們認為裝機量不能很好反應風電上游原材料的需求量，而風電運營商的招標時間與風電主機廠采購軸承的時間更為接近，可以更準確地衡量風電軸承的需求量，因此我們使用招標量來計算風電軸承的需求。根據已公開的規劃性文件，十四五期間各省已規劃的新增風電裝機量達到187.51GW，根據周建平“十四五”水電開發形勢分析、預測與對策措施，預計十四五期間新增風電裝機量將會達到280-3

47、00GW，是十三五期間的兩倍有余。2014-2021年前三季度，七年間國內風電招標量CAGR為13.47%，同時考慮到風能北京宣言提出十四五期間年均新增裝機50GW以上的目標，以及2021年前三季度海上風電新增招標量1GW，增長超出預期。我們合理假設2021年風電新增招標量50GW，2021-2025年風電招標量以每年13.47%的速度增長。參考全球風能協會（GWEC）2021年全球風電報告，海外國家2021年風電裝機量為57.50GW，預計2025年達到67.20GW，我們將這個數據向前推一年，近似得到海外國家招標量的數據，即2021年44.10GW，2025年75.57GW，疊加上述國內招

48、標量數據的預測，得到全球風電招標量數據，2021年94.10GW，2025年達到158.45GW，CAGR為13.91%。20數據來源：金風科技官網，三一重能公告，明陽智能官網，北極星風力發電網，數據來源：金風科技官網，三一重能公告，明陽智能官網，北極星風力發電網，GWECGWEC，天風證券研究所，天風證券研究所2.2 2.2 主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發21數據來源：金風科技官網，明陽智能官網，天風證券研究所數據來源：金風科技官網，明陽智能官網，天風證券研究所近年來風電政策補貼金額在不斷下調，風廠業主與整機廠商對成本控制

49、訴求愈加強烈，主機廠商正在加快風電大型化的進度以降低風電機的發電成本。以明陽智能為例，2021年前三季度5MW及以上機型占比達到59%，4MW及以上占比達到64%，風機大型化的進展十分迅速。同時考慮到2021年前三季度海上風電項目招標量達到1GW，增速超出預期，而海上風電項目主要使用大功率機型。因此我們假設 2021年3MW及以下的機型招標量占40%，2023年3MW及以下機型停產，2021年7MW以上機型招標量占比5%，2025年7MW以上機型占比達到60%。圖：國內及全球風電招標量預估圖：國內及全球風電招標量預估2.2 2.2 主軸軸承：大功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發主軸軸承：大

50、功率產品替代空間較大，國產替代蓄勢待發圖：各功率機型發電功率的分布占比圖：各功率機型發電功率的分布占比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%2018201920202021E2022E2023E2024E2025EX3MW3MWX5MW5MWX7MWX7MW33.5065.2031.1050.0056.7464.3873.05