2021年中国风电滚子市场现状及发展趋势分析,行业集中度低,国产替代需求旺盛「图」-不锈钢3D打印工厂

2021年中国风电滚子市场现状及发展趋势分析,行业集中度低,国产替代需求旺盛「图」-不锈钢3D打印工厂插图

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一、风电滚子概述

1、定义及分类

滚子是轴承的核心部件,影响轴承性能。轴承滚动体是轴承的核心零件,其产品性能指标影响轴承转速、负载、稳定性、摩擦损耗等重要性能。

风电机内部多处结构需要装配轴承,对轴承需求量较高。风电机内部使用的轴承包括五类,分别是主轴轴承1-2个、偏航轴承1个、变桨轴承3个、发电机轴承1套和齿轮箱轴承1套。不同轴承的内部结构和力学特性各不相同,被运用在不同的工作位置上。调心滚子轴承常被用作双馈式机型的主轴轴承,三排圆柱滚子轴承可以用作独立变桨轴承以及主轴轴承,双列和单列圆锥滚子轴承一般用于直驱和半直驱机型的主轴轴承,而双排球轴承通常作为传统的偏航变桨轴承使用,目前也有少部分偏航轴承采用滑动轴承的技术。

风电机内部常用轴承分类

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资料来源:公开资料整理

2、风电滚子生产流程

从生产流程上看,风电滚子与轴承套圈的生产工艺类似,二者易形成较强的协同效应。根据五洲新春公司公告,风电滚子跟公司原来的产业链几乎100%重叠,风电滚子的生产可以充分利用到原来生产工艺技术的积累。风电滚子的生产流程包括退火、锯切、车加工、热处理、磨加工、检测、包装入库等环节,其中退火、车加工、热处理、磨加工等环节与轴承套圈的加工流程类似,二者易形成较强的协同效应。技术层面上,凭借轴承套圈的技术积累,五洲新春得以顺利切入风电滚子领域。生产层面上,轴承套圈业务与风电滚子业务的产能具备一定相通性,可以实现产能的灵活调度。

风电滚子与部分轴承的生产工艺流程对比

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资料来源:五洲新春公告,公开资料整理

二、风电滚子市场发展背景

1、风电规划政策支持

政策方面,“十四五”期间沿海各省风电总规划超过50GW,支持我国海上风电需求。从目前沿海各省公了“十四五”的海上风电建设规划来看,总的规划综述已经超过50GW,其中体量较大的为广东17GW,江苏9.09GW,山东8GW。同时,个别沿海地级市也发布了自己的规划,显著高于一级的规划规模,例如江苏盐城宣布“十四五”期间规划9.02GW近海和24GW深远海风电容量,南通市制定了“十四五”期间海上风电累计装机容量要达7.65GW的目标等。

沿海各省海上风电十四五”规划情况

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资料来源:政府公开报告,公开资料整理

2、风电滚子技术环境

从技术层面来看,国产滚子部分技术达国际领先水平,加速滚子大兆瓦进口替代进程。具体体现在五洲新春优化表面轮廓、热处理工艺,滚子产品达到1级精度,达到国际领先水平;五洲新春、力星可供货4MW以上风电滚子,加速推动大兆瓦国产化进程。

部分国产滚子技术概况

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资料来源:各公司招股说明书,公开资料整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国轴承市场竞争态势及行业投资前景预测报告》

三、产业链结构

轴承的上游为原材料及零部件厂商,下游应用领域极为广泛。①上游:轴承的上游原材料主要是轴承钢以及少部分的非金属材料,大多数轴承厂商会选择采购部分零部件以生产轴承,零部件主要包括内圈外圈、滚动体、保持器和密封圈。②中游:全球轴承市场几乎被瑞典、德国、日本、美国四个国家的八家大型轴承企业垄断。瑞典斯凯孚、德国舍弗勒、日本恩斯克等八家轴承企业在国际轴承市场的市场占有率合计达到70%以上,而国内企业主要占据中低端市场。③下游:只要涉及旋转轴的机械结构就一定需要轴承来起到支撑和减小摩擦的作用,因此轴承广泛应用于几乎所有的工业领域。

轴承产业链

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资料来源:各公司官网,公开资料整理

具体从产业链下游来看,根据中国轴承工业协会相关数据,2020年汽车、电工、机床为国内轴承的前三大应用领域,分别占比40.19%、14.70%及10.33%,汽车市场应用领域广阔。

2020年轴承下游应用领域分布情况

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资料来源:中国轴承工业协会,公开资料整理

四、风电滚子行业现状

1、中国轴承市场

从我国轴承市场来看,相关数据显示,2020年中国轴承市场规模为1930亿元。据统计,截至2022年6月,国内轴承市场高端产品的占比30%,高端产品的市场份额中70%市场为八大集团占据,大致有400-500亿元的国产替代空间。

2016-2021年中国轴承市场规模情况

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资料来源:公开资料整理

2、风电轴承国产化率

具体来看风电轴承,我国风电轴承主要依赖进口,国产化率较低。风电主轴轴承、齿轮箱轴属于附加值较高的两个产品,但国产化率仍处于较低的水平,分别只有32.97%、0.58%。尤其是齿轮箱轴承,基本完全依赖进口,国内企业只有瓦轴批量供应少量齿轮箱轴承,国内风电齿轮箱轴承供应商主要为德国舍弗勒、瑞典斯凯孚、日本NTN和美国铁姆肯等。在风电整机成本压力较大的背景下,主轴轴承、齿轮箱轴承国产替代有望迎来加速,这也催生了国产主轴轴承、齿轮箱轴承滚子的迫切需求。

2020年中国风电轴承国产化率

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资料来源:公开资料整理

3、风电滚子市场

风电滚动体是轴承的重要组成部分,由风电滚子和风电滚珠组成。据中轴协统计,预计2022年风电滚动体市场规模占据轴承市场的12%;从风电滚动体各零部件情况来看,据中轴协统计,预计2022年风电滚子市场占比约为10%,市场发展空间广阔。

2022年中国风电滚子市场规模占比

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资料来源:中国轴承工业协会,公开资料整理

根据五洲新春公告,滚子价值占风电轴承价值的10%-15%,因此假设风电轴承中滚子价值量占比为13%。由以上条件测算,2021年风电滚子市场空间为13.67亿元,2025年市场空间将达到32.21亿元,2021-2025年中国风电滚子总市场空间CAGR为23.90%。

2018-2025年中国风电滚子市场空间测算

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资料来源:五洲新春公告,公开资料整理

4、主轴承国内外价格对比

国产风机零部件性价比优势明显,国内零部件厂商有望迎来发展机遇。以双馈式机型上的调心滚子轴承为例,根据三一重能的主轴轴承采购数据,三一重能会采购斯凯孚的进口主轴轴承,而瓦轴和洛阳LYC则为主轴轴承的国内主要供应商。可以看出斯凯孚不同型号的主轴轴承价格要比国内产品贵20%-70%不等,国产产品性价比优势明显,这也是主机厂商努力寻求国产替代最主要的原因。

国产与进口主轴轴承价格对比

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资料来源:三一重能公告,公开资料整理

五、风电滚子市场竞争格局

1、轴承市场市占率

从我国轴承市场行业集中度来看,行业整体规模较大,但参与者众多、同质化现象严重,行业集中度低,CR6仅为24.1%,各家厂商的规模较小,且产品主要分布于中低端领域。随着未来头部企业逐渐实现技术突破,头部企业有望实现市占率的大幅提升。

2021年中国轴承市场市占率

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资料来源:公开资料整理

2、风电滚子市场竞争格局

具体从轴承零部件方面分析,风电滚子是国内卡脖子工程,Ⅰ级、Ⅱ级精度的滚子原先国内无法生产,现阶段国内生产滚子的企业主要有四类:外资品牌、国内著名轴承厂商、专业滚子厂以及小型轴承厂。舍弗勒、斯凯孚等外资品牌的滚子生产成本较高;国内天马、瓦轴等企业生产滚子仅供自用,缺乏市场交流,技术迭代较慢;而专业的滚子厂在效率提升、技术改进、工艺优化上具备较强的竞争力,目前国内满足精度要求的专业滚子厂仍较少,仅有五洲新春、力星股份两家形成了一定规模,市场竞争激烈程度较低。

风电滚子市场竞争格局

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资料来源:公开资料整理

六、风电滚子发展趋势

轴承的承载能力要求升高,滚子渗透率有望快速提升。近年来风电政策补贴金额在不断下调,风厂业主与整机厂商对成本控制诉求愈加强烈,主机厂商正在加快风电大型化的进度以降低风电机的发电成本。滚子轴承具备更高的承载能力,风机大型化背景下,滚子轴承的渗透率有望不断提升,带动风电滚子的需求增长。调心滚子轴承常被用作双馈式机型的主轴轴承,三排圆柱滚子轴承可以用作独立变桨轴承以及主轴轴承,双列和单列圆锥滚子轴承一般用于直驱和半直驱机型的主轴轴承,而双排球轴承通常作为传统的偏航变桨轴承使用,目前也有少部分偏航轴承采用滑动轴承的技术。通常情况下,滚子轴承的径向承载力和轴向承载力均优于球轴承。目前风机大型化趋势下,对轴承承载能力的要求会不断提升,滚子轴承的渗透率有望持续提高。

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