风电轴承行业深度报告：风机部件国产最后一环，轴承企业百花齐放

有 风机部件国产最后一环，轴承企业百花齐放 —风电轴承行业深度报告 2022年08月08日 武浩电新行业首席分析师 S1500520090001010-83326711 wuhao@cindasc.com 相关研究 证券研究报告 行业研究 行业深度报告 电力设备 风机部件国产最后一环，轴承企业百花齐放 2022年08月08日 本期内容提要: 看好 投资评级 ⯁风电轴承是风机运动部分的枢纽，技术路线多样。每台风电机组包括4套偏航变桨轴承、1套主轴承、20套齿轮箱轴承、2套发电机轴承。1）主轴承：目前常见的主轴承分为三种：调心滚子轴承（SRB）、圆锥滚子轴承 上次评级 （TRB）、三排圆柱滚子轴承（CRB）。调心滚子轴承多用于双馈、5MW以下机型，大功率双馈、直驱和半直驱机型多采用圆锥滚子轴承和三排圆柱滚子轴承。2）偏航轴承、变桨轴承起到调整迎风角度的作用。独立变桨系统 执业编号：S1500520090001 联系电话：010-83326711 邮箱：wuhao@cindasc.com 电新行业首席分析师 武浩 通过分别动态调节三个叶片的变桨角度，使每个叶片能够获取不同的目标位置，降低动平衡载荷，独立变桨轴承有望成为趋势。3）齿轮箱轴承主要有调心滚子轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承和交叉滚子轴承；发电机轴承常选用深沟球轴承和圆柱滚子轴承组配方式。 ⯁“十四🖂”风电行业高速发展，风机技术进步明显。历史风电装机受国家电价补贴和弃风率影响，当前陆风、海风国家电补已退坡，消纳问题得以缓解，机组大型化加速风机降本，“十四🖂”期间风电行业有望迎来高速增长。 风机行业发生两大变化：1）风机分为双馈、半直驱、直驱三种类型，近年因双馈机型的成本优势，双馈机型占据陆风装机较大份额，2020年占比达60.9%；半直驱、直驱机型因其故障低的优势，多为海上风电装机的选择方案。2）机组大型化趋势明显。2011~2021年，陆上、海上单机功率实现翻倍增长，陆上新增风机平均容量从1.5MW增加至3.1MW，海上新增风机平均容量从2.7MW增加至5.6MW。 信达证券股份有限公司 CINDASECURITIESCO.,LTD 北京市西城区闹市口大街9号院1号楼邮编：100031 ⯁大机型轴承技术难度加大，主轴承国产化进程中。1）考虑机组大型化带来的轴承价值量提升，以及不同技术路线下主轴承的技术路线不同，我们测算得到2022~2025年我国偏航变桨轴承市场规模从81.35亿元增长至 116.89亿元，年均复合增速12.84%；我国主轴轴承市场规模从58.85亿元增长至102.15亿元，年均复合增速20.18%。2）轴承行业壁垒包括技术与生产经验壁垒、客户认证壁垒、产业链壁垒、资金及规模壁垒。目前由于回转支承套圈的中频淬火技术存在软带区域，限制了回转支承的应用领域，降低了回转支承的使用寿命。部分轴承企业引进了意大利先进的中频淬火设备，设计高速、高靠性的无软带回转支承。3）2020年，偏航、变桨、主轴承的国产化率分别为63.3%、86.6%、33.0%，以新强联、洛轴、瓦轴等为代表的国内企业处于大兆瓦主轴承的研发、样机试用阶段，我们判断主轴承将逐步实现国产化。 ⯁滚子为轴承的核心元件，有望打破海外垄断局面。滚动体是滚动轴承中的核心元件，起到滚动摩擦的作用。按照滚动体的形状分类，滚动体主要分为球和滚子。滚子产品占整个风电轴承价值量的10~15%；我们测算得到： 2022~2025年风电轴承滚动体市场规模从17.49亿元增长至29.39亿元，年均复合增速18.89%。以日本椿中岛、美国NN（被椿中岛收购）为主的外资品牌掌握全球最先进的生产技术，国内企业中，以力星股份、�洲新春为代表的企业能够满足I级精度的要求，处于快速扩产期，有望打破海外垄断的局面。 ⯁相关企业：新强联、恒润股份、�洲新春、力星股份。 ⯁风险因素：风电装机不及预期；国产化进程不及预期；产能扩建不及预期；原材料价格波动不及预期。 目录 与市场不同之处6 一、“十四🖂”风电行业高速发展，风机技术进步明显7 1.1碳中和目标明确，风电行业迎来快速发展7 1.2风机主流路线分为双馈、半直驱、直驱机型8 1.3国内主机厂技术路线不尽相同12 1.4机组大型化趋势加速15 二、风电轴承是运动部分枢纽，技术路线多样16 2.1风电轴承为运动枢纽，包括传动系统轴承及偏航变桨轴承16 2.2调心滚子、圆锥滚子、圆柱滚子为主轴承主要形式17 2.3独立变桨轴承有望成为主流趋势19 2.4风电齿轮箱轴承和发电机轴承可靠性要求高20 三、风电轴承百亿级市场规模，主轴承国产化进程中20 3.1风电轴承拥有百亿级市场规模20 3.2风电轴承壁垒高，国内头部企业率先采用无软带淬火技术23 3.3我国风电轴承发展历程长，主轴承仍有较大国产化空间24 3.4我国风电轴承集中度高，部分企业正处于产品研发及产能扩产期26 四、风电滚子为滚动轴承核心元件，有望打破海外垄断局面29 4.1滚动体为滚动轴承核心元件，具备较强的壁垒29 4.2风电滚子规模伴随轴承增长，有望打破海外垄断局面32 �、相关企业：不断夯实技术实力，国内企业百花齐放34 5.1新强联34 5.2恒润股份39 5.3�洲新春43 5.4力星股份46 六、风险因素48 图目录 图表1：2009~2021年我国陆上风电新增装机量7 图表2：2009~2021年我国海上风电新增装机量7 图表3：2018年至今各类风机机型投标价格（元/kW）8 图表4：2017~2021年各季度风电机组公开招标量（GW）8 图表5：2017~2021年陆风海风机组招标量（GW）8 图表6：双馈异步风力发电系统示意图9 图表7：永磁直驱风力发电系统示意图9 图表8：永磁半直驱风力发电系统示意图10 图表9：三类风电机组技术路线对比10 图表10：不同技术路线3MW风机传动系统成本对比（千欧元）11 图表11：典型2MW双馈机组与永磁直驱机组发电机、变流器、齿轮箱成本对比（万元）11图表12：不同技术路线发电机活性材料+齿轮箱重量测算11 图表13：风机材料使用趋势11 图表14：不同风机总成本、年发电量和度电成本标幺值比较12 图表15：全功率范围内双馈与直驱机型效率对比12 图表16：国内外各主机厂技术路线选择12 图表17：国内主机厂各平台机型展示13 图表18：2019~2021年风电主机厂前十名14 图表19：2021年陆上风电整机商新增装机排名（万千瓦，%）14 图表20：2021年海上风电整机商新增装机排名（万千瓦，%）14 图表21：2010~2020年陆上风电机组不同技术路线新增装机占比（%）15 图表22：2011~2021年我国陆上、海上新增风电单机容量（MW）15 图表23：2020~2021年我国风电新增装机机型分布（%）15 图表24：风电机组轴承类型示意图17 图表25：风电机组主轴承类型介绍18 图表26：风电机组主轴承类型介绍18 图表27：双馈机型风机使用轴承示意图19 图表28：直驱机型风机使用轴承示意图19 图表29：偏航轴承结构19 图表30：变桨轴承结构19 图表31：作用在风机上的主要力20 图表32：独立变桨控制（IPC）结构20 图表33：三一重能风机原材料成本构成（%）21 图表34：电气风电风机原材料成本构成（%）21 图表35：三一重能回转支承采购价格21 图表36：三一重能主轴承采购价格21 图表37：新强联募投项目营业收入测算22 图表38：我国偏航变桨轴承市场规模测算22 图表39：我国主轴轴承市场规模测算22 图表40：回转支承生产壁垒23 图表41：回转支承工艺流程24 图表42：锻件工艺流程图24 图表43：轴承滚道无软带淬火示意图24 图表44：公共卫生事件对于全球风电产业链影响25 图表45：风电主轴承（陆上）国产化率26 图表46：中国轴承产业分布图26 图表47：我国轴承产业集群及优势产品26 图表48：风电轴承制造商情况27 图表49：国产风电轴承制造商轴承进展28 图表50：2017~2021年主要轴承企业营业收入（亿元）29 图表51：2017~2021年主要轴承企业归母净利润（亿元）29 图表52：2017~2021年主要轴承企业固定资产（亿元）29 图表53：2017~2021年主要轴承企业在建工程（亿元）29 图表54：深沟球轴承示意图30 图表55：轴承滚动体的分类30 图表56：球轴承与滚子轴承对比30 图表57：钢球滚动体的加工工艺31 图表58：滚子与钢球加工面对比31 图表59：钢球技术标准分类31 图表60：我国风电轴承滚动体市场规模测算32 图表61：钢球行业市场格局33 图表62：日本椿中岛公司产品系列33 图表63：日本椿中岛公司的全球生产网络33 图表64：2019~2021年日本椿中岛营业总收入及同比增速34 图表65：2019~2021年日本椿中岛净利润及同比增速34 图表66：新强联产品示意图34 图表67：新强联股权结构（截至2022/05/24）35 图表68：2017~2022Q1新强联营业收入及同比增速36 图表69：2018~2021年新强联收入业务构成（亿元）36 图表70：2017~2022Q1新强联归母净利润及同比增速36 图表71：2018~2022Q1公司主营业务毛利率（%）36 图表72：2017~2019年新强联风电轴承收入构成（亿元）37 图表73：2020~2021年新强联独立变桨轴承客户情况37 图表74：公司核心风电客户行业地位及合作情况37 图表75：2020~2021年风电核心客户销售额及同比增速37 图表76：新强联历次募资扩产情况38 图表77：新强联历次募资扩产产品及产能新增情况38 图表78：新强联旗下圣久锻件公司发展历程39 图表79：2018~2022年圣久锻件产能情况（万吨）39 图表80：2018~2021年新强联锻件营业收入及毛利率39 图表81：恒润股份产品示意图40 图表82：恒润股份风电塔筒法兰发展历程40 图表83：恒润股份股权结构图（截至2022/6/17）41 图表84：2017~2022Q1恒润股份营业收入及同比增速41 图表85：2018~2021年恒润股份收入业务构成（亿元）41 图表86：2017~2022Q1恒润股份归母净利润及同比增速42 图表87：恒润股份主营业务毛利率（%）42 图表88：恒润股份定增募投项目42 图表89：恒润股份定增募投项目42 图表90：�洲新春产品示意图43 图表91：�洲新春发展历程44 图表92：�洲新春股权结构图（截至2022/3/31）44 图表93：2017~2022Q1�洲新春营业收入及同比增速45 图表94：2018~2021年�洲新春收入业务构成（亿元）45 图表95：2017~2022Q1�洲新春归母净利润及同比增速45 图表96：�洲新春主营业务毛利率（%）45 图表97：�洲新春募投项目情况46 图表98：力星股份发展历程46 图表99：力星股份股权结构图（截至2022/3/31）47 图表100：2017~2022Q1力星股份营业收入及同比增速47 图表101：2017~2021年力星股份收入业务构成（亿元）47 图表102：2017~2022Q1力星股份归母净利润及同比增速47 图表103：力星股份主营业务毛利率（%）47 图表104：公司历次募资项目进展（截至2022/03/17）48 与市场不同之处 市场对于风电轴承行业的研究专注于个股，我们从风电机组技术路线、大型化趋势出发，总结出当前不同技术路线、不同兆瓦数机型之下主轴承选型的不同，主轴承价值量及行业规模随之变化。针对行业相关企业，我们详细梳理了新强联、恒润股份、�洲新春、力星股份轴承相关业务的发展历程及扩产情况。 一、“十四五”风电行业高速发展，风机技术进步明显 1.1碳中和目标明确，风电行业迎来快速发展 碳中和目标明确，我国风电行业快