风电行业滑动轴承专题报告：降本趋势下滑动轴承优势尽显，“以滑替滚”成为风电轴承新趋势

投资观点 轴承产品品类众多，“以滑替滚”成为未来趋势。轴承依照摩擦特性的不同可大体分为滚动轴承与滑动轴承两类。滑动轴承的优点是承载能力较强、成本低、维护简便，但缺点是摩擦阻力较大、能耗较高。目前下游行业大多以滚动轴承为主，但随着机械装备朝着大型、重载、高速方向发展，具有高承载能力的滑动轴承有望逐渐实现对滚动轴承的替代。 全球滑动轴承行业规模达141亿美元，市场渗透率逐年提升。2020年全球滑动轴承市场规模为141亿美元。滑动轴承的全球市场渗透率由2016年的8.9%逐年提升至2020年的11.88%，随着“以滑替滚”趋势的不断推进，未来滑动轴承市场渗透率有望进一步提升。 滚动轴承占据风电行业主导地位，滑动轴承市场成长空间广阔。风电轴承可分为偏航轴承、发电机轴承、主轴轴承、变桨轴承、变速箱轴承。根据长盛轴承披露数据，滚动轴承单GW市场空间为2.6亿；滑动轴承单GW市场空间为1.5亿，其中主轴轴承市场空间为6-7千万，齿轮箱市场空间为4-5千万，偏航变桨轴承市场空间为2-3千万。据每日风电数据，2022年我国风电市场招标总量为 103.3GW。按照滑动轴承市场渗透率为10%计算，风电滑动轴承市场空间可达15.5亿元。由于滑动轴承渗透率还有极大提升空间，因此风电滑动轴承市场空间潜力巨大。 顺应大型化降本趋势，滑动轴承成本性能皆占优势。随着风机大型化趋势的不断推进，风机对轴承负载能力要求逐渐提升。滑动轴承更适合在高荷载的条件下工作，因此在大型化背景下滑动轴承性能更具优势。此外滑动轴承成本仅为滚动轴承的70%，且维护简便，可有效减轻下游客户的采购以及运维成本压力。 风电行业滑动轴承替代仍处探索阶段，样机并网打下良好基础。目前风电轴承的以滑替滚仍处于探索阶段，目前各大轴承与主机厂商已开始相关尝试。2021年10月，金风科技装有滑动主轴承的样机在新疆达坂城成功实现并网，此次样机并网有力地证实了风电轴承在性能以及经济性上地可靠性，为之后的“以滑替滚”奠定了良好的基础。 投资建议：目前风电轴承行业主要以滚动轴承为主，滑动轴承市场渗透率较低。 随着风电大型化及降本趋势的不断推进，滑动轴承由于其承载能力强、成本低的特点优势逐渐体现。我们认为未来滑动轴承将逐渐实现对滚动轴承的替代，风电滑动轴承市场成长空间广阔，建议关注已展开“以滑替滚”相关验证的两家滑动轴承龙头企业长盛轴承、双飞股份。 长盛轴承：公司进行风电轴承相关技术研发多年，已掌握风电机组用自润滑轴承的多项核心技术。目前公司已率先在齿轮箱轴承进行突破，建成了模拟行星齿轮相对行星销轴转动的国内首台1:1比例主齿轮箱滑动轴承试验台，并已顺利完成6MW半直驱机型主齿轮箱滑动轴承试验。此外，主轴轴承目前已完成材料验证，偏航变桨轴承目前也已处于开发过程中。 双飞股份：目前公司已与国内多家大中型风电主机厂展开了产品研发方面的合作。同时公司与俄罗斯功勋科学家萨维院士团队展开了技术合作，该团队具备设计方案及仿真技术方面的优势，将助力公司对高端风电轴承的研发。目前公司风电轴承已有样品通过顾客装机试验，未来随着公司技术的不断成熟与风电行业“以滑替滚”趋势的不断推进，公司作为滑动轴承领域龙头企业有望占得先机。 风险分析：风电行业景气度下行风险；“以滑替滚”进度不及预期的风险；原材料价格上涨风险。 1、轴承市场空间广阔，海外厂商占据主导 1.1、轴承种类多样，滑动滚动各具优势 轴承可主要分为滑动轴承与滚动轴承两大类。轴承是现代工业的基础零部件，被誉为机械装备的“关节”，其主要功能是支撑旋转轴或其它运动体，引导转动或移动运动并承受由轴或轴上零件传递而来的载荷。按照轴承工作时摩擦面不同的摩擦特性，可将轴承分为滚动轴承与滑动轴承两大类。 图1：轴承分类 滚动轴承：滚动轴承通常由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。按照滚动体的形状不同可分为球轴承与滚子轴承。由于其摩擦面由滚动摩擦代替了滑动摩擦，因此工作时所承受的摩擦力远小于滑动轴承，具有良好的节能效果。缺点是径向尺寸较大，减震能力较差，高速工作时寿命噪音大。 滑动轴承：滑动轴承摩擦面之间依靠滑动运行，因缺少滚动体这一结构因此相对滚动轴承径向尺寸较小，运动较稳定，承载能力较强。缺点是运行过程中的摩擦系数较大，能耗较高。滑动轴承依照摩擦面的润滑形式不同可分为流体润滑轴承与自润滑轴承： 1）流体润滑轴承：流体润滑轴承按照润滑原理的不同可分为动压轴承与静压轴承。其中动压轴承通过轴颈和轴承内壁的相对运动，使其之间形成一层具有一定承载能力的流体薄膜，从而达到润滑的效果，一般适用于高速运行的场景。静压轴承则是通过压力泵将压力润滑剂强行泵入轴承和轴之间的微小间隙。它的特点是在静止或低速场景下也能建立承载油膜，适用于低速运行场景。 2）自润滑轴承：自润滑轴承是指用自润滑材料制作或在材料中预先加入润滑剂，在工作时可以不加或长时期不必加润滑剂的滑动轴承，按润滑剂性质不同可分为含油轴承以及固体润滑轴承。其中含油轴承通过运转时的热膨胀使轴承孔隙中的润滑油溢出供油润滑。而固体润滑轴承则使用聚四氟乙烯、石墨等固体润滑材料代替传统润滑剂进行润滑。 表1：不同类型轴承工作原理及特点 1.2、滑动轴承渗透率不断提升，海外厂商占据高端市场 全球轴承市场规模稳步上升，滑动轴承渗透率逐步提升。随着能源、交通运输、冶金、化工等行业机械装备朝着大型、重载、高速的方向不断发展，下游行业对滑动轴承的需求量不断提高。据Grand View Research数据，全球轴承行业市场规模已由2016年977亿美元上升至2021年1283亿美元。据Verified Market Research数据，全球滑动轴承市场规模由2016年87亿美元上升至2020年141亿美元。随着滑动轴承市场规模不断扩大，渗透率也由2016年的8.9%提升至2020年的11.88%。 图2：2016-2021年全球轴承市场规模及增速 图3：2016-2020年全球滑动轴承市场规模及增速 图4：2016-2020年全球滑动轴承市场渗透率 全球高端轴承市场由八大海外厂商主导。全球高端轴承轴承市场竞争格局相对固定，欧美以及日本的八大轴承制造商（瑞典SKF，日本NSK、NMB、NTN、JECKET、NACHI，美国TIMKEN，德国SCHAEFFLER）凭借多年积累的技术优势占据了全球轴承市场70%以上的份额。而自润滑轴承主要以美国GGB公司、日本Oiles公司、DaidoMetal等专业自润滑轴承企业占据主导地位。 国内自润滑轴承市场初具规模，中高端市场集中度较高。国内自润滑轴承行业经过多年发展已具有一定规模，并在浙江嘉善地区形成了明显的产业集群。国内格局上看，中低端市场中小企业较多，大多数中小企业生产水平不高，中高端市场则由长盛轴承、双飞股份等少数企业占领，集中度较高。 表2：国内外自润滑轴承厂商介绍 2、滑动轴承特点契合风电降本趋势，“以滑替滚”探索进行时 2.1、风电零部件滚动轴承占据主导，滑动轴承市场潜力大 轴承是风电设备核心零部件，目前以滚动轴承占据主导。每台风力发电设备需要偏航轴承1套，发电机轴承3套，主轴轴承2套，变桨轴承3套。半直驱式以及双馈式风机由于主轴与电机之间由变速箱连接，因此相较直驱式风机额外需要20套左右的变速箱轴承。风电轴承工作条件恶劣，同时由于维护成本较高因此需保障较长的使用寿命，因此具有较高的技术复杂度，也是制约我国风电发展的关键因素。 表3：不同种类风电轴承简介 大型化趋势下风电轴承价值量不断提高，滑动轴承市场空间潜力大。根据长盛轴承披露数据，滚动轴承单GW市场空间为2.6亿，滑动轴承单GW市场空间为1.5亿，其中主轴轴承市场空间为6-7千万，齿轮箱市场空间为4-5千万，偏航变桨轴承市场空间为2-3千万。据每日风电数据，2022年我国风电市场招标总量为103.3GW。按照滑动轴承市场渗透率为10%计算，风电滑动轴承市场空间可达15.5亿元。由于滑动轴承渗透率还有极大提升空间，因此风电滑动轴承市场空间潜力巨大。 图5：2014-2022Q1-Q3年国内风电公开招标量（GW） 2.2、高承载力低成本顺应风电趋势，滑动轴承优势尽显 轴承承载能力要求不断提升，滑动轴承特性符合风电大型化趋势。随着风电大型化趋势的不断推进，风电叶片与机组的尺寸与重量不断提升，对风电轴承的承载能力要求也不断提升。滚动轴承由于其摩擦面之间是点接触的结构特性，因此承载能力较差，在高荷载工作条件下易产生噪声且磨损加快。相较之下滑动轴承由于其承压面积大，因此在高载荷工作条件下能较为稳定地运行，且能承受较大的冲击荷载。因此在风电大型化的趋势下，滑动轴承在性能上更具优势。 图6：大型化趋势下风电叶片直径不断提升 表4：滑动轴承与滚动轴承工作特性对比 风电行业滑动轴承成本仅为滚动轴承70%，可有效缓解主机厂商降本压力。轴承是风电机组的核心零部件，据电气风电公告，2018-2020年轴承采购成本占比分别为3.52%/6.03%/7.25%，呈逐年上升趋势。2022年随着风电项目补贴退坡，大型化导致轴承单价上升，风电主机厂商的成本压力逐渐提升。滑动轴承成本仅为滚动轴承成本70%，可有效缓解主机厂商的成本压力。 滑动轴承运维简便，轻量化设计有助于进一步降本。滑动轴承的优势在于风机后续的维护保养较方便，可以在塔上完成，免去吊装等步骤，降低维护成本，并且可以缩短风机停机时间，提高风机利用率。同时滑动轴承由于径向尺寸相较于滚动轴承大幅减小，因此具有体积小、轻量化的特点。如对主机进行相应的轻量化设计，则将有助于风电项目的进一步降本。 2.3、“以滑替滚”仍处探索阶段，样机并网奠定良好基础 齿轮箱轴承实现率先替换，金风科技样机成功实现并网。目前风电轴承的以滑替滚仍处于探索阶段，目前各大轴承厂商已开始相关尝试。长盛轴承由于在工业变速箱多年的技术积累，因此率先在齿轮箱轴承进行突破。此外主轴轴承目前已完成材料验证，偏航变桨轴承目前也已处于开发过程中。2021年10月，金风科技装有滑动主轴承的样机在新疆达坂城成功实现并网，其轴系承载密度提升超过20%，有力支撑了大功率机型的开发；滑动轴承分瓣式设计，可实现局部更换，使维护成本下降超过60%。此次样机并网有力地证实了风电轴承在性能以及经济性上地可靠性，为之后的“以滑替滚”奠定了良好的基础。 表5：国内风电主机及零部件厂商“以滑替滚”进展 3、国内滑动轴承龙头积极布局风电行业 目前风电轴承行业主要以滚动轴承为主，滑动轴承市场渗透率较低。随着风电大型化及降本趋势的不断推进，滑动轴承由于其承载能力强、成本低的特点优势逐渐体现。我们认为未来滑动轴承将逐渐实现对滚动轴承的替代，风电滑动轴承市场成长空间广阔，建议关注已展开“以滑替滚”相关验证的两家滑动轴承龙头企业长盛轴承、双飞股份。 3.1、长盛轴承：国内自润滑轴承龙头企业，齿轮箱轴承率先实现突破 深耕自润滑轴承行业多年，产品应用广泛。浙江长盛滑动轴承股份有限公司始创于1995年6月，2017年11月6日在深圳证券交易所创业板成功上市，成为滑动轴承行业内第一家上市公司。公司从事自润滑轴承研发多年，主要产品有双金属自润滑轴承、金属塑料自润滑轴承、金属基自润滑轴承、塑料自润滑轴承，应用于汽车、工程机械、农业机械、轻工机械、大型施工机械、航空航天、高速列车、高速高精数控机床、核电等多个领域，产品出口至欧美、日本等30多个国家和地区。凭借较强的自主创新能力以及产品性能，公司成为自润滑轴承行业龙头，同时也是行业标准的制定者之一。 图7：长盛轴承发展历程 业绩整体增长稳定，海外市场突出。2017-2021年公司业绩整体稳定增长，其中21年营业收入9.85亿元，同比增长50.3%；归母净利润1.55亿元，同比增长6.7%。22年前三季度营业收入8.02亿元，较上年同期增长10.1%；归母净利润1.31亿元，较上年同期增长7.9%。公司开启海外市场较早，已进入多家海外的全球供应体系，海外收入占比较高，21年海外营收占