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1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告 | 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明机械设备强于大市强于大市维持2022年04月02日（ 评级）分析师 李鲁靖 SAC执业证书编号：S1110519050003联系人 朱晔风电轴承：大型化+进口替代受益环节，论风电轴承竞争力+市场空间几何？行业深度研究 政策补贴退坡催生风电轴承国产替代的旺盛需求：目前陆风已实现平价上网，2021年起不再享受补贴，而海风的补贴力度也在逐步下调。从国家对于风电行业的补贴政策来看，前期国家通过补贴政策来推动风电行业的快速发展，并随着行业技术的进步，逐步下调补贴金额。我们认为未来风厂业主与整机厂商均会对成本控制有更高要求，主机厂商选用国内零部件以降低成本的诉求很可能会非常旺盛。 风电招标量提升有望带动风电轴承的市场空间持续扩大：根据已公开的规划性文件，十四五期间各省已规划的新增风电装机量达到187.51GW，根据周建平“十四五”水电开发形势分析、预测与对策措施，预计十四五新增风电装机量将会达到280-300GW，是十三五期间的两倍有余。风电招标量的快速增长会有望带动上游零部件市场空间持续扩大。 主轴轴承：主轴轴承是风电机中单价最贵、技术壁垒最高的轴承。随着风机功率的增大，主轴轴承的单价会随之上升。低功率机型已实现国产化，而大功率机型主轴轴承仅有极少数厂商（新强联、瓦轴）可以实现批量供应，存在较大的国产替代空间。目前国内头部厂商优势明显，有望诞生国内龙头企业。根据我们测算，主轴轴承国内的市场空间，2021年38.05亿元，2025 年56.43亿元，CAGR 为10.36%。 偏航变桨轴承：偏航变桨轴承技术含量低于主轴轴承，毛利率为主轴轴承的一半。国内厂商的技术已较为成熟，已实现全系列国产化，天马、瓦轴、洛轴、新强联、京冶等厂商目前占据国内市场主导位置。风机大型化背景下，独立变桨轴承有望成为新的趋势，使变桨轴承的价值量提升。根据我们测算，偏航变桨轴承国内的市场空间，2021年56.17亿元，2025 年88.70亿元，CAGR 为12.10% 齿轮箱轴承、发电机轴承：风电机主机厂通常会采购整个齿轮箱与发电机，而不会单独采购内部的轴承。齿轮箱轴承技术含量较高，基本依赖进口，国内只有瓦轴和新强联等极少数轴承厂商处于起步阶段。根据测算，齿轮箱轴承国内的市场空间，2021年24.75亿元，2025 年33.42亿元，CAGR 为10.63%。而发电机轴承小功率产品已实现国产，大功率产品基本依赖进口。发电机轴承市场空间较小，不足10亿元。 通过风电轴承领域的分析研究，我们对受益于风电高景气度的企业进行了梳理，主要分为三条主线： 大功率主轴轴承存在较大国产替代空间，目前头部厂商的技术进步快、产能扩张激进，在技术、经验和规模上相较其他国内厂商有较大的优势，未来2-3年内有望诞生国内龙头企业。建议关注新强联。 独立变桨轴承是未来风机大型化背景下的发展趋势，主要使用三排圆柱滚子轴承，与传统的双排球轴承技术路径不同。目前只有新强联、成都天马等少数厂商在生产独立变桨轴承，未来1-2年内变桨轴承的毛利率有望迎来提升，订单有望较大放量。建议关注新强联、恒润股份。 目前风电齿轮箱轴承基本依赖进口，存在很大的国产替代空间。风电主机厂会采购一定量的齿轮箱轴承，发给齿轮箱生产厂商来组装，以降低采购成本，目前新强联在建立齿轮箱轴承生产线，带头进入齿轮箱轴承行业，建成后会拿到一定数量的订单。建议关注新强联。 风险提示：风电装机量不及预期、风电大型化进展不及预期、价格竞争过于激烈、市场空间测算具有一定主观性，与实际值或存在偏差摘要2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明nMqOtMuMrMsOqNyRqMrQpMbR9R7NoMrRpNpNfQnNrNfQnNsO8OrQoRMYmNmNvPnNoR轴承行业概况：本土企业规模较小，国内市场集中度低13请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明4数据来源：SKF官网，舍弗勒官网，天风证券研究所图：轴承的内部结构包含五大核心元件 图：滚动轴承剖面图，深沟球轴承（左）与圆柱滚子轴承（右）1.1 轴承：支撑机械旋转体，降低摩擦的部件 轴承的定义：轴承是在机械传动过程中起固定、旋转和减小载荷摩擦系数的部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，并降低设备在传动过程中的摩擦。 按运动元件的摩擦性质不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类，其中滚动轴承最为常见。 滚动轴承的内部结构：滚动轴承由两个环组成，一个内部和一个外部，也即内圈和外圈，并且在这两个环之间装有支撑旋转部件的滚动体，以减少内圈和外圈在相对旋转过程中摩擦。此外，还装有起到固定和支撑作用的密封件和保持架。5数据来源：江苏萨克轴承官网，天风证券研究所表：滚动轴承的分类1.2 轴承根据内部结构的差异，有三种主要分类方式 轴承的分类：从内部结构来看，滚动轴承主要按以下三个维度来分类，按滚动体分类（球轴承、圆柱轴承、圆锥轴承），按滚动体列数分类（单列轴承、双列轴承、多列轴承），按是否可调心分类（调心轴承、非调心轴承）。 调心轴承的含义：指可以允许内圈和外圈轴心线有角偏差的轴承。能够抵消一定的安装误差以及主轴挠曲产生的倾斜，同时可以保证轴承的高承载性能和运转稳定性，常用作风力发电机的主轴轴承。 轴承的生产流程如下图所示，在三个主要的元件滚动体、保持架和内圈外圈生产完成后装配得来最终的轴承产品。冷镦滚动体保持架内圈/外圈热处理 硬磨 初研 外观 精研光磨剪料 光整 成形 整形 冲铆钉孔裁环锻造 车削 淬火 回火 磨削退火装配 轴承分类标准 轴承的类型按滚动体分类球轴承圆柱轴承圆锥轴承按是否调心分类 调心轴承非调心轴承按滚动体列数分类单列轴承双列轴承多列轴承图：轴承的生产流程6数据来源：新强联公告，五洲新春公告，金沃股份公告，力星股份公告，西宁特钢公告，头豹产业研究院，坚果投研，天风证券研究所图：轴承的上下游产业链上游 中游 下游轴承生产厂商 下游应用领域 中信特钢 中原特钢 江苏永钢 承德建龙 山东钢铁 西宁特钢零部件原材料轴承钢 内圈/外圈滚动体国内厂商国外厂商 金沃股份 五洲新春 上通优必胜 力星股份 日本椿中岛 瑞典SKF（斯凯孚） 德国Schaeffler（舍弗勒） 日本NSK（恩斯克） 日本JTEKT（捷太格特） 日本NTN（恩梯恩） 美国TIMKEN（铁姆肯） 日本NMB（美蓓亚） 日本NACHI（不二越） 瓦房店轴承 哈尔滨轴承 洛阳LYC轴承 浙江天马轴承 人本集团 慈兴集团 环驰轴承 江苏南方轴承 绍兴旭日绵 广濑精密机械 浙江辛子精工非金属材料保持器密封圈 美国恩恩 山东东阿钢球1.3 轴承下游应用领域几乎涵盖所有工业板块 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。 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。 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，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。 金发科技 鑫达集团 道恩股份40.19%14.70%10.33%6.89%6.31%6.31%3.79%3.23%8.25% 汽车轴承电工轴承机床轴承工程机械轴承风电轴承冶金轴承机器人轴承农机轴承其他7数据来源：金沃股份公告，天风证券研究所 根据轴承工业协会的信息，我国轴承产业几十年来不断升级改造，市场资源配置持续优化，已经形成五大产业集聚区，分别是瓦房电、聊城、长三角、洛阳和浙东产业集聚区。 瓦房店：老工业基地培育的“中国轴承之都”，主要生产冶金矿山轴承、风力发电机轴承、铁路货车轴承等。 洛阳：产学研紧密结合，具备强劲的研发能力，主要生产高、精、尖、特轴承产品。 苏锡常：差异化发展，定位“专精特新”，主要生产汽车轴承、家电轴承、机床主轴轴承等。 聊城：拥有全产业布局，聊城郑家镇是中国轴承保持器之乡，主要生产各类标准轴承，内外球面轴承、关节轴承等。 浙东：新昌被称为“轴承之乡”，具有完整的工业布局，主要生产汽车轴承、电机轴承、电动工具轴承等。表：中国轴承五大产业聚集地1.4 几十年升级改造，国内形成了五大轴承产业聚集地产业集聚区 区域特点和优势 主要产品 代表企业瓦房店轴承产业集聚区“中国轴承之都”、龙头企业拉动、人力资源雄厚、优势品牌带动、国家政策支持冶金矿山轴承、风力发电机轴承、铁路货车轴承等瓦轴、大冶轴、瓦光阳、瓦冶轴、金峰轴承等洛阳轴承产业集聚区 产学研紧密结合、强劲的研发能力、优秀的科普基地、联盟的中枢神经 高、精、尖、特轴承产品 洛阳轴承、洛凌轴承、轴研科技等浙东轴承产业集聚区新昌：“轴承之乡”、完整的工业布局、特色的产业集群、主导的民营经济、先进的生产设备中小型、微型轴承以及轴承锻件、轴承钢管、轴承套圈等轴承零配件五洲新春、人本、慈兴集团、万向、新昌西密克、金沃精工等苏锡常轴承产业集聚区 差异化发展、定位“专精特新”、工业基础雄厚、市场需求广阔汽车轴承、家电轴承、机床主轴轴承、纺织机械轴承、滚针轴承等精密轴承力星股份、常州光洋、南方轴承、无锡华洋、常熟长城等聊城轴承产业集聚区聊城郑家镇：中国轴承保持器之乡、全产业布局、民营企业主导、工贸互补促进发展各类标准轴承，内外球面轴承等非标轴承和特种轴承，钢球、滚子、滚针、保持器等轴承零配件临沂开元、东阿钢球、新欣金帝、烟台轴承仪器等8数据来源：头豹产业研究院，国家统计局，中国轴承工业协会，坚果投研，天风证券研究所1.5 高端市场被海外企业占据，国内企业规模小，行业集中度低70.70%20.30%9.00%八大跨国集团中国厂商其他8.80%7.90% 1.10%1.00%0.90%0.60%79.70%人本万向钱潮新强联瓦轴五洲新春襄阳汽车其他1899 203822542780 28900%5%10%15%20%25%05001000150020002500300035002016 2017 2018 2019 2020中国轴承市场规模（亿元） YoY 全球轴承市场几乎被八大跨国集团垄断。高端轴承领域技术壁垒较高，海外厂商先发优势明显，2020年全球轴承市场 70%以上的市场份额由八大海外厂商占据（瑞典SKF、德国Schaeffler、日本NSK、日本JTEKT、日本NTN、美国TIMKEN、日本NMB、日本NACHI）。 国内轴承市场近3000亿元，行业集中度低，CR10仅为28.6%。2020年中国轴承市场为2890亿元，行业规模较大，但参与者众多、同质化现象严重，行业集中度低，CR6仅为20.3% ，各家厂商的规模较小，产品主要分布于中低端领域。图：2016-2020年中国轴承市场规模 图：2020年中国轴承市场市占率图：2020年全球轴承市场市占率风电轴承：高端产品依赖进口，风机大型化亟待国产替代29请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明10数据来源：Wind Power Engineering，论我国重大技术装备轴承的自主安全可控何加群等，海上风电主轴用轴承技术程涛等，观研报告网，天风证券研究所表：风电机内部轴承的分类简介主轴轴承 偏航轴承 变桨轴承 发电机轴承 齿轮箱轴承工作原理 支承轮毂及叶片，传递扭矩到增速器的作用安装于塔筒顶端、机仓底部，承载风机主传动系统的重量，用于调整风机迎风方向将桨叶与轮毂结合在一起，根据风向调整桨叶迎风角度使其达最佳状态配合发电机内部结构运行，将主轴的动能转化为电能配合齿轮箱结构运行，对主轴进行增速以达到发电所需转速主流应用的轴承类型 主要是调心滚子轴承，圆锥滚子轴承也有一部分 以双排球轴承为主目前以双排球轴承为主，未来会趋向于三排圆柱滚子轴承球轴承、圆柱滚子轴承涉及约20个轴承，包括调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、球轴承等每台风机所需数量 1套 1个 3个 1套 1套应用风电机类型 双馈式+直驱式+半直驱式 双馈式+半直驱式图：风电机内部轴承拆解图（以双馈式风电机为例） 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。 齿轮箱轴承只有在双馈式和半直驱式风电机上有应用，而直驱式风机是由主轴直接带动发电机轴旋转，省去了齿轮箱这一环节。2.1 轴承在风电机多个部件处均有应用，属于附加值较高的环节调心滚子轴承 双列圆锥滚子轴承 三排圆柱滚子轴承 单列圆锥轴承 双排球轴承示意图滚动体 圆柱/圆锥 圆锥 圆柱 圆锥 球是否可调心 是 否 否 否 否滚动体列数 2 2 3 1 2径向载荷承受能力 中等 极强 极强 极强 中等轴向载荷承受能力 无 较强（双向） 极强（双向） 较强（单向） 中等（双向）风电机中应用位置 主轴轴承 主轴轴承 主轴轴承、变桨轴承 主轴轴承 偏航轴承、变桨轴承11数据来源：舍弗勒官网，新强联公司公告，瓦轴官网，徐州海林回转支承官网，SKF官网，洛阳鑫世轴承，天风证券研究所表：风电机内部常用轴承的种类图：轴承工作状态下的受力情况 轴承在工作时会受到两个方向的力，径向力和轴向力，不同结构的轴承对径向载荷和轴向载荷的承载能力不同。 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。2.1 轴承在风电机多个部件处均有应用，属于附加值较高的环节12数据来源：Wind，各公司公告，天风证券研究所图：风电机内部各零部件毛利率对比 轴承在风电机中价值占比近8%。根据电气风电招股书，2020年电气风电采购原材料中，价值占比前四的部件分别为叶片、齿轮箱、发电机、轴承，这四大部件价值量占比分别为20.45%、10.61%、8.51%、8.00%，轴承的价值量占比为8%，在所有零部件中排名第四，是风电机成本中较为主要的元件。 轴承是风电机零部件中附加值较高的环节。根据各零部件厂商中的龙头企业最新年报中的数据，叶片、齿轮箱、主轴、法兰、塔筒的毛利率分别为21.29%、15.80%、39.73%、37.35%、21.39%，而主轴轴承的毛利率达到48.83%，属于附加值较高的零部件，偏航变桨轴承国内技术较为成熟，毛利率较主轴轴承低一些，为22.32%。2.1 轴承在风电机多个部件处均有应用，属于附加值较高的环节21.29%15.80%39.73% 37.35%21.39%48.83%22.32%0%10%20%30%40%50%60%图：电气风电2020年原材料采购金额及占比20.45%10.61%8.51%8.00%5.62%4.70%4.09%1.88%2.18%33.97%叶片齿轮箱发电机轴承铸件变流器钢件机舱罩/导流罩主轴其他原材料13数据来源：各公司官网，各公司公告，中国机械工业年鉴，国际风力发电网，轴承界，Wind，观研报告网，天风证券研究所表：中国风电轴承市场的主要生产厂商企业类型 厂商 2020年公司收入（亿元） 下游客户 公司介绍国外厂商舍弗勒 1011.15 金风科技、电气风电、东方电气、明阳智能等德国企业，全球领先的工业领域的综合供应商，主轴承市占率全球第一。2021年投资12 亿元，建立亚太地区最大的风电轴承生产基地，主要生产直径800 毫米以上的风电主轴轴承、重工轴承、齿轮箱轴承等产品斯凯孚 478.61 电气风电、金风科技、明阳智能 瑞典企业，是轴承、密封件等产品的服务供应商，主轴承市占率全球第二。持有瓦轴19.7%的股份，在国内大连设有大型轴承厂。铁姆肯 229.23 金风科技、湘电风能 美国企业，世界上最大的圆锥滚子轴承和无缝合金钢管制造公司，在大中华区员工约3600名，建立了5家大型轴承制造基地，在湘潭的制造基地负责生产风机轴承。罗特艾德 91.00电气风电、金风科技、明阳智能、上海电气、西门子德国企业，在徐州的合资公司徐州罗特艾德是中国最大的回转支承厂家之一，可生产直径从400mm至5050mm的回转支承产品，2007年开始进行风力发电回转支承的生产制造。国内厂商瓦房店轴承 18.59 金风科技、明阳智能等2021年，4.XMW平台风机单列圆锥结构主轴轴承实现量产。大型深沟球轴承和大型圆柱滚子轴承已配套11MW海上风力发电机组，成功研制国内首台5MW海上风电机组中齿轮箱全系轴承。洛阳LYC轴承 42.28 金风科技、明阳智能、三一重能等早在2016年，为国家863重大科研项目配套研制的国内首套6MW风电主轴轴承。偏航轴承、变桨轴承、主轴轴承、齿轮箱轴承、发电机轴承等正在加快推进5兆瓦以上的海洋风电轴承的研发。新强联 20.64明阳智能、远景能源、湘电风能、三一重能、东方电气等公司先后研制了1.5-5.5兆瓦变桨和偏航轴承，成为国内变桨、偏航轴承的主要供应商；国内唯一的直驱式风机三排圆柱滚子主轴承制造商，在大兆瓦风机主轴轴承国内领先，打破了长期国外垄断。2022年业务横向拓展至齿轮箱轴承。成都天马精密机械 31.92维斯塔斯、通用电气、西门子歌美飒、金风科技、电气风电等三排圆柱滚子变桨轴承产品为国内最早研发、最大市场占有率，2021年已研制出海上风电8MW主轴承。恒润股份 23.85 - 公司原是风电领域法兰和锻件生产商，2021年业务拓展在风电轴承，投资11.58亿元于风电轴承生产线，项目预计实现年产4000套大型风电轴承。2.1 轴承在风电机多个部件处均有应用，属于附加值较高的环节 国产厂商直接与四家海外轴承厂商竞争。国内风电轴承市场参与的企业主要包括四家海外企业与一些国产厂商，如新强联、瓦轴、洛阳LYC等。海外企业技术较为领先，多数在国内建有工厂，而国内企业近年来进步较快，与海外企业的竞争愈发激烈。14数据来源：舍弗勒官网，兆瓦级风电机组主轴承选型及发展趋势王建梅等，论我国重大技术装备轴承的自主安全可控何加群等，天风证券研究所表：风电机主轴轴承的常见技术路径 主轴轴承起到支承轮毂及叶片，传递扭矩到增速器的作用，常见的技术路径包括三点式支承、两点式支承和单点式支承，一台风机中往往需要1-2个主轴轴承。 主轴轴承：单价最贵、技术壁垒最高的轴承。风机运转过程中主轴在不断旋转，主轴轴承始终处于工作状态，且同时承受外部风载传输来的载荷与主轴、齿轮箱的重力载荷，工况载荷复杂。因此主轴轴承是风电机中单价最贵、技术壁垒最高的轴承。 通常来讲，双馈式风机主轴轴承常用调心滚子轴承，直驱和半直驱风机主轴轴承常用单列或双列圆锥滚子轴承。注：CARB 圆环滚子轴承是 SKF 轴承公司开发的一种单列轴承，滚子稍带弧面，滚道轮廓为圆弧面，具有调心功能。图：三点式支承（一个调心滚子），两点式支承（两个单列圆锥滚子）主轴的技术路径 三点式支承 两点式支承 单点式支承使用的轴承 1个调心滚子 2个调心滚子 2个单列圆锥滚子 1个圆柱滚子+1个双列圆锥滚子 1个CARB 圆环滚子+1个调心滚子 1个双列圆锥滚子 1个三排圆柱滚子优点 结构简单；安装容易 安装容易；抵消热胀冷缩承载能力强；系统刚性好；动力学特性好轴承定位可靠；动力学特性好；抵消热胀冷缩抵消热胀冷缩；可缓解主轴挠曲产生的边缘应力承载能力很强 承载能力很强缺点主轴动力学特性差；系统刚性差；对齿轮箱要求较高刚性较差；需要相对长的主轴来抵消弯矩需要考虑温度变化造成的应力；安装要求较高安装难度大；对轴承座的要求较高CARB轴承不能承受轴向力 成本较高 成本高，良品率低应用情况 一般用于低兆瓦机型 广泛应用于各型号机型 应用很少 在中等兆瓦级风机上应用较多在英国5MW 风机上应用已十分成熟，在国内应用较少广泛应用于大兆瓦风机少量应用于大兆瓦风机2.2 主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发15数据来源：各公司公告，各公司官网，Ofweek，天风证券研究所表：各厂商主轴轴承使用的技术路径29%24%12%9%9%8%4%4% 1% 舍弗勒斯凯孚NTNKOYOTimken罗特艾德洛轴瓦轴ZKL图：2019年全球主轴轴承市占率厂商 舍弗勒 斯凯孚 罗特艾德 新强联 瓦轴 洛阳LYC技术路径双列圆锥+圆柱滚子2个调心滚子1个双列圆锥滚子2个单列圆锥滚子双列圆锥+圆柱滚子2个调心滚子1个双列圆锥滚子2个单列圆锥滚子1个CARB 圆环滚子+1个调心滚子三排圆柱滚子双列圆锥滚子调心滚子2个单列圆锥滚子双列圆锥+圆柱滚子双列圆锥滚子三排圆柱滚子2个单列圆锥滚子双列圆锥+圆柱滚子2个单列圆锥滚子 调心滚子轴承下游客户金风科技、电气风电、东方电气、明阳智能等电气风电、金风科技、明阳智能等电气风电、金风科技、明阳智能、上海电气、西门子等湘电风能、明阳智能和东方电气等 明阳智能 明阳智能、三一重能 主轴轴承的国产化进程：海外厂商先发优势明显，技术路径较为丰富，国内厂商在技术水平和经验积累方面仍有不小的差距，尤其大功率机型的主轴轴承几乎被海外品牌垄断，存在较大的替代空间。 小功率机型主轴轴承：已实现国产替代，国内厂商主要包括新强联、洛阳LYC、瓦轴等。 大功率机型主轴轴承：国产替代程度很低，只有新强联、瓦轴等极少数厂商可以批量供应，新强联在国内优势明显。2.2 主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发16数据来源：三一重能公告，天风证券研究所图：国产与进口主轴轴承价格对比（单位：万元） 主轴轴承价值随功率增加呈几何式增长，有望受益于风机大型化。直径越大的主轴轴承加工工艺就越复杂，生产难度就越高，随着风机功率的增大，主轴轴承的价格并非线性上升，而是呈几何式增长，即单MW的价值量在不断提升。根据三一重能采购数据，斯凯孚的主轴轴承单MW价值量，2.0MW为4.57万元，而4.0MW则是7.30万元，单MW价值量随着功率的增大有显著的提升，未来风机大型化极大可能会扩大主轴轴承的市场空间。 国产主轴轴承性价比优势明显。根据三一重能的主轴轴承采购数据，公司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。2.2 主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发图：国产与进口主轴轴承单MW价值量对比（单位：万元/MW）5.337.6313.7619.919.1412.6516.5729.2051015202530352.0MW 2.5MW 3.0MW 4.0MW国内厂商平均 斯凯孚2.67 3.054.594.984.575.065.527.300.001.002.003.004.005.006.007.008.002.0MW 2.5MW 3.0MW 4.0MW国内厂商平均 斯凯孚17数据来源：重型机械教育部工程研究中心，新强联公告，新强联官网，天风证券研究所图：新强联生产的三排圆柱滚子主轴轴承图：新强联生产的双列圆锥滚子主轴轴承 大功率国产替代的进展缓慢的原因 技术壁垒高：主轴轴承工况载荷复杂，工艺要求较高，越是大型的风机主轴轴承的技术壁垒就越高，国内轴承厂商在高端轴承领域仍有较大差距。 研发周期长：由于主轴的使用寿命要求是20年，轴承厂商生产的样品需要经过一年多时间的模拟测试来验证产品的性能，因此产品的研发周期较长。 验收周期长：对主机厂来说，一旦发生故障产生的售后成本要高于国产替代节约下来的成本，因此主机厂更换供应商的过程比较谨慎。（新强联提供给湘电风能的首台实验轴承平稳运行两年后，才进入其主轴轴承的合格供应商名单）2.2 主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发18数据来源：EFD官网，新强联公司公告，天风证券研究所表：渗碳淬火技术对比无软带淬火技术 国内企业掌握无软带淬火技术，生产技术有了长足进步。 淬火是金属加工中的一道工艺，是指将金属加热到较高温度后，将其快速冷却，可以使金属的硬度和机械强度提高。传统的淬火方式是渗碳淬火，让钢在富含碳的材料中加热，使碳吸收到金属中，使金属表面更硬，而其内部仍维持较软且较坚韧的状态。 当今各大轴承生产商逐渐采纳感应加热淬火的生产技术，即利用高频交流电产生的磁场中来加热工件表面，以实现工件的淬火，用时短且能耗低，但缺点是会产生软带（低硬度区域）。 而近年来新强联等厂商，采用较为先进的无软带淬火技术，也即改良后的感应加热淬火，轴承产品在淬火后没有软带区域，回转支承滚道不存在薄弱环节，可提高回转支承的承载能力和可靠性，提高回转支承的使用寿命，满足高速重载的使用场合，同时也节约了生产成本，该技术的应用有望推进国产主轴轴承的替代进程。图：EFD（新强联淬火设备供应商）的无软带淬火技术渗碳淬火 无软带淬火原理让钢在富含碳的材料中加热，使碳吸收到金属中，使金属表面更硬，而其内部仍维持较软且较坚韧的状态。采用感应加热的方法，利用高频交流电产生的磁场中来加热工件表面，使用两个加热组件，均配有预热感应器和加热感应器，可以巧妙地制造出无软带（低硬度区）的轴承物流成本 需要将工件运输到专门的车间进行渗碳淬火加工 可以将设备整合到生产线上，在现场进行，减少运输成本能耗 高 低耗时 长 短2.2 主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发19数据来源：各公司公告，各公司官网，国际风力发电网，北极星风力发电网，天风证券研究所表：国内企业大功率主轴轴承技术水平 国内厂商进步迅速，大功率主轴轴承有望填补国产空白。新强联3MW主轴轴承已实现大批量生产，并于2021年募资9.35亿元大规模扩产，5.5MW主轴轴承也已进入样机交付阶段。瓦轴的4.X MW主轴轴承也已实现批量生产。成都天马、洛阳LYC、京冶等厂商在风电主轴轴承领域也有一定的技术积累。 部分国内轴承厂商绑定头部风电主机厂，建立了客户资源的优势。风电轴承的耐久性是重要的性能指标，因此风电轴承的开发需要建立在大量实践上，需要在风机上长时间试装测试。只有与风电主机厂保持良好的合作关系的轴承厂商才能得到很好的试装测试机会。近年来一些国产轴承厂商与风电主机厂建立了良好的合作关系，有利于提高国内轴承厂商的技术水平，并提高轴承订单来源的稳定性。 头部厂商优势明显，未来2-3年有望诞生国内龙头企业。大功率主轴轴承领域存在一定的壁垒，只有生产技术强、产能充足的企业才有机会获得市场份额。目前新强联等头部厂商的技术进步快、产能扩张激进，产品也进入主机厂的验证环节，在国内企业中建立了比较明显的先发优势。随着市场认可度的提升，头部厂商有望在未来2-3年内抢占可观的市场份额，随后其他本土厂商会在技术上跟进，共同开拓较大的市场空间。2.2 主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发公司 主轴轴承进展 客户资源新强联3MW主轴轴承已实现大批量生产，5.5MW主轴轴承进入样机交付阶段，2021年募集资金兴建生产线，预计年产3-4MW主轴轴承1200个，4-6MW主轴轴承300个湘电风能、明阳智能和东方电气等瓦轴 4.XMW单列圆锥主轴轴承已批量生产，5.XMW单列圆锥主轴轴承正在样件生产中。 明阳智能洛阳LYC 2016年参与国家863重大科研项目，6MW主轴轴承通过性能试验认证 明阳智能、三一重能京冶 完成了海上5.5/7.0MW风电主轴轴承的设计与试制 -成都天马 2021年10月，8MW海上风电主轴轴承正式下线 - 我们对风电主轴轴承国内和全球的市场进行了测算，可得到 2021 年在国内和全球的市场空间分别为38.05亿元、71.61亿元，到 2025 年将达到56.43亿元、107.88亿元，CAGR分别为 10.36%、10.79%，主要基于以下假设： 考虑到风电主机厂采购原材料、制造风机、再到风电装机，这中间的时间跨度太长，因此我们认为装机量不能很好反应风电上游原材料的需求量，而风电运营商的招标时间与风电主机厂采购轴承的时间更为接近，可以更准确地衡量风电轴承的需求量，因此我们使用招标量来计算风电轴承的需求。 根据已公开的规划性文件，十四五期间各省已规划的新增风电装机量达到187.51GW，根据周建平“十四五”水电开发形势分析、预测与对策措施，预计十四五期间新增风电装机量将会达到280-300GW，是十三五期间的两倍有余。2014-2021年前三季度，七年间国内风电招标量CAGR为13.47%，同时考虑到风能北京宣言提出十四五期间年均新增装机50GW以上的目标，以及2021年前三季度海上风电新增招标量1GW，增长超出预期。我们合理假设2021年风电新增招标量50GW，2021-2025年风电招标量以每年13.47%的速度增长。 参考全球风能协会（GWEC）2021年全球风电报告，海外国家2021年风电装机量为57.50GW，预计2025年达到67.20GW，我们将这个数据向前推一年，近似得到海外国家招标量的数据，即2021年44.10GW，2025年75.57GW，叠加上述国内招标量数据的预测，得到全球风电招标量数据，2021年94.10GW，2025年达到158.45GW，CAGR为13.91%。20数据来源：金风科技官网，三一重能公告，明阳智能官网，北极星风力发电网，GWEC，天风证券研究所2.2 主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发21数据来源：金风科技官网，明阳智能官网，天风证券研究所 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。以明阳智能为例，2021年前三季度5MW及以上机型占比达到59%，4MW及以上占比达到64%，风机大型化的进展十分迅速。同时考虑到2021年前三季度海上风电项目招标量达到1GW，增速超出预期，而海上风电项目主要使用大功率机型。因此我们假设 2021年3MW及以下的机型招标量占40%，2023年3MW及以下机型停产，2021年7MW以上机型招标量占比5%，2025年7MW以上机型占比达到60%。图：国内及全球风电招标量预估2.2 主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发图：各功率机型发电功率的分布占比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%2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025EX3MW 3MWX5MW 5MWX7MW X7MW33.5065.2031.1050.00 56.7464.3873.0582.8967.51109.3088.60 94.10107.24119.88140.25158.45-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0204060801001201401601802018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E国内风电机招标量（GW） 全球风电机招标量（GW） 国内同比 全球同比22数据来源：新强联公告，洛轴官网，天风证券研究所 参考新强联募投项目主轴轴承的设计单价，3-6MW主轴轴承的平均单MW价值量为13.14万元/MW，由于新强联的募投项目计划于2021年前期制订，而抢装潮过后，2021年下半年风电轴承价格出现大幅度下降，因此假设2021年轴承价格下跌40%， 3-6MW主轴轴承的平均单MW价值量为7.89万元/MW。 考虑到大功率轴承的加工难度较大，技术壁垒高，存在一定溢价，而小功率轴承的价格竞争激烈，因此假设7MW及以上的主轴轴承价格比3-7MW的高10%，而3MW及以下的主轴轴承价格比3-7MW的低10%。计算得出2021年主轴轴承单MW价值量，3-7MW为7.89万元/MW，7MW以上为8.67万元/MW，3MW及以下为7.10万元/MW。 由于2018-2020年风电行业出现了抢装潮，上游零部件价格维持在较高的位置，我们假设2018-2020年主轴轴承的单MW价值量和2021年一致。 2021年后，风电行业景气度明显提升，上游原材料厂商的信心加强，产能扩充计划也提上日程，叠加国内的风电零部件生产环节的技术更加成熟，零部件的国产替代率逐步提升，未来轴承行业降价的可能性很高，于是我们假设2022-2025年，轴承的单MW价值量以每年5%的速度下降。2.2 主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发图：主轴轴承单MW价值量的预测2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025主轴轴承的单MW价值量（万元）X3MW 7.10 7.10 7.10 7.10 6.74 6.41 6.08 5.783MWX5MW 7.89 7.89 7.89 7.89 7.49 7.12 6.76 6.425MWX7MW 7.89 7.89 7.89 7.89 7.49 7.12 6.76 6.42X7MW 8.67 8.67 8.67 8.67 8.24 7.83 7.44 7.0723数据来源：北极星风力发电网，GWEC，各公司公告，各公司官网，天风证券研究所 主轴轴承市场空间=（风电招标量* 各功率机型的发电功率占比*各功率机型的单MW主轴轴承价值量）表：主轴轴承的市场空间测算过程2.2 主轴轴承：大功率产品替代空间较大，国产替代蓄势待发图：主轴轴承测算市场空间及增速24.2547.6223.0238.05 42.0846.73 51.3656.4348.8679.8365.5971.6179.5387.0298.62107.88-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0204060801001202018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E国内主轴轴承市场规模（亿元） 全球主轴轴承市场规模（亿元）国内同比 全球同比2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E国内风电机招标量（GW） 33.50 65.20 31.10 50.00 56.74 64.38 73.05 82.89全球风电机招标量（GW） 67.51 109.30 88.60 94.10 107.24 119.88 140.25 158.45各功率机型发电功率占比X3MW 83% 75% 63% 40% 20% 0% 0% 0%3MWX5MW 9% 13% 26% 40% 50% 55% 30% 20%5MWX7MW 8% 10% 9% 15% 20% 25% 30% 20%X7MW 1% 2% 2% 5% 10% 20% 40% 60%国内主轴轴承市场空间（亿元）X3MW 19.65 34.89 13.90 14.19 7.65 0.00 0.00 0.003MWX5MW 2.25 6.53 6.49 15.77 21.25 25.20 14.82 10.655MWX7MW 2.19 5.31 2.17 5.91 8.50 11.45 14.82 10.65X7MW 0.15 0.90 0.46 2.17 4.68 10.08 21.73 35.14总计 24.25 47.62 23.02 38.05 42.08 46.73 51.36 56.43全球主轴轴承市场空间（亿元）X3MW 39.61 58.48 39.61 26.71 14.46 0.00 0.00 0.003MWX5MW 4.54 10.94 18.49 29.68 40.17 46.92 28.45 20.355MWX7MW 4.42 8.90 6.18 11.13 16.07 21.33 28.45 20.35X7MW 0.30 1.51 1.30 4.08 8
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