滑動(dòng)軸承行業(yè)研究：乘風(fēng)而上滑動(dòng)軸承助力風(fēng)電降本增效

滑動(dòng)軸承行業(yè)研究：乘風(fēng)而上，滑動(dòng)軸承助力風(fēng)電降本增效一、滑動(dòng)軸承品種豐富，外資主導(dǎo)全球市場1.1、滑動(dòng)軸承應(yīng)用廣泛，市場空間逾140億美元滑動(dòng)軸承主要分為流體潤滑軸承、自潤滑軸承兩大類。軸承是當(dāng)代機(jī)械設(shè)備中一種重要的基礎(chǔ)零部件，主要功能是支撐旋轉(zhuǎn)軸或其他運(yùn)動(dòng)體，同時(shí)保證其運(yùn)動(dòng)精度。軸承產(chǎn)品規(guī)格型號眾多，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，可以分為“滾動(dòng)軸承”和“滑動(dòng)軸承”兩大類。滾動(dòng)軸承是指在零件間含有滾動(dòng)體作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軸承，滑動(dòng)軸承則是不使用滾動(dòng)體，僅在滑動(dòng)摩擦下工作的軸承。根據(jù)工作時(shí)軸套和軸頸表面間呈現(xiàn)的摩擦狀態(tài)不同，滑動(dòng)軸承可分為流體潤滑軸承（如動(dòng)壓軸承、靜壓軸承）、非完全流體潤滑軸承和無潤滑軸承，一般后兩者屬于自潤滑軸承。滑動(dòng)軸承技術(shù)路線豐富，多樣化的原理與結(jié)構(gòu)適配不同應(yīng)用場景。流體潤滑軸承、自潤滑軸承雖然同屬滑動(dòng)軸承的細(xì)分賽道，但在原理、結(jié)構(gòu)與下游應(yīng)用等方面均存在較大差異。1）流體潤滑軸承：主要有液體潤滑與氣體潤滑兩類，按潤滑原理又可分為動(dòng)壓潤滑與靜壓潤滑。液體動(dòng)壓潤滑軸承依靠軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)帶來的流體動(dòng)壓形成相適應(yīng)的壓力油膜將軸承和軸頸表面分隔，從而使金屬和金屬不發(fā)生直接接觸；液體靜壓潤滑軸承則依靠外部供給壓力油，在軸承內(nèi)建立靜壓承載油膜以實(shí)現(xiàn)液體潤滑；氣體動(dòng)壓/靜壓潤滑軸承以氣體為潤滑劑，原理與液體潤滑類似。2）自潤滑軸承：一般包含非完全液體潤滑軸承（如含油軸承等）和固體潤滑軸承。含油軸承即粉末冶金軸承，是由金屬粉末和其他減摩材料粉末壓制、燒結(jié)、整形和浸油而成，具有多孔結(jié)構(gòu)，在熱油中浸潤后，孔隙間充滿潤滑油。工作時(shí)由于軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)的抽吸作用和摩擦發(fā)熱，使金屬與油受熱膨脹，把油擠出孔隙，進(jìn)而摩擦表面起潤滑作用，軸承冷卻后，油又被吸回孔隙中；固體潤滑軸承用石墨、二硫化鉬、酞青染料、聚四氟乙烯等固體潤滑劑潤滑，形成永久潤滑膜，能適應(yīng)極端工況環(huán)境?；瑒?dòng)軸承處于快速發(fā)展期，全球市場規(guī)模已逾140億美元。從軸承行業(yè)整體來看，全球市場規(guī)模已超千億美元，2021年全球軸承市場規(guī)模約1200億美元，2016-2021年CAGR為4.4%；2021年我國軸承市場規(guī)模約為2278億人民幣，2016-2021年CAGR為7.0%。從滑動(dòng)軸承細(xì)分市場看，相較于已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的滾動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承目前正處于應(yīng)用擴(kuò)張、品類提升的高速發(fā)展期，2020年全球滑動(dòng)軸承市場規(guī)模約為141億美元，同年我國滑動(dòng)軸承市場規(guī)模約為137億人民幣，2016-2020年全球、我國滑動(dòng)軸承市場規(guī)模CAGR分別為12.8%、13.2%，均高于軸承行業(yè)整體增速。1.2、外資主導(dǎo)全球市場，國內(nèi)企業(yè)初具規(guī)模流體潤滑軸承格局：五大跨國集團(tuán)具備領(lǐng)先優(yōu)勢，全球CR5約為18.86%。目前滑動(dòng)軸承產(chǎn)業(yè)基本上由大型的跨國集團(tuán)公司主導(dǎo)，如Kingsbury、Michell、RENK、Waukesha及Miba等。發(fā)達(dá)國家的滑動(dòng)軸承產(chǎn)業(yè)歷史悠久，已形成了全面的技術(shù)體系，積累了豐富的研究和工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，掌握了多項(xiàng)高精制造工藝，并且已經(jīng)建立起了以幾家龍頭企業(yè)為首的滑動(dòng)軸承供應(yīng)體系，因此全球重要裝備、關(guān)鍵配套的流體潤滑滑動(dòng)軸承基本上出自上述大型滑動(dòng)軸承廠家。以動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承為例，2020年全球動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承市占率排名前五的企業(yè)，合計(jì)市占率約為18.86%。國內(nèi)動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承市場競爭格局相對分散，其中崇德科技在全球動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承市場的占有率為1.31%，排名第六，在國內(nèi)市場占有率約為5.57%，排名第一。自潤滑軸承格局：全球市場由外資主導(dǎo)，國內(nèi)中高端市場集中度較高。相較于滾動(dòng)軸承，自潤滑軸承子行業(yè)專業(yè)化分工明顯，不同用途的自潤滑軸承在品種和規(guī)格上差異較大，對材料選型、技術(shù)路徑等要求均有不同，因此自潤滑軸承行業(yè)獨(dú)樹一幟，形成以美國GGB公司、日本Oiles公司、法國Stain-Gobain等專業(yè)自潤滑軸承企業(yè)為主導(dǎo)的競爭格局。國內(nèi)自潤滑軸承行業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展已具有一定規(guī)模，并在浙江嘉善地區(qū)形成了明顯的產(chǎn)業(yè)集群。國內(nèi)格局上看，中低端市場中小企業(yè)較多，大多數(shù)中小企業(yè)生產(chǎn)水平不高，中高端市場則由長盛軸承、雙飛股份、中達(dá)精密等少數(shù)企業(yè)占領(lǐng)，集中度較高。1.3、自潤滑軸承多領(lǐng)域替代傳統(tǒng)方案，材料是核心壁壘自潤滑軸承是新型軸承品類，全球推廣使用歷史僅50年。自潤滑軸承的制造技術(shù)起源于英國，20世紀(jì)50年代PTFE（聚四氟乙烯）在英國開始被作為一種軸承材料進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)銅粉燒結(jié)工藝也獲得了突破。1956年，世界上第一個(gè)以PTFE作為內(nèi)襯，以鋼板為支撐的自潤滑DU軸承投放市場。60年代末，自潤滑軸承開始進(jìn)入航空航天等尖端科技應(yīng)用領(lǐng)域。從70年代開始，英國自潤滑軸承制造商將技術(shù)許可給法國、德國、日本和美國公司，這一舉措推動(dòng)了世界自潤滑軸承行業(yè)的快速發(fā)展，自潤滑軸承逐步在機(jī)械制造領(lǐng)域廣泛使用。從應(yīng)用領(lǐng)域來看，汽車自潤滑軸承快速推廣，產(chǎn)品與技術(shù)加速滲透。自潤滑軸承備具輕量化、低噪音、無給油、柔性等優(yōu)點(diǎn)，因此其在汽車上的運(yùn)用得以快速推廣。自潤滑軸承及相關(guān)技術(shù)在汽車領(lǐng)域正在加速滲透：（1）目前每臺(tái)乘用車上自潤滑軸承的運(yùn)用數(shù)量已從之前的30件增加到100多件，而且正在不斷地替代滾針、粉末類軸承而產(chǎn)生新的運(yùn)用；（2）除了軸承以外，自潤滑技術(shù)在非軸承領(lǐng)域的運(yùn)用也在增加，比如用于空調(diào)壓縮機(jī)的自潤滑涂層斜盤、具備自潤滑性能的高分子工程塑料結(jié)構(gòu)件等。自潤滑軸承的優(yōu)良性能還使得其在工程機(jī)械、一般工業(yè)等領(lǐng)域不斷擴(kuò)大應(yīng)用。1）工程機(jī)械：普通具備低速、重載特性，且工況較惡劣，而自潤滑軸承具備免加油、耐沖擊、耐粉塵、高強(qiáng)度等特性，在解決了潤滑問題的同時(shí)降低了噪音，延長了使用壽命，特別適合在惡劣的礦場、野外作業(yè)的設(shè)備，目前工程機(jī)械底盤系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、執(zhí)行裝置、液壓系統(tǒng)等部位均有使用自潤滑軸承。2）一般工業(yè)：免維護(hù)自潤滑軸承在高速和高精度工業(yè)設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行中具有出色的耐磨性和抗咬合性，在注塑機(jī)、液壓設(shè)備、沖壓設(shè)備、黑色冶金、紡織機(jī)械、熔爐、罐頭食品、工業(yè)機(jī)器人、制藥機(jī)械等領(lǐng)域均在逐步替換傳統(tǒng)軸承方案并擴(kuò)大應(yīng)用。自潤滑軸承壁壘較高，材料研發(fā)是核心。自潤滑軸承的技術(shù)主要體現(xiàn)在自潤滑材料的研發(fā)，目前自潤滑材料多為復(fù)合材料，如PTFE、POM、PA、PI、酚醛樹脂、PEEK等高分子復(fù)合材料，以及雙金屬/多金屬復(fù)合材料、高性能銅合金復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等金屬基體材料和減摩材料。復(fù)合材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用均需較深的技術(shù)積累和長期的反復(fù)試驗(yàn)，因此開發(fā)自潤滑材料要求企業(yè)具備一支擁有良好理論基礎(chǔ)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高素質(zhì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并具備針對不同工況條件模擬測試產(chǎn)品承載能力、使用壽命、極限溫度和速度等性能的檢測設(shè)備。目前高性能滑動(dòng)軸承材料的生產(chǎn)、加工技術(shù)主要掌握在少數(shù)大型企業(yè)手中，新進(jìn)入的企業(yè)缺乏足夠的研發(fā)能力，只能向先進(jìn)企業(yè)購買高性能軸承材料，或者采用一些低檔次的材料生產(chǎn)低端軸承產(chǎn)品。中高端產(chǎn)品研發(fā)能力的缺乏阻礙了行業(yè)內(nèi)新企業(yè)的發(fā)展，也形成了自潤滑軸承行業(yè)的主要壁壘。二、順應(yīng)產(chǎn)業(yè)趨勢，滑動(dòng)軸承方案助力解決風(fēng)電降本難題2.1、風(fēng)電滑動(dòng)軸承具備可行性，“以滑替滾”方案已得到海內(nèi)外主機(jī)廠驗(yàn)證風(fēng)電軸承是壁壘較高的核心零部件，目前以滾動(dòng)軸承為主。風(fēng)電軸承一般包括變槳軸承、偏航軸承、傳動(dòng)系統(tǒng)軸承（主軸軸承、齒輪箱軸承、發(fā)電機(jī)軸承）。軸承是風(fēng)電設(shè)備的核心零部件，需滿足風(fēng)電設(shè)備的惡劣工況和長壽命、高可靠性的使用要求，因此具備較高技術(shù)壁壘。風(fēng)電軸承在不同機(jī)型中的使用量不同，一般來說一臺(tái)直驅(qū)式風(fēng)機(jī)需要1~2套主軸軸承、1套偏航軸承、3套變槳軸承，而雙饋式或半直驅(qū)式風(fēng)機(jī)由于在直驅(qū)式的基礎(chǔ)上增加了齒輪箱，因此還需要多套齒輪箱軸承。目前風(fēng)電軸承為滾動(dòng)軸承為主，由于不同機(jī)型軸承的工況與設(shè)計(jì)要求均有差異，因此風(fēng)電軸承定制化程度較高。風(fēng)電軸承根據(jù)設(shè)計(jì)要求使用不同類型軸承。滾動(dòng)軸承根據(jù)結(jié)構(gòu)、滾動(dòng)體、功能的差異可分為不同類型，按承載方面或公稱接觸角可分為向心軸承（徑向受力）/推力軸承（軸向受力）；按能否調(diào)心可分為調(diào)心軸承/非調(diào)心軸承；按滾動(dòng)體種類可分為球軸承/滾子軸承；按滾動(dòng)體列數(shù)可分為單列軸承/雙列軸承/多列軸承。在典型的風(fēng)電滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)中，偏航軸承一般選用單列球軸承、雙列球軸承；變槳軸承多采用雙列球軸承，近年來有以滾子軸承替代球軸承的趨勢（國外以取代30%，國內(nèi)約15%）；主軸軸承根據(jù)功率與設(shè)計(jì)的不同，在調(diào)心滾子軸承、單列圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承、雙列圓錐滾子軸承、三排圓柱滾子軸承當(dāng)中選擇一種或兩種的組合；齒輪箱軸承的低速軸、中間軸與輸出軸使用的軸承有所不同，低速軸通常為調(diào)心滾子軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承等，輸出軸還可使用四點(diǎn)接觸球軸承用作推力軸承；發(fā)電機(jī)軸承的組配形式較多，最常用的是深溝球軸承與圓柱滾子軸承的組配形式。滑動(dòng)軸承具備多種優(yōu)良性能，契合風(fēng)電工況要求，其中自潤滑軸承還具備顯著的成本優(yōu)勢。滑動(dòng)軸承與滾動(dòng)軸承在性能指標(biāo)上各有優(yōu)劣勢。具體而言，滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)較小，傳動(dòng)效率高（一般滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)為0.08-0.12，而滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)僅為0.001-0.005）。滑動(dòng)軸承由于接觸面積大，承載能力、抗沖擊能力、運(yùn)行平穩(wěn)性顯著高于滑動(dòng)軸承，并且由于取消了滾動(dòng)體，滑動(dòng)軸承的徑向尺寸更小，適用于結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合。因此，滑動(dòng)軸承優(yōu)秀的承載性能和環(huán)境適應(yīng)性十分契合風(fēng)電、核電等大型裝備。此外，在滑動(dòng)軸承品類中，自潤滑軸承的環(huán)境適應(yīng)性與運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性顯著優(yōu)于流體潤滑軸承，并且由于自潤滑軸承結(jié)構(gòu)簡單、免維護(hù)或少維護(hù)，其制造成本與維護(hù)成本均具備明顯優(yōu)勢。主軸軸承：理論上可全部替換為滑動(dòng)軸承。風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，主軸系統(tǒng)分別連接齒輪箱與輪轂，對于風(fēng)機(jī)葉片起到基礎(chǔ)支撐作用，并將葉片載荷向齒輪箱傳遞。水平軸式風(fēng)機(jī)中約有80%采用了主軸支撐原理，此時(shí)主軸需要同時(shí)承受軸向力、徑向力與傾覆力矩，因而需要具備良好的調(diào)心性能、抗振性能與運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。主軸支撐方式具體分為“三點(diǎn)支承”，“兩點(diǎn)支承”和“一點(diǎn)支承”，其中三點(diǎn)支承是雙饋機(jī)型的常用布置形式，由“主軸軸承＋齒輪箱中的軸承”組成，一般用于較小兆瓦的風(fēng)機(jī)；兩點(diǎn)支承則是雙列圓錐滾子軸承＋圓柱滾子軸承”形式，適用于大兆瓦風(fēng)機(jī)；一點(diǎn)支承通常采用雙列圓錐滾子軸承，其優(yōu)點(diǎn)是易于安裝，但隨著軸承直徑的增大，軸承成本會(huì)大大增加，對于直驅(qū)機(jī)型來說超過6MW就很難再采用單軸承。從滑動(dòng)軸承的角度來看，抗振性能與運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性是滑動(dòng)軸承的優(yōu)勢所在，同時(shí)滑動(dòng)軸承當(dāng)中有“關(guān)節(jié)軸承”等具備優(yōu)良調(diào)心性能的品類，因此滑動(dòng)軸承在風(fēng)電主軸上的應(yīng)用不存在無法突破的技術(shù)壁壘，我們認(rèn)為三種支撐方式的滾動(dòng)軸承均有替換為滑動(dòng)軸承的可能。齒輪箱軸承：理論上中低速齒輪箱可全部替換為滑動(dòng)軸承，高速齒輪箱中低速軸、中速軸可替換為滑動(dòng)軸承。在雙饋機(jī)型和半直驅(qū)機(jī)型中，由于發(fā)電機(jī)的磁極對數(shù)較小，風(fēng)電葉輪轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，因此必須通過齒輪箱增速來實(shí)現(xiàn)發(fā)電。不同機(jī)型齒輪箱的工況與傳動(dòng)比要求不同，因此結(jié)構(gòu)差異較大：1）雙饋機(jī)型一般采用行星輪系+平行軸傳動(dòng)的高速齒輪箱，目前應(yīng)用最廣泛的為三級傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，主要為“一級行星+兩級平行軸”和“兩級行星+一級平行軸”兩種類型，一級行星兩級平行軸多應(yīng)用于2MW及2MW以下的風(fēng)電機(jī)組，可靠性更高，但體積也相應(yīng)更大；兩級行星一級平行軸主要用于2.5MW以上的風(fēng)電機(jī)組，具有承載力強(qiáng)、變速效率高、體積小的優(yōu)點(diǎn)。2）半直驅(qū)機(jī)型一般采用一至兩級傳動(dòng)的中低速齒輪箱，傳動(dòng)比較雙饋機(jī)型低，但結(jié)構(gòu)相對緊湊，可靠性較高。從軸承工作性能上看，雙饋機(jī)型齒輪箱的低速軸和中速軸均可使用滑動(dòng)軸承，而高速軸由于轉(zhuǎn)速過高不宜使用滑動(dòng)軸承；半直驅(qū)機(jī)型配置中低速齒輪箱，理論上其齒輪箱軸承可全部使用滑動(dòng)軸承。海外已有成熟應(yīng)用，國內(nèi)技術(shù)導(dǎo)入預(yù)期加強(qiáng)。全球風(fēng)電龍頭維斯塔斯已在部分海上風(fēng)電機(jī)型中采用滑動(dòng)軸承，該軸承由維斯塔斯與德國RENK公司聯(lián)合開發(fā)。除維斯塔斯之外，德國威能極公司2013年開發(fā)出3~5.xMW半直驅(qū)型滑動(dòng)軸承風(fēng)電齒輪箱，已實(shí)現(xiàn)8MW滑動(dòng)軸承風(fēng)電齒輪箱研制；德國美聞達(dá)公司于2016年開發(fā)出5MW及以上滑動(dòng)軸承風(fēng)電齒輪箱，將所有滾動(dòng)軸承替換為滑動(dòng)軸承，扭矩密度提升了35%，達(dá)150Nm/kg。德國采埃孚公司開發(fā)出4~5MW滑動(dòng)軸承風(fēng)電齒輪箱，將扭矩密度提高到175Nm/kg；2020年南高齒開發(fā)出3.xMW滑動(dòng)軸承風(fēng)電齒輪箱；2021年上海電氣與威能極合作開發(fā)出5.xMW滑動(dòng)軸承風(fēng)電齒輪箱。整體上來看，目前國內(nèi)滑動(dòng)軸承風(fēng)電齒輪箱研發(fā)與國外并跑，國內(nèi)廠商還處于樣機(jī)開發(fā)與測試階段。我們認(rèn)為有維斯塔斯與RENK的成熟方案在前，主機(jī)廠與國外廠商驗(yàn)證速度會(huì)更快，后續(xù)有望快速導(dǎo)入滑動(dòng)軸承方案，并逐漸開放國產(chǎn)滑動(dòng)軸承廠商份額。2.2、風(fēng)電滑動(dòng)軸承經(jīng)濟(jì)性分析：機(jī)組成本與風(fēng)電全生命周期成本均有下降風(fēng)電持續(xù)大型化與降本背景下，滑動(dòng)軸承為頗具潛力的降本增效方案。風(fēng)電行業(yè)正朝著更大功率、更低成本的方向發(fā)展，使用滑動(dòng)軸承代替滾動(dòng)軸承是風(fēng)電行業(yè)未來重要的技術(shù)發(fā)展方向。風(fēng)輪直徑每增加10%，整機(jī)發(fā)電量將提高8%以上，因此發(fā)展超大型風(fēng)電機(jī)組是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)的有效措施之一。隨著風(fēng)電機(jī)組超大型化發(fā)展，近年來新建的10MW以上超大功率風(fēng)電齒輪箱若仍采用滾動(dòng)軸承，會(huì)使其軸承徑向尺寸過大，導(dǎo)致軸承內(nèi)外圈、滾道和滾珠的疲勞剝落、磨損等故障率持續(xù)增加，嚴(yán)重制約齒輪箱的性價(jià)比與可靠性?；瑒?dòng)軸承具有徑向尺寸小、承載能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于風(fēng)電主軸承、齒輪箱軸承等部位，顯著提高軸承扭矩密度，降低單位扭矩成本。2021年10月，金風(fēng)科技新型軸系樣機(jī)在新疆達(dá)坂城風(fēng)電場成功實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。金風(fēng)科技新型軸系采用滑動(dòng)主軸承，其軸系承載密度提升超過20%，有力支撐了大功率機(jī)型的開發(fā)；滑動(dòng)軸承分瓣式設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)局部更換，使維護(hù)成本下降超過60%。由于風(fēng)電滑動(dòng)軸承的制造成本和后續(xù)維護(hù)成本均顯著低于滾動(dòng)軸承，因此滑動(dòng)軸承方案有望助力實(shí)現(xiàn)風(fēng)電行業(yè)降本增效。對于主機(jī)廠而言，滑動(dòng)軸承帶來的風(fēng)機(jī)制造成本下降將有助于其降低投標(biāo)價(jià)格，提升競爭力；對于風(fēng)電運(yùn)營商（業(yè)主方）而言，滑動(dòng)軸承帶來的風(fēng)電場全生命周期成本下降，也將提升風(fēng)電項(xiàng)目收益率，帶來正面經(jīng)濟(jì)效益。以下我們將逐步推導(dǎo)出滑動(dòng)軸承風(fēng)機(jī)的全生命周期成本下降空間，驗(yàn)證滑動(dòng)軸承方案的經(jīng)濟(jì)性：風(fēng)電機(jī)組中軸承成本占比較高，主流5MW機(jī)型預(yù)計(jì)在10%-15%之間。風(fēng)電軸承一般包括變槳軸承、偏航軸承、傳動(dòng)系統(tǒng)軸承（主軸軸承、齒輪箱軸承、發(fā)電機(jī)軸承）。目前風(fēng)電機(jī)組軸承大多采用滾動(dòng)軸承，由于滾動(dòng)軸承為點(diǎn)接觸或線接觸，單位重量或尺寸的承載能力有限，為滿足風(fēng)機(jī)承載要求與壽命要求，滾動(dòng)軸承需經(jīng)歷滲碳淬火或無軟帶淬火等復(fù)雜熱處理工藝以及高精度機(jī)加工，因此成本居高不下，滾動(dòng)軸承在風(fēng)電大型化趨勢下成本溢價(jià)越來越高。以三一重能和電氣風(fēng)電為例，2018年以來兩家主機(jī)廠軸承采購成本占原材料成本比重均逐年上升，2020年電氣風(fēng)電采購軸承占原材料成本比重為8.0%，2021H1三一重能采購軸承占原材料成本比重為5.72%，均持續(xù)上升?？紤]到三一重能等主機(jī)廠在部分項(xiàng)目中同時(shí)提供風(fēng)電機(jī)組及塔筒，并且多為4MW以下機(jī)型，我們預(yù)計(jì)目前主流5MW風(fēng)電機(jī)組（不包含塔筒）中軸承價(jià)值量占比在10%-15%。同時(shí)由于塔筒占全部風(fēng)電設(shè)備成本比例通常在25%左右，因此預(yù)計(jì)風(fēng)電軸承成本占全部風(fēng)電設(shè)備成本的比例約為7.5%-11%。海上風(fēng)電設(shè)備購置費(fèi)約占風(fēng)電場建設(shè)成本的52.5%。我國海上風(fēng)電項(xiàng)目成本的地域性差異較大，主要原因在于每個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目所在海域的海床地質(zhì)、水文條件不同。海上風(fēng)電項(xiàng)目中的風(fēng)電機(jī)組和海上升壓站平臺(tái)的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，一般需要根據(jù)水深、水位變動(dòng)幅度、土層條件、海床坡率與穩(wěn)定性等一系列要求進(jìn)行綜合考慮后再設(shè)計(jì)。江蘇省是我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)起步最早、產(chǎn)業(yè)鏈相對較完善的地區(qū)，其海上風(fēng)電項(xiàng)目的單位建設(shè)成本約為15000元/kW，而廣東省和福建省兩個(gè)地區(qū)的海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)成本約在17000~18000元/kW。平均來看，在江浙地區(qū)和閩粵地區(qū)海上風(fēng)電項(xiàng)目的建設(shè)成本中，設(shè)備購置費(fèi)占比約為52.5%、建筑工程費(fèi)占比約為28.5%，安裝工程費(fèi)占比約為8.0%。陸上風(fēng)電設(shè)備購置費(fèi)約占風(fēng)電場建設(shè)成本的67.9%。根據(jù)立鼎產(chǎn)業(yè)研究院對某50MW風(fēng)電場的成本拆分?jǐn)?shù)據(jù)，陸上風(fēng)電場約67.9%的成本來自于設(shè)備費(fèi)；設(shè)備費(fèi)中94%的成本來自于發(fā)電設(shè)備；發(fā)電設(shè)備中80%來自風(fēng)電機(jī)組成本，17%來自塔筒成本，因此風(fēng)電機(jī)組費(fèi)用及塔筒費(fèi)用是陸上風(fēng)電場建設(shè)的主要成本。風(fēng)電單位運(yùn)維成本逐年穩(wěn)定提升，2020年質(zhì)保期外運(yùn)維成本約為41.5元/千瓦，同比提升1.2%。風(fēng)電運(yùn)維的主要包括設(shè)備管理、技術(shù)管理、安全管理及運(yùn)維人員管理四個(gè)方面，其中設(shè)備管理可進(jìn)一步劃分為設(shè)備運(yùn)行管理和設(shè)備維護(hù)管理。設(shè)備運(yùn)行管理是指包括了風(fēng)電設(shè)備的日常運(yùn)行管理、輸變電設(shè)備的日常運(yùn)行管理、定期和特殊的巡查檢視；設(shè)備維護(hù)管理包括定時(shí)檢修、日常巡檢和故障處理、大部件的改裝升級和維修更換。根據(jù)北極星電力網(wǎng)數(shù)據(jù)，2019年我國風(fēng)電運(yùn)維質(zhì)保期外均價(jià)為41元/千瓦，較2018年相比增長了1.5%；風(fēng)電運(yùn)維質(zhì)保期內(nèi)均價(jià)為15.5元/千瓦，較2017年相比增長了1.97%，預(yù)計(jì)2020年風(fēng)電運(yùn)維質(zhì)保期外均價(jià)在41.5元/千瓦左右，風(fēng)電運(yùn)維質(zhì)保期內(nèi)均價(jià)為15.8元/千瓦左右。從購置成本角度看，預(yù)計(jì)“以滑替滾”可使風(fēng)電機(jī)組成本下降約6.5%，投標(biāo)價(jià)下降約5.2%。降本增效是風(fēng)電行業(yè)永恒主題，滑動(dòng)軸承方案將顯著降低風(fēng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)成本，從而帶來整機(jī)成本下降。更低的制造成本意味著主機(jī)廠能以更低的價(jià)格競標(biāo)，因此降本增效對主機(jī)廠來說至關(guān)重要。我們認(rèn)為滑動(dòng)軸承方案對于主機(jī)廠來說是革命性的技術(shù)路徑，為測算“以滑替滾”對風(fēng)電機(jī)組成本的影響及對風(fēng)機(jī)招標(biāo)價(jià)的影響，我們做出如下假設(shè)：（1）測算情形：風(fēng)電滾動(dòng)軸承100%替換為滑動(dòng)軸承；（2）軸承成本占比：根據(jù)上文論述，預(yù)計(jì)風(fēng)電軸承在風(fēng)電機(jī)組（不含塔筒）中的成本占比約為10%-15%?？紤]到風(fēng)電大型化趨勢下軸承價(jià)值量占比還將提升，以15%的占比計(jì)算；（3）滑動(dòng)軸承經(jīng)濟(jì)性：假設(shè)相同兆瓦級別的風(fēng)電滑動(dòng)軸承價(jià)格較滾動(dòng)軸承低30%，同時(shí)由于滑動(dòng)軸承方案可采用更輕量化的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)可使整機(jī)其他環(huán)節(jié)成本下降2%；（4）主機(jī)廠要求毛利率：從龍頭主機(jī)廠來看，2022H1金風(fēng)科技、明陽智能、運(yùn)達(dá)股份、電氣風(fēng)電的毛利率分別為25.1%、25.7%、19.0%、18.1%，平均來看可以假設(shè)風(fēng)機(jī)廠要求毛利率約為20%。2.3、產(chǎn)業(yè)趨勢逐漸明朗，風(fēng)電滑動(dòng)軸承有望迎來百億級市場空間若僅考慮滾動(dòng)軸承，當(dāng)前國內(nèi)風(fēng)電軸承市場規(guī)模約為157億元，預(yù)計(jì)2024年達(dá)到240億元。目前風(fēng)電軸承仍以滾動(dòng)軸承為主，為測算風(fēng)電滾動(dòng)軸承市場規(guī)模，我們對數(shù)據(jù)做出如下處理與假設(shè)：1）假設(shè)2022-2024年風(fēng)電新增裝機(jī)量分別為63/75/83GW；2）根據(jù)新強(qiáng)聯(lián)、三一重能披露的軸承價(jià)格數(shù)據(jù)，2021年單個(gè)偏航變槳軸承/主軸軸承/齒輪箱軸承的單MW價(jià)值量約為3.61/4.91/0.45萬元。偏航變槳軸承技術(shù)難度較低，每年單MW價(jià)值量下降3%，主軸軸承、齒輪箱軸承技術(shù)壁壘較高，考慮風(fēng)電大型化帶來的溢價(jià)，其單MW價(jià)值量均每年上升5%；3）主軸根據(jù)支撐方式不同，可安裝1~2個(gè)主軸軸承，假設(shè)每臺(tái)風(fēng)機(jī)平均使用1.5個(gè)主軸軸承；4）雙饋、半直驅(qū)機(jī)型配置了齒輪箱，兩種機(jī)型約占新增裝機(jī)量的70%，同時(shí)《風(fēng)電產(chǎn)業(yè)和風(fēng)電軸承》中統(tǒng)計(jì)每臺(tái)雙饋、半直驅(qū)風(fēng)機(jī)約使用15~23個(gè)齒輪箱軸承，此處假設(shè)平均使用20個(gè)。根據(jù)我們測算，2021年國內(nèi)風(fēng)電軸承市場規(guī)模約為157.2億元，預(yù)計(jì)到2024年增長至240.7億元，3年CAGR約為15.3%。穩(wěn)態(tài)條件下國內(nèi)風(fēng)電滑動(dòng)軸承增量市場超100億元?；瑒?dòng)軸承方案具備顯著經(jīng)濟(jì)性，有望在未來快速批量導(dǎo)入，助力解決風(fēng)電降本難題。對國內(nèi)風(fēng)電滑動(dòng)軸承市場規(guī)模進(jìn)行敏感性分析，在100GW新增裝機(jī)量、50%新增風(fēng)電機(jī)組使用滑動(dòng)軸的穩(wěn)態(tài)條件下，國內(nèi)風(fēng)電滑動(dòng)軸承每年增量市場規(guī)?？蛇_(dá)101億元。老舊風(fēng)機(jī)“以小改大”產(chǎn)生大量滑動(dòng)軸承需求，50%滲透率下潛在存量市場空間逾300億元。老舊風(fēng)機(jī)技改升級是提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量、保障風(fēng)電機(jī)組安全運(yùn)行、降低風(fēng)電度電成本的另一有效舉措。根據(jù)崇德科技招股書數(shù)據(jù)，全國現(xiàn)有1.5MW及以下老舊風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)近80GW，數(shù)量超5,000臺(tái)，預(yù)估軸承數(shù)量超90,000套。大部分老舊風(fēng)機(jī)位于風(fēng)資源優(yōu)異地區(qū)，但由于設(shè)備老化，普遍存在發(fā)電能力差、故障率高、安全隱患多等問題。若通過對齒輪箱、控制系統(tǒng)等綜合技改升級，將1.5M及以下老舊風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)換成4MW以上的大功率風(fēng)電機(jī)組，則可增加4倍的風(fēng)電場裝機(jī)容量，同比降低72%故障率。滑動(dòng)軸承性價(jià)比、功率密度均占優(yōu)勢，有望在該市場得到大批量應(yīng)用，若80GW的1.5MW及以下老舊風(fēng)機(jī)全部替換為4MW風(fēng)機(jī)，并且假設(shè)其中50%的風(fēng)機(jī)采用滑動(dòng)軸承，則存量老舊風(fēng)機(jī)“以小改大”將帶來約309億元的潛在存量市場空間。三、國內(nèi)重點(diǎn)企業(yè)分析3.1、長盛軸承：自潤滑軸承國產(chǎn)龍頭，積極布局風(fēng)電軸承等新應(yīng)用專注自潤滑軸承，造就國產(chǎn)龍頭。浙江長盛滑動(dòng)軸承股份有限公司始創(chuàng)于1995年6月，1997年通過固體鑲嵌式自潤滑軸承打開海外市場，2003年進(jìn)入汽車OEM市場，2006年進(jìn)入卡特全球供應(yīng)鏈，2015年成功研發(fā)出核電專用自潤滑軸承。2017年上市以來，公司不斷加強(qiáng)產(chǎn)品競爭力，先后拓展二級復(fù)合材料、液壓用低摩擦零部件等新產(chǎn)品，延申產(chǎn)業(yè)鏈。目前，公司已成為專業(yè)從事自潤滑軸承及高性能聚合物的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品涵蓋自潤滑軸承、低摩擦副零部件及相關(guān)精密鑄件，覆蓋汽車、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械、輕工機(jī)械、高速高精數(shù)控機(jī)床、核電等下游應(yīng)用，并出口歐美、日本等40多個(gè)國家和地區(qū)。經(jīng)過多年發(fā)展，公司已成長為具備全球競爭力的自潤滑軸承國產(chǎn)龍頭。產(chǎn)品種類豐富，滿足多樣化定制需求。不同于標(biāo)準(zhǔn)化程度高的滾動(dòng)軸承，自潤滑軸承的對磨件及其他附屬部件一般由客戶設(shè)計(jì)，因此不同客戶對軸承主體的設(shè)計(jì)、選材需求各異。公司產(chǎn)品根據(jù)材料和生產(chǎn)工藝的不同，分為金屬塑料聚合物自潤滑卷制軸承、雙金屬邊界潤滑卷制軸承、金屬基自潤滑軸承（平面滑動(dòng)軸承）、銅基邊界潤滑卷制軸承、非金屬自潤滑軸承（纖維纏繞軸承、工程塑料軸承、粉末冶金軸承）、其他軸承（如關(guān)節(jié)軸承等）、低摩擦副部件及高性能聚合物產(chǎn)品等，涉及的產(chǎn)品規(guī)模上萬種，滿足客戶多樣化定制需求。其中，金屬塑料聚合物自潤滑卷制軸承主要應(yīng)用于汽車行業(yè)，雙金屬邊界潤滑卷制軸承、金屬基自潤滑軸承、銅基邊界潤滑卷制軸承主要應(yīng)用于工程機(jī)械，非金屬自潤滑軸承下游應(yīng)用分布較廣，主要應(yīng)用于一般工業(yè)等。把握下游機(jī)遇，業(yè)績重回增長期。2015-2018年期間，公司營業(yè)收入穩(wěn)定增長，CAGR為21.1%。2019年受國際貿(mào)易摩擦影響，外銷下滑，導(dǎo)致整體收入下降。2020年海外疫情持續(xù)蔓延，出口市場萎縮，公司借助國內(nèi)市場率先恢復(fù)的契機(jī)，積極調(diào)整市場方向，迅速提升了國內(nèi)市場份額，業(yè)績重新回到增長期。2021年公司把握住工程機(jī)械、汽車等下游景氣度修復(fù)的機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)營收和凈利潤穩(wěn)健增長，其中營業(yè)收入9.85億元，同比增長50.3%；歸母凈利潤1.55億元，同比增長6.7%。2022H1公司營業(yè)收入同比繼續(xù)增長，但利潤增速出現(xiàn)下滑，主要系銅、鋼等原材料價(jià)格居高不下，疊加疫情影響下工程機(jī)械、汽車等下游開工不足。內(nèi)外兼修，三大產(chǎn)品齊發(fā)力。從地區(qū)結(jié)構(gòu)看，公司較早進(jìn)入汽車OEM市場，并陸續(xù)進(jìn)入卡特彼勒、利勃海爾等工程機(jī)械整機(jī)廠的全球供應(yīng)商體系，因此外銷是公司重要收入來源。近年來公司基于多年積累的行業(yè)優(yōu)勢，逐步增加國內(nèi)市場份額，內(nèi)銷收入占比有所提升。2021年公司國內(nèi)、海外收入占比分別為55.0%、45.0%。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，金屬塑料聚合物自潤滑卷制軸承、雙金屬邊界潤滑卷制軸承、金屬基自潤滑軸承為公司三大優(yōu)勢產(chǎn)品，2021年收入占比分別為30.5%、25.2%、19.8%，合計(jì)占比75.5%。工程機(jī)械產(chǎn)品盈利能力受原村料價(jià)格影響較大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化有望提升毛利率水平。除2021年外，公司近年毛利率水平維持在30%以上，凈利率水平維持在20%以上，整體盈利能力突出。2021年由于原材料價(jià)格高漲、下游相關(guān)行業(yè)需求波動(dòng)、疫情持續(xù)反復(fù)等多種因素綜合影響，公司的毛利率降至27.7%。2022Q1由于原材料價(jià)格仍處高位，毛利率進(jìn)一步承壓。分產(chǎn)品來看，非金屬自潤滑軸承的毛利率最高，在50%-60%之間，主要系該產(chǎn)品下游應(yīng)用差異大，定制化程度較高；金屬塑料聚合物自潤滑卷制軸承主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，毛利率在40%-50%之間且長期穩(wěn)定，公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化有望提升整體毛利率水平；雙金屬邊界潤滑卷制軸承、金屬基自潤滑軸承、銅基邊界潤滑卷制軸承主要應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域，毛利率在20%-40%之間，由于這三類軸承原材料中金屬占比較高，其毛利率受銅、鋼材價(jià)格波動(dòng)的影響較大。軸承產(chǎn)品下游橫向拓展，風(fēng)電+核電是重點(diǎn)布局方向。風(fēng)電方面，公司自潤滑軸承具備結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低、少維護(hù)等突出優(yōu)勢，目前正與各大主機(jī)廠展開更深入合作。核電方面，公司順利進(jìn)入“國和一號”供應(yīng)鏈，為其供應(yīng)蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器支撐用球鉸和反應(yīng)堆壓力容器支撐用減摩板等部件，積累了成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。此外，公司縱向布局新材料，基于摩擦學(xué)材料研發(fā)經(jīng)驗(yàn)拓展高性能聚合物在密封、結(jié)構(gòu)件、膜材料等方面的應(yīng)用，對標(biāo)圣戈班（Saint-Gobain）等全球材料巨頭。相較于發(fā)達(dá)國家，我國高性能聚合物及自潤滑軸承在上述領(lǐng)域的應(yīng)用深度還有很大的挖掘空間，公司持續(xù)投入高性能聚合物應(yīng)用研發(fā)，有望多領(lǐng)域突破新市場，帶來新的業(yè)績增長點(diǎn)。募集資金擴(kuò)張產(chǎn)能，劍指風(fēng)電滑動(dòng)軸承。2022年公司擬募集資金總額不超過4.46億元?？鄢l(fā)行費(fèi)后，募集資金凈額將用于“擴(kuò)建年產(chǎn)自潤滑軸承16,700萬套、滾珠絲杠3萬套項(xiàng)目”、“新建年產(chǎn)14,000套風(fēng)力發(fā)電自潤滑軸承項(xiàng)目”、“研究院建設(shè)項(xiàng)目”以及補(bǔ)充流動(dòng)資金。風(fēng)電大型化背景下，滾動(dòng)軸承成本高企，滑動(dòng)軸承在成本上的優(yōu)勢逐步得到主機(jī)廠重視。公司本次定增預(yù)計(jì)增加14,000套風(fēng)電自潤滑軸承產(chǎn)能，表明公司對風(fēng)電軸承“滑替滾”趨勢信心充足。公司自潤滑軸承采用定制高分子材料，摩擦系數(shù)低、免加油免維護(hù)，相比其他滑動(dòng)軸承方案更加適合風(fēng)電主軸、齒輪箱等工作環(huán)境。根據(jù)公司官微，公司風(fēng)電軸承產(chǎn)品正與國內(nèi)各主要主機(jī)廠進(jìn)行合作開發(fā)測試，在齒輪箱軸承上進(jìn)展較為順利，未來兩年內(nèi)公司風(fēng)電滑動(dòng)軸承業(yè)務(wù)值得期待。3.2、崇德科技（未上市）：專注動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承，產(chǎn)能突破有望開啟全新成長曲線專注動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承，核心技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。湖南崇德科技股份有限公司成立于2003年，2007年首套工業(yè)汽輪機(jī)用滑動(dòng)軸承開發(fā)成功，2012年完成高速軸承產(chǎn)品系列化開發(fā)，成為具有國際先進(jìn)水平的高速滑動(dòng)軸承研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)，2020年整體變更為股份有限公司，2022年6月，斯凱孚（中國）通過公開司法拍賣競得公司6.96%股權(quán)。目前，公司主營業(yè)務(wù)為動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及銷售，滾動(dòng)軸承及相關(guān)產(chǎn)品等的銷售。自成立以來，公司一直將核心技術(shù)的創(chuàng)新視為核心競爭力和企業(yè)生命力的根源，始終堅(jiān)持軸承技術(shù)的自主創(chuàng)新。經(jīng)過近二十年的積累，公司已掌握動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承領(lǐng)域的研發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)、生產(chǎn)制造技術(shù)及檢測試驗(yàn)技術(shù)3大類，共計(jì)28項(xiàng)核心技術(shù)。產(chǎn)品型譜齊全，下游應(yīng)用廣泛。公司形成了以動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承為主、滾動(dòng)軸承相關(guān)產(chǎn)品為輔的多元化產(chǎn)品模式，是目前國內(nèi)外動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承行業(yè)中產(chǎn)品品種較為齊全、創(chuàng)新能力領(lǐng)先的企業(yè)。公司產(chǎn)品線較為豐富，產(chǎn)品規(guī)格從軸承內(nèi)孔最小15毫米到最大1,400毫米，幾乎覆蓋了能源發(fā)電、工業(yè)驅(qū)動(dòng)、石油化工及船舶等領(lǐng)域所涉及的各類滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承，廣泛應(yīng)用于各類電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、膨脹機(jī)及汽輪機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械。動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承為滑動(dòng)軸承中的中高端軸承，它屬于液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承，主要依靠軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)帶來的流體動(dòng)壓形成相適應(yīng)的壓力油膜將軸承和軸頸表面分隔，從而使金屬和金屬不發(fā)生直接接觸。動(dòng)壓油膜滑動(dòng)軸承在工作時(shí)，由軸的自身轉(zhuǎn)動(dòng)將油帶入楔形間隙，從而產(chǎn)生一定的動(dòng)壓承載能力，當(dāng)載荷