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编号:66987
2022-04-06
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《机械设备行业: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?-20220402(42页).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械设备行业: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?-20220402(42页).pdf(42页珍藏版)》请在三个皮匠报告文库上搜索。
1、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:大型化风电轴承:大型化+进口替代受益环节,论风电轴承竞争力进口替代受益环节,论风电轴承竞争力+市场市场空间几何?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
2、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: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
3、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: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
4、 年88.70亿元,CAGR 为12.10% 齿轮箱轴承、发电机轴承: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
5、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
6、。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XXiZhWfWpXpWpOnPoNaQ9R9PsQqQtRmOkPnNmQfQqQoQ9PmMyRuOtOtQxNqRtP轴承行业概况:本土企业规轴承行业概况:本土企业规模较小,国内市场集中度低模较小,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:数据来源:SKFSKF官网,舍弗勒官网,天风证券研究所官网,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:轴承的内部结构包含五
7、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)图:滚动轴承剖面图,深沟球轴承(左)与圆柱滚子轴承(右)1.1 1.1 轴承:支撑机械旋转体,降低摩擦的部件轴承:支撑机械旋转体,降低摩擦的部件轴承的定义: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
8、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:滚动轴承的分类表:滚动轴承的分类1.2 1.2 轴承根据内部结构的差异,有三种主要分类方式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: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: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
9、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分类标准轴承的类型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,天风证券研究所数据
10、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图:轴承的上下游产业链上游上游中游中游下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轴承钢内圈内圈/外圈外圈滚动体滚动体国内厂商国内厂商国外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L
11、YC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非金属材料保持器保持器密封圈密封圈美国恩恩山东东阿钢球1.3 1.3 轴承下游应用领域几乎涵盖所有工业板块轴承下游应用领域几乎涵盖所有工业板块上游: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: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
12、端市场。下游: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
13、城、长三角、洛阳和浙东产业集聚区。瓦房店: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: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: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: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: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表:中国轴承五大产业聚集地1.4 1.4 几十年升级改造,
14、国内形成了五大轴承产业聚集地几十年升级改造,国内形成了五大轴承产业聚集地产业集聚区产业集聚区区域特点和优势区域特点和优势主要产品主要产品代表企业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、
15、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,天风证券研究所数据来源:头豹产业研究院,国家统
16、计局,中国轴承工业协会,坚果投研,天风证券研究所1.5 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189920382254278028900%5%10%15%20%25%050010001500200025003000350020162017201820192020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。全球轴承市场几乎被八大跨国
17、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)。国内轴承市场近国内轴承市场近30003000亿元,行业集中度低,亿元,行业集中度低,CR10CR10仅为仅为28.6%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:图:20162016- -20202020年中国轴承
18、市场规模年中国轴承市场规模图:图:20202020年中国轴承市场市占率年中国轴承市场市占率图:图:20202020年全球轴承市场市占率年全球轴承市场市占率风电轴承:高端产品依赖进口,风机大型化风电轴承:高端产品依赖进口,风机大型化亟待国产替代亟待国产替代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:数据来源:Wind Power EngineeringWind Power Engineering,论我国重大技术装备轴承的自主安全可控论我国重大技术装备轴承的自主安全可控何加群等,何加群等,海上风电主轴用轴承技术海上风电主轴用轴承技术程涛等,观研报告网,天风证券研究所程涛等,观研报告网,
19、天风证券研究所表:风电机内部轴承的分类简介表:风电机内部轴承的分类简介主轴轴承主轴轴承偏航轴承偏航轴承变桨轴承变桨轴承发电机轴承发电机轴承齿轮箱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,
20、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)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 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调心滚
21、子轴承双列圆锥滚子轴承双列圆锥滚子轴承三排圆柱滚子轴承三排圆柱滚子轴承单列圆锥轴承单列圆锥轴承双排球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22312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,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,SKFSKF官网,洛阳鑫世轴承,天风证券研究所官网,洛阳鑫世轴承,天风证券研究所表:风电
22、机内部常用轴承的种类表: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 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:数据来
23、源:WindWind,各公司公告,天风证券研究所,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轴承在风电机中价值占比近8%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。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、
24、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 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:电气风电图:电气风电20202020年原材料采购金额及占比年原材料采购金额及占比20.45%10.61%8.51%8.00%5.
25、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,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,WindWind,观研报告网,天风证券研究所,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表:中国风电轴承市场的主要生产厂商企业类型企业类型厂商厂商2020年公司收入年公司收入(亿元)(亿元)下游客户下游客户公司介绍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
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