自2020年疫情大爆發后,造成全球主軸軸承供不應求的局面,不過也給風機軸承國產化帶來了機遇。
軸承屬于風電機組不可或缺的核心零部件。風電軸承的范圍涉及從葉片、主軸和偏航所用的軸承,到齒輪箱和發電機中所用的高速軸承。由于風電設備的惡劣工況和長壽命高可靠性的使用要求,使得風電軸承具有較高的技術復雜度,是公認的國產化難度最大的兩大部分(軸承和控制系統)之一。
2006年前我國風機軸承技術較國外相對落后,而國內軸承行業技術大片空白,不得不依賴海外產品;但進口軸承價格昂貴、交貨周期漫長。2006年國家號提出“風電設備國產化率70%”的目標,在積極的政策環境下,國內軸承企業在此后幾年內進行軸承技術攻關和自主研發,大部分實現了偏航軸承和變槳軸承的自產自用;但主軸軸承由于本身技術壁壘高,國內軸承廠商與國外仍存在明顯差距。2010-2020年間,國家取消政策“風電設備國產化率超70%”,國外風電設備企業布局并壟斷了關鍵的主軸市場,除了主軸軸承外,我國實現了其他風機零部件的高度國產化。自2020年疫情大爆發后,造成全球主軸軸承供不應求的局面,不過也給風機軸承國產化帶來了機遇。
2021年全球風電裝機新增量中,中國提供了50.9%的風電裝機需求量,占據全球新增量的一半。風能技術成熟,是綠色低碳背景下必不可少的能源成員;我國一直致力大力推進風電工程建設,當前國內風電正處于迅速發展時期,風電軸承作為主要的風電裝機零部件其需求量自然也水漲船高。
據中研產業研究院報告《2019-2025年風電軸承行業市場競爭格局與投資戰略規劃報告》分析
風電軸承作為核心的零部件,擁有較高技術壁壘:風電行業核心產業鏈為上游原材料,中游風機零部件生產制造與風機整機總裝以及下游風電場投資運營。由于風機需面臨高低溫差、環境濕熱、沙塵及潛在海風腐蝕等惡劣應用環境,同時又有極高的運行可靠性與壽命要求,所以相比一般通用軸承,風電軸承的生產工藝上有著顯著的技術壁壘。此外相較其他風機零部件,作為精密件的軸承生產工藝更復雜,綜合要求更高,被認為是風機國產化的核心難題。
2016年以后,國內的本土企業逐漸發力,在大功率風機主軸軸承技術上不斷取得突破,2019年,大冶軸實現了4.0MW級主軸軸承的批量交付。2020年,新強聯風電軸承產品已主要集中在3.0MW及以上型號,且5.5MW風電軸承產品已批量供應。2021年,作為國內風力發電機組軸承標準制定企業、整體解決方案提供商的洛軸,自主研發的外徑達11.5米的超大型整體式轉盤軸承順利下線。這套超大型整體式轉盤軸承是為華南船機量身定做的,將用于1000噸重型海上風電安裝起重機上。隨著海上風機技術的高速發展,風機功率已經從4~8兆瓦時代開始向10~15兆瓦時代躍進,風機重量不斷增大,風電安裝船用起重機也呈大型化趨勢發展。目前5~8米的轉盤直徑已很難滿足未來海上風電吊裝的要求,大型軸承的國產化已經成為風機領域亟待突破的技術之一。
依托我國龐大的工業體量,我國軸承產業規模全球領先。2019年中國軸承產量為196億套,經濟規模位居世界第三。但我國軸承產業大而不強,高端軸承在使用壽命、可靠性、Dn值與承載能力等方面與日本、歐美存在較大差距,大功率風電軸承等高端產品依然依賴進口。在加工工藝方面,高端軸承制造工藝涉及材料、設計、機械加工、檢測與試驗等一系列技術難題,需要結合接觸力學、潤滑理論、摩擦學、疲勞與破壞、熱處理與材料組織等領域的基礎研究支持,具有極端的復雜性,需要長期的工藝經驗的積累。在工藝設備方面,我國在高端軸承制造所需的高精度機床、感應加熱設備等領域較為薄弱,同樣限制了我國高端軸承的生產制造和技術進步。
想要了解更多風電軸承行業的發展前景,請查閱《2019-2025年風電軸承行業市場競爭格局與投資戰略規劃報告》。
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