
軸承屬于風電設(shè)備的核心零部件,由于風電設(shè)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(shù)復雜度,是最難國產(chǎn)化的兩大風機零部件(軸承和控制系統(tǒng))之一,成為影響我國風電制造業(yè)發(fā)展的軟肋。
1、發(fā)展歷程
進口軸承供應受阻,為國內(nèi)企業(yè)提供進口替代窗口期。2020年突如其來的疫情縮短了風電搶裝時間,推動風電主軸承供不應求,同時歐洲疫情爆發(fā)對風電軸承全球供應鏈造成較大影響,為軸承國產(chǎn)化帶來契機。據(jù)能源雜志消息,在風電主軸承供不應求的情況下,目前已經(jīng)有風機制造企業(yè)在用瓦軸、洛軸等本土企業(yè)生產(chǎn)的主軸軸承。
2、風機定位
通常來說,一套風力發(fā)電機組的核心軸承含有:偏航軸承1套,變槳軸承3套,主軸軸承1套,此外根據(jù)不同的風機技術(shù)路線(如雙饋式風機)還可能需要搭配齒輪箱。
3、分類狀況
依據(jù)風力發(fā)電機主軸軸承結(jié)構(gòu)分類,常用類型可分為調(diào)心滾子軸承,單列圓錐滾子軸承,雙列圓錐滾子軸承與三排圓柱滾子軸承。隨著技術(shù)的發(fā)展,未來單列圓錐有望成為新的主流趨勢。據(jù)SKF預緊力專項分析,帶有合適預緊的軸承相比未預緊的軸承表現(xiàn)出更高的系統(tǒng)剛度,在給定的載荷范圍內(nèi),帶有合適預緊的軸承由載荷引起的彈性變形更小。
風電軸承產(chǎn)業(yè)鏈整體分析
1、整體產(chǎn)業(yè)鏈
風電軸承作為核心的零部件,擁有較高技術(shù)壁壘:風電行業(yè)核心產(chǎn)業(yè)鏈為上游原材料,中游風機零部件生產(chǎn)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(huán)境濕熱、沙塵及潛在海風腐蝕等惡劣應用環(huán)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(chǎn)工藝上有著顯著的技術(shù)壁壘。此外相較其他風機零部件,作為精密件的軸承生產(chǎn)工藝更復雜,綜合要求更高,被認為是風機國產(chǎn)化的核心難題。
2、上游成本結(jié)構(gòu)
風電零部件主要涉及近十個環(huán)節(jié),其中葉片、齒輪箱、發(fā)電機、變流器屬于大部件,其余的主軸、機艙罩、鑄件、軸承等屬于小部件。其中軸承包括變槳軸承約占3.56%,主軸軸承約占主軸成本的3分之一,約占風機總成本的1.1%左右。
3、下游需求
風電軸承下游為風電產(chǎn)業(yè),風電需求決定風電軸承的產(chǎn)量。根據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)顯示,2020年,是我國風電行業(yè)獲得爆發(fā)性增長的一年,全國風電新增并網(wǎng)裝機7167萬千瓦,其中陸上風電新增裝機6861萬千瓦、海上風電新增裝機306萬千瓦。到2020年底,全國風電累計裝機2.81億千瓦,其中陸上風電累計裝機2.81億千瓦、海上風電累計裝機939萬千瓦。中長期而言“3060碳中和”目標與雄心峰會“1200+GW風電光伏”計劃為風電可持續(xù)發(fā)展賽道保駕護航。