假如一個產業我們已經達到了90%以上的國產化率，你會怎么想？
估計大多數人會認為，之后我們只需要不斷保持更新，同時擴大產能就可以了。但很少有人會去思考，在這90%的背后，是哪個關鍵點“拖了后腿”，亟待我們未來去發力提升突破。
繼盤點光伏的2個分支賽道之后，今天就讓我們來看一下，高度國產化率的風電產業鏈中那個“拖后腿”的關鍵環節軸承。
作為標準的大型機械設備，風電軸承在風機中起支承旋轉軸，引導轉動或移動運動的作用，并承受由軸或軸上零件傳遞而來的載荷，是很重要的“機械關節”部件。
在海風化與大型化的背景下，優質的風電軸承除了要能夠承受巨大的沖擊負荷以外，還要滿足至少能夠在腐蝕、風沙、潮濕和低溫環境下工作20年的要求。早在2010年，工信部發布的《機械基礎零部件產業振興實施方案》中，風力發電機軸承就被列為七大類需要重點突破的關鍵零件之首。
一套風電機組的軸承可以分為偏航軸承、變槳軸承、主軸軸承、變速箱軸承和發電機軸承等。由于技術路徑的不同，每臺風力發電機組會用到1套偏航軸承、3套變槳軸承、1~3套主軸軸承、2~3套發電機軸承，以及20套增速器軸承等。
各類風電軸承在風機中占比大約為16%-17%，其中主軸軸承由于技術壁壘最高，價值量最高占風電主機成本的比重在8%左右。
市場機構認為，在未來的風電發展中，大功率機型主軸將會是風機中單價最貴、技術壁壘較高的關鍵環節之一，同時獨立變槳軸承的需求會大幅增加。
海上作業環境與大型化的風機，需要越來越多相應配套的大兆瓦機型主軸。隨著主軸軸承直徑的增大，對加工的鑄造材料以及工藝的復雜程度也會明顯增加，進而未來風電軸承的單件價值量也會顯著增加。
雖然我國企業的風電產品量全球市場率高，但由于我國軸承行業起步較晚，且風電整機廠商對軸承的機械結構性能參數要求高，所以包括我國在內的全球風電軸承市場，依舊被舍弗勒、SKF、NTN三家企業所壟斷。
我國目前主要的軸承企業為國企的瓦軸與洛軸，和民企的新強聯、國機精工與京冶軸承等。根據市場數據顯示，能夠有一定出貨量的主軸國產企業為瓦軸和洛軸，但僅各占有4%市場份額，其中海上風電機組所用的主軸軸承更是幾乎為國外品牌壟斷。
同樣，能夠生產獨立變槳軸承的國內廠商較少：僅有新強聯、天馬等將三排圓柱滾子軸承應用于變槳軸承。齒輪箱軸承技術含量較高，品類繁多，占齒輪箱總成本20%以上，當下基本依賴進口，目前國內只有極少數軸承廠商處于起步階段。
風電軸承國產化之路上面臨來自于設計、材料和工藝等方面的多重難點，直接體現為“精度較低”、“壽命與可靠性不足”、“振動、噪音與異音具有差距”和“高速性能具有差距”等不足之處。
設計方面，作為典型的制造業，風電行業具有“Know-How”屬性，風電軸承的大量技術專利是企業在長期的生產實踐中所積累獲得的。由于風電機組長時間運行、維修難等特性，整機廠商對軸承企業的要求很高，一旦進入供應鏈后的粘性也很強。換言之，風電軸承行業具有很高的客戶壁壘，新進者需要經過較長的認證時間，才有一定的機率獲得客戶的認可。
材料方面，大型風機要求更長的金屬抗疲勞壽命，鍛造過程中如果材料有脆性夾雜物，或者顆粒夾雜物等，會明顯降低使用壽命。目前大型風機主軸多采用滲碳鋼、高淬透性鋼和中碳合金鋼。
制造工藝方面，大兆瓦主軸軸承工藝制造難度增加較多，如冷加工尺寸精度、熱處理變形、滾動體修形、滾道凸度、材料內部組織控制，更優的表面處理技術，包括如何解決邊界摩擦以及外界污染物介入后的潤滑問題等。目前國內企業開始掌握無軟帶淬火技術，市場認為這有望提速國產化替代。
雖然我國的軸承工業發展起步較晚，但發展至今也形成了較高集中度的區域化發展特色。
我國的風電軸承主要有5個產業集群，分別為瓦房店、洛陽、長三角、浙東和聊城。
河南洛陽軸承產業聚集區是我國技術積淀最深厚的軸承產業集聚區，長三角是我國軸承生產主要地區，軸承生產主要分布于蘇州、常州、無錫、上海等地，浙東軸承產業基地以常山縣、杭州、寧波、 紹興為核心，北部與江蘇軸承產業基地相鄰，而聊城軸承產業基地是我國最大的軸承保持架生產基地和最大的軸承貿易基地。
最后我們需要了解的是當前市場機構關注的風電軸承行業2個分支重點：風電滾子和“以滑替滾”。
作為滾動軸承的核心元件之一，風電滾子是軸承運轉時承受負荷的元件，也是滾動軸承中最薄弱的零件，其制造質量（如如旋轉精度、噪聲、震動和靈活性等）對軸承的工作性能有很大的影響。因運行工況的嚴苛，主機廠商對其的性能可靠性與使用壽命要求很高，成為制約我國風電軸承（如主軸軸承、增速器軸承、發電機軸承等）國產化發展的關鍵環節之一。
根據公差，可將其可分為0、Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ級四個等級，精度依次由高到低。以日本椿中島、美國NN為主的外資品牌掌握全球最先進的生產技術，而國內企業僅以力星股份、五洲新春為代表能夠滿足Ⅰ級精度的要求，其余產能均為Ⅲ級滾子。
風機大型化是推動風電滾子價值含量急速上升的重要動力之一。隨著風機大型化發展，對其軸承的荷載能力要求大幅提升，滾子相對于鋼球將會有更大的優勢。
如變槳軸承原本常用雙列深溝球軸承，但在大兆瓦海風風機上，就換為了三排滾柱軸承（滾動體由鋼球變為了滾子）。根據市場機構推測，風機機型從3MW提升到6MW，風電滾子的價值量增加250%即單位MW價值量增加了75%。根據國內廠商五洲新春的透露，滾子產品占整個風電軸承價值量的10~15%。以信達證券取中值12.5%的測算為例，推測2022~2025年風電軸承滾動體市場規模17.49億元增長至29.39億元，年均復合增速為18.89%。
“以滑替滾”指的是未來在風電軸承領域，用滑動軸承替代部分滾動軸承。
從物理特性上來看，風電主軸軸承更注重負載波動、高可靠性、免維護性，對轉速要求不高，而滑動軸承天然適用于大載荷、低轉速場景，自潤滑滑動軸承還具備良好的免維護特性。
從價格上來看，目前滑動軸承價格約為滾動軸承的60%-80%，并且滑動軸承不需要滾子、保持架等零部件，所以用滑動軸承替代滾動軸承，能夠在提高風電軸承經濟性的同時，也降低國產化率的門檻。
目前較多的主軸廠商以及市場機構認為，偏航變槳軸與中低速齒輪箱的相關零部件，有全面替換為滑動軸承的基礎。此外，為了進一步降低風電軸承的成本，在替換時可以把滑動軸承結構設計為分塊式，一方面提高設備的靈活性和降低安裝維護成本，另一方面這種設計也可以更好地適應大兆瓦高容量風機的需求。根據中泰證券的測算，假設滑動軸承的滲透率能夠提升至60%左右，則能為風電軸承市場降低1/2至2/3的成本。
展望未來2~3年的風電市場，大概率海風最后的搶裝大年與關鍵低國產化率部件突破，會成為資本市場的主要關注焦點。以后有機會，還會和大家一起盤點一下海風的邏輯，尋找海風市場的核心要點。
（涉及的相關A股上市公司：新強聯、恒潤股份、國機精工、長盛軸承、五洲新春、力星股份等）
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