一、风电主轴行业概况
1、风电主轴的选择
风力发电机主轴是风电机组机舱中的关键核心部件，用于连接叶轮毂和齿轮箱，承担传动和受力功能。不同技术路线的风机，选用的主轴工艺不同。双馈风机主轴受力工况最复杂，需选用抗疲劳性能更好的锻造轴。半集成化直驱与直驱式风机受力复杂程度次之，选用铸造主轴。集成化半直驱机型传动系统采用齿轮箱、主轴一体化，省去主轴。
不同技术路线下风电主轴的选择
资料来源：公开资料整理
2、风电主轴生产流程
风电主轴的主要原材料为钢锭，经过锻压、热处理、机械加工（粗加工、精加工）、涂装等五道主要工序在内的26个步骤制作后成为主轴，属于专用设备大型零部件，制造流程复杂，而且流程的各环节均有技术机密，生产技术壁垒大。
风电主轴生产过程
资料来源：公开资料整理
二、风电主轴行业发展技术背景
风电行业技术创新步伐不断加快，产品升级换代周期缩短，整机商对风电零部件供应商的研发和技术进步也提出了更高的要求。海上风机主轴尺寸更大，锻造主轴因为生产及加工难度提升，且成本更高，主轴“锻改铸”趋势明显。同时随着风机大型化，直驱和半直驱机型份额占比增加，主轴在中低速传动工况下相比于双馈高速传动性能要求略有降低，由于部分风电整机供应商基于降本压力及轻量化的需求，铸造主轴占比将有望提升。
2016-2021年我国与欧洲海上风机技术演变趋势
资料来源：GWEC，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国风电主轴行业市场全景评估及发展战略规划报告》
三、风电主轴行业产业链
风电主轴行业产业链山上游主要为钢锭，下游主要应用于风电机整机制造商，风电主轴使用寿命约20年，使用中更换成本高、更换难度大，因此风电整机制造商对其质量要求常严格。按产品应用的机型不同，风电主轴可分为双馈异步式主轴与直驱式主轴，双馈异步式风电整机用主轴目前依然占据市场主导地位。
风电主轴行业产业链
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在双碳政策的稳步推进下，国内风电行业凭借良好的经济性，未来四年实现海陆并举的增长节奏。陆上风电将从2022年的45GW增长到2025年的85GW,CAGR达到24%；海上风电从2022年的6.5GW增长至2025年的18GW，CAGR高达40%；由于风机大型化降本效应突出，国内风机设备产值在1700-2000亿元之间波动。
2019-2029年我国风电新增装机预测及风机产值预测
资料来源：公开资料整理
四、全球风电主轴行业发展现状分析
1、主轴在风机中成本占比
由于风机使用寿命长达20年，主轴更换难度大、成本高，整机制造商对主轴质量、性能要求非常严格。根据三一重能招股说明书显示，风电主轴在风电机组中成本占比仅约3-4%。质量要求高且成本占比较小，因此通常风机厂不会轻易更换供应商，客户粘性较强。
2021年风电主轴在风机中的成本占比
资料来源：三一重能招股说明书，华经产业研究院整理
2、需求现状
根据GWEC数据，2021年全球风机新增规模93.6GW，全球新增装机台数约2.9万台；而主轴属于大型锻件产品，单支平均质量20吨，则全球主轴需求量约58万吨左右；预计到2025年全球风电主轴需求量约为63.6万吨。
2015-2025年全球风电主轴需求量及增速
资料来源：公开资料整理
3、市场空间
市场空间来看，据统计，2021年全球风电主轴市场空间为57.78亿元，预计到2025年全球风电主轴市场空间约为63.6亿元。
2015-2025年全球风电主轴市场空间及增速
资料来源：公开资料整理
五、风电主轴行业竞争格局分析
1、国内主要参与企业格局
我国国内风电锻造主轴主要参与者有金雷股份、通裕重工、国机重装、太原重工等，市场竞争逐渐呈现金雷股份、通裕重工双寡头格局。
锻造主轴市场呈现双寡头格局
资料来源：公开资料整理
2、风电主轴市占率
全球风电主轴规模化、专业化企业较少。风电主轴参与者不少，但大都是以多种自由锻件产品为主，从事专业风电主轴生产的较少。风电主轴生产工艺复杂，需要人工操作较多，目前无法完全实现自动化生产，这使得国内风电主轴制造商在生产成本上的优势更加明显。2021年，金雷股份、通裕重工分别占据全球风电主轴市场的26.10%与15.78%，合计占比41.88%。
2021年全球风电主轴全球市场分布情况（单位：%）
资料来源：公开资料整理
六、中国风电主轴行业发展趋势
1、四大催化剂助力“十四五”风电不断发展
受政策稳定性增强、成本下降的影响，我国风电周期性减弱。从长期来看，“3060双碳”目标从国家顶层设计支撑我国能源结构转型。从中期来看，“十四五”是实现碳达峰的关键时期，风电需求将在1）各省市、各大央企“十四五”新能源装机目标高企；2）全球“脱碳”趋势明显；3）核准制调整为备案制；4）老旧风场改造的催化下，助力我国风电行业快速发展，“十四五”年均装机量有望超过60GW。
2、2022年招标量需求旺盛支撑未来装机高速增长
进入2022年以来，由于疫情以及大型化零部件产能紧张等因素的影响，风电项目开工并网不及预期，根据国家能源局，2022年1-8月风电累计新增装机16.14GW，同比增长10.25%，但是从招标量来看，根据不完全统计，截止2022年9月底，风电项目招标（不含框架）规模达到66.7GW，已经超过去年全年的招标总量，其中陆风54.6GW，海风12.1GW，预计全年招标量有望超过80GW，对23年乃至24年的装机提供有力的支撑。从利润的角度，一方面，风机招标快速下行的趋势有所缓解，陆上风机（带塔筒）的招标价格稳定在2000-2500元/kW左右；另一方面，进入22年之后原材料价格维持高位震荡并逐步进入下行通道，行业的盈利水平将明显改善。
3、风机大型化背景下铸造主轴渗透率有望提升
风机大型化作为风电降本的主要途径，在风机大型化、轻量化的背景下，对于风电各个零部件的性能、成本等提出了更高的要求。铸造主轴在满足主轴的机械性能要求的基础上，相对于锻造主轴重量更轻、工艺流程更简单、原材料消耗更少，具备成本优势，因此铸造主轴的渗透率有望逐步提升。而铸造主轴除毛坯的工艺不同外，机加工和涂装工艺与铸造主轴基本相同，原有锻造主轴生产经验可沿袭，因此锻造主轴龙头企业有望凭借着对主轴加工工艺的深刻理解和与客户保持的良好的合作关系，仍将在铸造主轴领域占据主要的市场份额。
华经产业研究院通过对中国风电主轴行业海量数据的搜集、整理、加工，全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业重点企业的产销运营分析，并根据行业发展轨迹及影响因素，对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向，把握市场机会，做出正确投资决策。更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国风电主轴行业市场全景评估及发展战略规划报告》。
