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洞察風(fēng)電主齒輪箱行業(yè):現(xiàn)狀、機(jī)遇、挑戰(zhàn)與競爭格局
1、風(fēng)電主齒輪箱介紹
風(fēng)力發(fā)電主要包括風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)電支撐基礎(chǔ)以及輸電控制系統(tǒng)三大部分,其中風(fēng)電機(jī)組主要由主齒輪箱、發(fā)電機(jī)、葉片、軸承等部件組成。風(fēng)電主齒輪箱是連接風(fēng)輪(葉片)和發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件,其主要作用是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動力傳遞給發(fā)電機(jī)并匹配發(fā)電機(jī)需要的轉(zhuǎn)速。
風(fēng)電主齒輪箱是風(fēng)電機(jī)組中最關(guān)鍵的部件之一,其對風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵作用主要體現(xiàn)在:
(1)轉(zhuǎn)速提升
風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速通常非常低,而發(fā)電機(jī)為了高效工作需要一個較高的轉(zhuǎn)速。風(fēng)電主齒輪箱通過增速比將風(fēng)輪的低速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)所需的高速旋轉(zhuǎn)。這一過程是通過一系列齒輪的相互作用實現(xiàn)的,這要求主齒輪箱具有高效率和可靠性。
(2)功率傳輸
風(fēng)電主齒輪箱不僅要提高轉(zhuǎn)速,還要能夠高效地傳輸風(fēng)輪捕獲的能量到發(fā)電機(jī)。這意味著它必須能夠承受非常高的扭矩,尤其是在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中,這一點尤為重要。
(3)環(huán)境適應(yīng)性
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通常安裝在環(huán)境惡劣的地區(qū),如海上、高山、沙漠和極地。風(fēng)電主齒輪箱需要能夠適應(yīng)高低溫、濕度、沙塵及海洋等各種惡劣環(huán)境,以保持其性能和可靠性。
(4)高可靠性與可維護(hù)性
由于風(fēng)電主齒輪箱在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中承擔(dān)著非常關(guān)鍵的角色,其可靠性和可維護(hù)性直接影響到整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率和壽命。風(fēng)電主齒輪箱的故障可能導(dǎo)致整個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組停機(jī),造成發(fā)電損失及高昂的維修更換成本。因此,高可靠性和可維護(hù)性是風(fēng)電主齒輪箱的重要產(chǎn)品特性。
(5)成本因素
風(fēng)電主齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中成本較高的部件之一。它的設(shè)計、制造和維護(hù)成本對整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有著重要影響。因此,選擇高效且可靠的風(fēng)電主齒輪箱對于降低整體成本至關(guān)重要。
綜上,風(fēng)電主齒輪箱是風(fēng)電機(jī)組中的關(guān)鍵部件,它不僅關(guān)系到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的性能和效率,還直接影響到系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
2、風(fēng)電主齒輪箱行業(yè)發(fā)展概況
當(dāng)前主流風(fēng)電機(jī)組傳動系統(tǒng)技術(shù)路線有高速傳動、中速傳動和直驅(qū)傳動系統(tǒng),其中高速與中速傳動系統(tǒng)需齒輪箱。高速傳動機(jī)組借齒輪箱提升風(fēng)輪轉(zhuǎn)速,發(fā)電機(jī)定子直連電網(wǎng)、繞線轉(zhuǎn)子經(jīng)變頻器連電網(wǎng),具尺寸小、重量輕、造價低特點;中速傳動機(jī)組采用一級或兩級增速齒輪箱及多極同步發(fā)電機(jī)全容量變流結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行與維護(hù)成本低。
受益于下游風(fēng)電行業(yè)快速發(fā)展,風(fēng)電主齒輪箱市場容量逐年擴(kuò)大,2023年全球風(fēng)電用主齒輪箱市場規(guī)模約56.88億美元,預(yù)計2030年達(dá)88.26億美元。在國家節(jié)能減排、“雙控”“雙碳”政策推動下,我國風(fēng)電行業(yè)高速發(fā)展,作為風(fēng)電整機(jī)制造核心部件的風(fēng)電主齒輪箱市場規(guī)模也迅猛擴(kuò)張,2023年中國風(fēng)電用主齒輪箱市場規(guī)模約31.36億美元,預(yù)計2030年達(dá)42.63億美元。
3、風(fēng)電主齒輪箱行業(yè)發(fā)展趨勢
風(fēng)電主齒輪箱行業(yè)發(fā)展趨勢
資料來源:普華有策
4、行業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
(1)主要機(jī)遇
1)國家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持
風(fēng)能是可再生能源重要部分,雖2020-2021年陸、海風(fēng)電陸續(xù)取消補(bǔ)貼,但在雙碳目標(biāo)下,國家及地方出臺配套政策,鼓勵風(fēng)電產(chǎn)業(yè)市場化健康可持續(xù)發(fā)展。風(fēng)能發(fā)電機(jī)裝備及零部件制造被國家統(tǒng)計局列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),《機(jī)械通用零部件行業(yè)“十四五”規(guī)劃(2021-2025年)》將“五兆瓦級風(fēng)電齒輪箱”列為重點發(fā)展產(chǎn)品,國家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持為風(fēng)電主齒輪箱行業(yè)發(fā)展?fàn)I造了有利環(huán)境。
2)下游行業(yè)處于良好發(fā)展階段
碳中和、碳達(dá)峰目前已在全球范圍內(nèi)達(dá)成共識,加快構(gòu)建以可再生能源為主的清潔低碳安全高效能源體系則是實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要舉措。風(fēng)力發(fā)電是可再生能源領(lǐng)域中最成熟、最具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一,且可利用的風(fēng)能在全球范圍內(nèi)分布廣泛、儲量巨大。
3)導(dǎo)致風(fēng)電產(chǎn)業(yè)周期性波動的因素基本消除
近年來,棄風(fēng)率和補(bǔ)貼退坡致風(fēng)電產(chǎn)業(yè)周期性波動?!笆濉睍r,多個特高壓輸電設(shè)施建成使用,改善了三北等地電能外送條件,有效解決風(fēng)電消納空間錯配問題,棄風(fēng)率從2015年15%降至2023年2.7%。2021年起新核準(zhǔn)陸上風(fēng)電項目全面平價上網(wǎng),2022年起新增海上風(fēng)電國家不再補(bǔ)貼,風(fēng)電進(jìn)入全面平價上網(wǎng)階段,不再引發(fā)產(chǎn)業(yè)周期性波動。隨著這些問題基本消除,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)步入平穩(wěn)發(fā)展期。
(2)主要挑戰(zhàn)
1)平價時代下游風(fēng)機(jī)低價競爭
國家補(bǔ)貼取消,風(fēng)機(jī)市場化競爭加劇,下游廠商為降造價,部分可能低價競爭,把成本壓力轉(zhuǎn)至上游風(fēng)電主齒輪箱行業(yè),或采用低質(zhì)產(chǎn)品,這對行業(yè)發(fā)展不利。
2)部分核心零部件自主供應(yīng)能力不足
軸承是風(fēng)電主齒輪箱核心零部件,海外廠商在加工檢測、熱處理等工藝上有多年技術(shù)積累,供貨經(jīng)驗豐富,優(yōu)勢顯著。我國軸承生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品質(zhì)量落后,風(fēng)電主齒輪箱特定型號軸承幾乎全靠外資廠商供貨。
3)下游風(fēng)機(jī)廠商向產(chǎn)業(yè)鏈上游延伸
當(dāng)前,主要風(fēng)機(jī)廠商多從外部采購風(fēng)電主齒輪箱。因風(fēng)機(jī)制造競爭加劇,若為降成本,廠商向上游拓展,自主研發(fā)生產(chǎn)風(fēng)電主齒輪箱并掌握核心技術(shù),風(fēng)電主齒輪箱行業(yè)市場空間恐遭擠壓。
5、在產(chǎn)業(yè)鏈中的地位和作用,與上、下游行業(yè)之間的關(guān)聯(lián)性
風(fēng)電主齒輪箱產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)示意圖
資料來源:普華有策
風(fēng)力發(fā)電齒輪箱上游是鑄件、鍛件和軸承等零部件制造商。鑄件、鍛件主原料鋼鐵供應(yīng)充足,價格隨供需波動,致使其采購價也變動。我國軸承行業(yè)處產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級關(guān)鍵期,中高端產(chǎn)品多依賴進(jìn)口,但瓦軸、洛軸等國產(chǎn)廠商興起,未來有望實現(xiàn)進(jìn)口替代。
下游主要是風(fēng)電整機(jī)制造商。我國加速構(gòu)建清潔低碳能源體系,風(fēng)電成能源轉(zhuǎn)型重要方向,國家出臺系列政策鼓勵風(fēng)電及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,風(fēng)電行業(yè)中長期發(fā)展良好,為齒輪箱行業(yè)提供支撐。不過,風(fēng)電行業(yè)大型化、輕量化、降本趨勢,給風(fēng)電主齒輪箱制造企業(yè)的技術(shù)與服務(wù)能力帶來新挑戰(zhàn)。
6、風(fēng)電主齒輪箱行業(yè)競爭格局
從全球視角看,風(fēng)電主齒輪箱行業(yè)呈現(xiàn)出顯著的頭部化特征,市場集中度頗高。該行業(yè)存在較高的技術(shù)門檻,隨著風(fēng)電整機(jī)大型化趨勢的推進(jìn)以及海上風(fēng)電的迅猛發(fā)展,配套風(fēng)電主齒輪箱的研發(fā)與批量生產(chǎn)難度持續(xù)攀升。頭部企業(yè)憑借技術(shù)與資金方面的先發(fā)優(yōu)勢,得以加大研發(fā)投入、加速產(chǎn)品升級,進(jìn)而率先搶占市場份額。除此之外,作為主齒輪箱下游行業(yè)的核心參與者,大型風(fēng)電整機(jī)生產(chǎn)商對供應(yīng)商的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)苛,認(rèn)證周期漫長,而且一旦選定合格供應(yīng)商,便不會輕易更換。
在上述因素的共同作用下,即便未來風(fēng)電主齒輪箱行業(yè)市場需求不斷擴(kuò)大,行業(yè)競爭愈發(fā)激烈,頭部化趨勢仍將進(jìn)一步加劇。那些具備雄厚資金實力、強(qiáng)大研發(fā)能力以及豐富客戶資源的企業(yè),將憑借已構(gòu)筑起的競爭壁壘,在市場競爭中占據(jù)一定的優(yōu)勢地位。
7、行業(yè)內(nèi)的主要企業(yè)
目前風(fēng)電主齒輪箱行業(yè)的主要參與者還包括威能極、采埃孚、南高齒、杭齒前進(jìn)、重齒公司、大連重工等,行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)基本情況具體如下:
行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)基本情況
資料來源:普華有策
《2025-2031年風(fēng)電主齒輪箱行業(yè)市場調(diào)研及發(fā)展趨勢預(yù)測報告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場規(guī)模,產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)/專利、競爭格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場集中度、重點企業(yè)/玩家,企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動因素、市場前景預(yù)測,投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險等內(nèi)容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調(diào)研項目、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場占有率報告、十五五規(guī)劃、項目后評價報告、BP商業(yè)計劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國家級制造業(yè)單項冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。(PHPOLICY:GYF)