（報告出品方/作者：中銀證券，陶波、李可倫）

全球風電需求旺盛，多催化劑助力短中長期持續發展

全球風電重回增長期，中國風電新增裝機量全球第一

全球風電行業發展勢頭強勁，進入新一輪發展周期。歷史上風電裝機量根據政策呈現周期波動，近 5 年來全球主要國家積極發展風電，全球風電新增裝機量進入新一輪的增長周期。根據 GWEC 統計， 2021 年全球風電新增裝機量達 93.6GW，僅比新增裝機容量最高的 2020 年同比減少 1.8%，其中陸上風 電新增 72.5GW，同比下降 18.0%，海上風電新增 21.1GW，同比上升 205.8%。2021 年全球累計裝機量 達 837.5GW，同比增長 12.4%。

中國風電行業發展迅速，新增裝機容量位列全球第一。分國家和地區來看，亞洲、歐洲、北美洲是 全球風力發電的主要市場。我國風電產業發展較晚，但近年來呈現加速發展趨勢，截止 2021 年底， 無論是新增裝機量，還是累計裝機量均已位居全球第一位。根據 GWEC 統計，2021 年中國新增風電 裝機容量全球佔比 51.0%，累計風電裝機容量全球佔比 39.3%。

中國風電市場受政策影響表現出明顯的周期波動性，政策穩定、補貼退坡未來周期性波動有望減弱。 根據中電聯數據，我國風電新增裝機量由於受到補貼政策和監管政策的影響，表現出了一定的周期 波動性，累計併網裝機容量從 2011 年 47.84GW 增長到 2021 年的 329.1GW，年平均增長率約為 21.7%。 而 2021 年後，一方面未來政策更加註重長遠發展，穩定性加強；另一方面，補貼退坡後風電市場進 入成本驅動的內生性增長階段，未來我國風電行業的周期性波動有望進一步減弱。

四大催化劑助力風電產業發展，中長期風電裝機需求值得期待

長期來看，我國風資源優越，潛在可開發資源豐富。根據發改委能源研究所發布的《中國風電發展 路線圖 2050》，我國陸上（不包括青藏高原海拔超過 3500 米以上區域）可供風能資源技術開發量為 20-34 億千瓦，而我國近海地質條件較好，且毗鄰廣東、江蘇、浙江等國內最重要的用電負荷地區， 資源稟賦與發展訴求相契合，適宜建造風電場，我國水深 5-50 米海域的海上風能資源可開發量為 5 億千瓦，50-100 米的近海固定式風電儲量 2.5 億千瓦，50-100 米的近海浮動式風電儲量 12.8 億千瓦， 遠海風能儲量 9.2 億千瓦，潛在可開發資源量較大。

中期來看，「十四五」是實現碳達峰的關鍵時期，四大催化劑助力風電產業發展。3 月 15 日，中央財 經委員會第九次會議中提出：「十四五」是碳達峰的關鍵期、窗口期，要構建清潔低碳安全高效的能源 體系，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統。

催化劑一：「雙碳」目標明確，能源結構調整和優化提速

「十四五」期間規劃風電裝機容量超過 300GW，年均裝機超過 60GW。截至 2022 年 10 月底，已有多個 省分、直轄市和自治區正式下發「十四五」能源發展規劃，明確標註未來五年風電新增裝機目標，其餘 省份也在公開政策文件或公開場合，宣布未來風電目標。按照各省「十四五」新能源裝機要求，全國新 增風電裝機超過 300GW，年平均裝機超過 60GW。

各大央企「十四五」新能源規劃建設提速，僅「五大六小」清潔能源規劃超 550GW。從各大央企電網公 司的「十四五」新能源裝機佔比目標來看，均提出了到 2025 年清潔能源佔比 50%以上的硬性目標，根 據各家「十四五」清潔能源規劃的目標推算，僅「五大六小」的清潔能源規劃就超 550GW。

催化劑二：全球脫碳，海外市場蘊含機遇

全球「脫碳」支撐新能源發展需求。當前，儘快實現碳中和已成為全球共識。截至 2022 年 10 月底，已 有多個國家及歐盟確定了凈零碳排放目標。2021 年 11 月，美國正式發布《邁向 2050 年凈零排放的長 期戰略》，公布了美國實現 2050 碳中和終極目標的時間節點與技術路徑。2022 年 9 月，歐盟提出了 實施 RePowerEU 戰略的一攬子計劃，該計劃提出，到 2030 年歐盟可再生能源佔比 45%。 國產風機性價比優勢明顯，整機出口形勢持續向好。根據彭博新能源的數據，2020 年下半年全球簽 訂的風機合同價格為 83 萬美元/兆瓦，約合 5500 元/kW 左右，國產風機的價格優勢較為明顯。根據 CWEA 的統計，從 2017 年起，累計出口規模不斷攀升，2021 年中國風電整機出口規模達到 3.27GW， 年均增長率 50.34%，累計規模已達到 9.64GW，共出口到 42 個國家。

國產風電零部件已經打入全球市場，海外市場打開提供盈利彈性。在風電的各個核心零部件中，除 了軸承以外，均憑藉著製造成本低、交付能力強的優勢，成功進入了全球市場，其中風電主軸和鑄 件市場的全球產能基本被國內產業鏈所把控。而在盈利方面，海外業務的盈利水平普遍超過國內同 類業務，將為產業鏈公司帶來較好的利潤彈性。

催化劑三：核准制調整為備案制，分散式風電有望提速

政策推動風電項目備案制縮短審批周期，分散式風電發展有望提速。5 月 30 日，國家發改委、國家 能源局發布《關於促進新時代新能源高質量發展的實施方案》，提出推動風電項目由核准制調整為 備案制。針對性的解決風電尤其是分散式風電發展過程中的審批周期長、手續程序複雜、電網接入 難等問題。這是國家層面文件第一次正式提出調整，後續還要看相關政策的落地情況以及管理辦法 如何修改、支撐，一旦政策落地將大幅縮短分散式風電項目的開發周期，有利於促進分散式風電需 求落地。

「十四五」期間分散式風電新增規模有望達到 40GW。根據 CWEA 統計，截止 2021 年底我國分散式風電 累計裝機 9.96GW，國家能源局在 2021 年 2 月提出「千鄉萬村馭風計劃」，並於 10 月發布了風電夥伴行 動具體方案，方案明確「十四五」期間分散式風電總裝機規模達到 50GW，相比於 20 年底仍有 40GW 的 空間。

催化劑四：老舊風場改造，存量市場貢獻需求

國家政策鼓勵，寧夏率先開啟老舊風場改造。目前我國大量風電場運行時間已達 10-15 年，老舊機組 普遍存在發電能力差、故障率高、安全隱患多等問題。 2021 年 2 月 26 日，國家能源局發布文件，啟 動老舊風電項目技改升級，鼓勵併網運行超過 15年的風電場開展改造升級和退役，重點針對 1.5MW 及 以下風機機組；8 月 30 日，寧夏發布試點政策，提出「等容更新」和「擴容更新」兩種模式，力爭到 2025 年，實現老舊風電場更新規模 200 萬千瓦以上、增容規模 200 萬千瓦以上。根據 CWEA 的數據，2011 年我國風機累計吊裝規模為 62.4GW，因此預計截止 2021 年底我國運行 10 年以上的風電場裝機規模 超過 60GW，佔全國風電總裝機容量約 18%。

招標量高企支撐近幾年裝機，價格企穩利潤端壓力緩解

招標量提前反映裝機預期，「十四五」招標量對併網量的指導效果有望提升。根據一個風電項目的開 發流程，開始招標意味著風電項目前期準備工作基本完成，招標完成後將進入施工階段，並且風電 項目通常一年左右的建設周期，一般招標量一年後就能轉化為併網量，因此招標量是未來吊裝及並 網量天然的前臵指標，能夠提前反應行業的景氣度。另外，近兩年多地政府對風電競配項目的併網 時間提出要求，例如江蘇省出台的《2021 年度海上風電項目競爭性配臵工作細則》要求，風電項目 兩年內全容量併網，未全容量併網的，每逾期一個季度，項目全部機組上網電價降低 0.01 元/千瓦時， 因此未來招標量對於併網量的指導效果將有所提。

招標量保持高速增長，為未來裝機需求提供有力支撐。根據金風科技的數據，2021 年全年風電公開 招標量達到 54.2GW，同比增長 74.3%。進入 2022 年後招標量仍保持高速增長，根據我們的不完全統 計，截止 2022 年 9 月 16 日，國內風電公開招標量達到 62.84GW，已經超過去年全年的招標量，其中 陸上風電 50.79GW，海上風電 12.05GW。在高水平招標量的支持下，2022 年 1-7 月風電累計新增裝機 14.93GW，同比增長 18.77%。

風機價格快速下降趨勢有所緩解，階段性低價競爭有望告一段落。由於風機價格的快速下行，主機 廠自身有較大的降本訴求，不斷將降本壓力向上游零部件傳導，但是自 2022 年以來，風機招標價格 快速下行的趨勢有所緩解，陸上風機（帶塔筒）的招標價格穩定在 2300 元/kW 左右，陸風項目已步 入完全平價時代，對運營商而言，絕大多數陸風項目 IRR 也大幅超過其最低要求收益率，未來對產 業鏈進一步降本的訴求將大大降低，預計未來陸風將由低價競爭向價格、產品穩定性、全生命周期 服務等綜合力競爭轉變，陸風階段性低價競爭有望告一段落，未來的價格競爭將更加理性；海上風 機（帶塔筒）的招標價格目前在 4000 元/kW 左右，按照此價格和 EPC 的成本，目前海風還未實現完 全平價，整體海風的平均收益率也顯著低於陸風水平，運營商對產業鏈降本仍有較大的動力，未來 海風大型化降本仍有較大的空間。

原材料價格高位回落，預計將刺激行業利潤率回升。2021 年由於貨幣政策因素、去產能及環保政策 持續加力造成市場供需不平衡等影響，大宗商品原材料價格迎來了大幅上漲，以中厚板價格為例， 從 21 年 1 月份開始進入上漲通道，最高達到 6590 元/噸，較 21 年初上漲約 46%，對風電產業鏈成本 端造成了很大的壓力，鋼材持續漲價也壓制了行業利潤的釋放。進入 22 年之後，雖有俄烏衝突的擾 動，但隨著全球流動性收縮及供需矛盾逐步緩解，原材料價格開始高位回落，截止 6 月 2 日中厚板 價格為 5088 元/噸。鋼材等原材料價格穩步回落，一方面使得整個風電產業鏈的盈利情況有所改善， 另一方面成本端壓力的緩解有利於刺激需求的釋放，加快風電裝機需求的兌現。

風機大型化推動成本下降，經濟性凸顯促進需求釋放

風機招標價格持續下降，風電經濟性凸顯

降低建設成本及提高發電效率是提高風電經濟性的核心途徑。我們用平準化度電成本 LCOE（Levelized Cost of Energy）來衡量一個風電站在整個項目周期的經濟性，參考 GE 在《2025 中國風電度電成本白 皮書》中對於風電平準化度電成本 LCOE 的總結來看，影響 LCOE 的關鍵參數包括風場的建設成本、 折舊、稅收、運維成本、發電量、折現率等。因此，降低風電成本兩大和核心途徑：降低建設成本 以及提高發電效率。

風機機組在風電項目投資成本中佔比最高。從風電項目的成本構成來看，不論是陸上風電還是海上 風電，都是風機佔比最高，陸上風電約佔 53%，海上風電中約佔 45-50%，其次是塔筒等基礎以及安 裝和建築工程費用。

近年來風機價格迅速下降。根據金風科技官網的 2021年度業績演示材料的數據，風機投標價格自 2020 年起就開始呈現下降趨勢，其中 4S 系列風機投標價格已從 20 年 6 月的 3497 元/kW 下降到 22 年 3 月 的 2359 元/kW，一年的時間降幅超過 30%。

風力發電度電成本下降明顯，風電經濟性凸顯。隨著風電相關技術的不斷進步，風電裝機量迅 速增長後帶來的規模經濟效應日益顯現、風電運營經驗逐步積累和風電項目建設投資環境改 善，風電成本較行業發展初期明顯下降。根據 IRENA 發布的《2020 年可再生能源發電成本》報 告顯示，全球範圍內陸上風電平準化度電成本從 2010 年的 0.089 美元/kWh 下降到 2020 年的 0.039 美元/kWh，下降了 59.18%，已經低於光伏發電成本 0.057 美元/kWh；海上風電從 2010 年的 0.162 美元/kWh 下降到 2020 年的 0.084 美元/kWh，下降了 48.15%。

海陸風補貼相繼取消，風電正式進入平價上網時代。陸上風電 2021 年全面實現平價上網，2019 年 5 月國家發改委印發《關於完善風力發電上網電價政策的通知》，提出自 2021 年 1 月 1 日開始，新核 準的陸上風電項目全面實現平價上網，國家不再補貼；先前已核准但未在 2021 年底前完成併網的項 目，國家不再補貼。海上風電 2022 年起不再享受國家補貼。2020 年初《關於促進非水可再生能源發 電健康發展的若干意見》明確提出，2022 年起中央不再對新建海上風電項目進行補貼，但鼓勵地方 繼續補貼建設海上風電。

隨著海風投資成本的降低，海上風電平價時代或加速來臨。以風資源較好福建省為例，根據《我國 海上風電區域開發方案淺析》的披露，福建省海風的平均風速在 7.1-10.2m/s 之間，年平均利用小時 數 2400-3800 小時，儘管由於受到海床結構和颱風因素影響，單位造價較高，然而由於海風資源稟賦 優異，根據我們測算福建海上風電度電成本為 0.41 元/kwh 左右，處於較低水平。如果以福建省脫硫 煤電價 0.3932 元/kwh 進行敏感性測試，在 3200 小時的年均利用小時數的情況下，建造成本達到 1.2 萬元/kw 的時候，內部收益率將超過 7%。未來隨著海上風電投資成本的進步下降，海上風電的經濟 性將逐步提高，邁向真正的平價。

風機大型化是降本的主要推動力，大型化節奏顯著提速

新增裝機機組功率提升明顯，風電進入大型化時代。據 CWEA 統計，2020 年國內新增陸上風機平均 單機容量達到 2.6MW，較 2010 年提升 76%；海上風機平均單機容量達到 4.9MW，較 2010 年提升 85%， 大型化趨勢明顯。從 2022 年新招標的風電項目來看，陸上風電項目的風機功率大部分保持在 4MW 以 上，海上風電項目大部分保持在 8MW 以上，我國風電正式進入大型化時代。

大型化進程提速是本輪降本的主要推動力。風機大型化是降低風電的度電成本的主要方式，其實現 降本的路徑主要是攤薄各項成本和提升發電效率。 1）攤薄各項成本。隨著風機大型化，零部件用量並不會隨著功率的上升而呈現線性變化，因此會有 效的攤薄零部件的採購成本，另外風機數量減少帶來的基礎、電纜、安裝及運營上的單位投入同樣 會隨之減少。以 Vestas 部分機型為例，我們比較了從 1.5MW 到 9.5MW 的 7 款機型，可以看出轉子重 量、塔筒重量及總重明顯小於容量的增幅，大型化攤薄效應明顯。

2）提高發電效率。伴隨著風機大型化的是葉片尺寸增加、塔筒高度升高，在同等風速情況下，葉片 更長，掃風面積更大，發電量也相應增大；塔筒越高、切變值越大，風能利用價值也越大，從而達 到提升發電效率、降低度電成本的效果。以 Siemens Gamesa 的海上風機為例，以下四款機型適用的 風速相同，具有較強的可比性，且容量都在 5MW 以上，是目前大型化的主流機型。對比相關技術參 數可知，隨著風機容量增加，單位千瓦掃風面積顯著增加。

根據徐燕鵬發表的《平價時代風電項目投資特點與趨勢》測算，在同樣是 100MW 的項目，風機單體 從 2.0MW 到 4.5MW，靜態投資額下降 14.5%，LCOE 下降 13.6%。

鑄造主軸滲透率上升，龍頭企業積極布局搶佔先機

主軸是風機重要傳動與承重部件，工藝流程較為複雜

風電主軸是風機傳動系統的核心部件。風力發電機組結構較為複雜，由風輪（葉片、輪轂）、主軸 承、風電主軸、齒輪箱、發電機等部分組成，其中輪轂、主軸、齒輪箱、發電機等構成了風機發電 機組傳動系統。風電主軸在風機中起到連接葉片輪轂和齒輪箱，傳遞動能的作用。

主軸質量要求高但成本佔比小，主軸廠客戶粘性高。風電主軸作為風機中的主要受力部件，且長期 服役在低溫等惡劣環境中，極易發生韌脆轉變，造成斷裂，從而引發事故。由於風機使用壽命長達 20 年，主軸更換難度大、成本高，整機製造商對主軸質量、性能要求非常嚴格。而根據三一重能招 股說明書顯示，風電主軸在風電機組中成本佔比僅約 3-4%。質量要求高且成本佔比較小，因此通常 風機廠不會輕易更換供應商，客戶粘性較強。

主軸原材料成本佔比較高，原材料價格對主軸毛利率有顯著影響。根據金雷股份的招股說明書，風 電主軸的成本中，直接材料成本中佔比高達 60%左右。風電主軸用的鍛造鋼錠屬於特種鋼鐵，主要 為 34CrNiMo6 和 42CrMo4 系列。由於原材料成本佔比較高，主軸製造廠商的盈利能力與原材料價格呈 現負相關關係。同時，金雷股份在 2020 年公司實現鋼錠自供後，2021 年主軸業務毛利率水平大幅提 升且維持在 40%左右，因此原材料成本的管控對主軸業務的毛利率有顯著影響。

目前主流的主軸生產工藝是鍛造。鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變 形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。其工藝流程包括鍛造、熱處理、機 加工和塗裝幾大工藝流程。

主軸的鍛造工藝通常採用複合鍛造成型工藝。根據鍛造成形機理，鍛造工藝可分為自由鍛、模鍛、 輾環、特殊鍛造。傳統自由鍛工藝不能滿足風電主軸獨特的外形特徵和使用要求，因為傳統自由鍛 可能會導致鍛件各部位變形的不均勻性明顯、局部金屬顯微組織疏鬆、鍛造火次多、生產效率低以 及形狀尺寸控制難度大、外觀質量難以保證材料利用率低等問題；並且，法蘭與軸身圓弧連接部位 只能通過後續的機加工獲得，破壞了圓弧連接部位纖維的連續性，嚴重影響力學性能，降低了風電 主軸的疲勞強度和使用壽命。因此，目前主流主軸廠商均採用複合鍛造成型工藝，即軸身部位採用 自由鍛造，法蘭及法蘭軸身連接部位採用胎膜鍛造成型。與傳統自由鍛造工藝相比，複合鍛造成型 的風機軸金屬組織纖維方向性良好，纖維流向沿著整個風機軸外形連續分布，尤其保證了法蘭及其 與軸身連接部分纖維的連續性，顯著提高了主軸的使用壽命。

在風機大型化和輕量化發展背景下，空心鍛工藝的研發是主軸生產降本增效進程中的重要突破。空 心鍛採用無冒口鋼錠代替普通鋼錠生產筒體、圈子、空心主軸等空心鍛件，可以大幅度提高鋼錠利 用率和空心鍛件質量；空心鍛件高效內孔工藝是通過增大鏜桿壁厚尺寸，解決空心鍛件主軸內孔余 量較大且壁厚不均勻的問題；超大孔徑異形空心主軸的鍛造技術，能夠減小加工餘量，在提高效率 和降低原材料方面具有顯著優勢。

熱處理過程是整個鍛造工藝的難點，也是風電主軸是否能獲得良好機械性能的關鍵。熱處理，是指 利用控溫精準的熱處理設備和性能優良的冷卻介質，經過嚴格控制調質工藝，使主軸獲得良好的綜 合機械性能的工藝過程。主軸一般要經過兩道熱處理工序，第一道熱處理稱為鍛後熱處理，是指風 電主軸坯料在經過鍛造成型後加熱至一定溫度，隨後保溫一定時間後，採用不同的冷卻方式和速度 進行冷卻，該步驟的目的在於消除鍛造應力、細化晶粒、獲得相應組織、提高切削性能等；第二道 熱處理稱為調質熱處理，是將粗加工之後的合格件在固態下施以不同溫度加熱、保溫和冷卻，目的 是改變其內部組織結構，獲得所需性能及組織。 鍛造鍛件時加熱不當容易產生缺陷，可分為以下幾種：1）由於介質影響使坯料外層組織化學狀態變 化而引起的缺陷，如氧化、脫碳、增碳和滲硫、滲銅等；2）由內部組織結構的異常變化引起的缺陷， 如過熱、過燒和未熱透等；3）由於溫度在坯料內部分布不均，引起內應力（如溫度應力、組織應力） 過大而產生的坯料開裂等。

機加工，通常首先採用普通車削方式去除鍛件表面缺陷，其次通過高精度自動化機械加工設備對風 電主軸進行車、銑、鑽、磨、滾壓加工，滿足主軸的外形尺寸和精度要求。機加工過程是保證產品 尺寸精度和產品質量的重要工序，例如，在生產 3MW 及以上大兆瓦風電主軸的過程中，由於主軸重 量大，機械加工時對車床的承重、要求更為嚴格；同時，主軸內孔較大，且孔內形狀較為複雜，內 孔加工有一定的技術難度。此外，機加工工序中產生的鋼屑會被循環利用，即回到企業坯料製備車 間電弧爐，直接進行回爐熔化重新生產成鍛件坯料，可以一定程度上降低成本，同時對毛利率產生 影響。

塗裝，是指在特定的溫度、濕度環境條件下，對風電主軸進行表面預處理，然後採用金屬、油漆塗 覆方式使主軸獲得防腐保護，從而具有長壽命周期。塗層厚度的控制是實現高質量塗裝的關鍵因素， 也是塗裝流程的技術難點，一次性塗裝太厚會使得塗料干化過程中產生應力裂紋，塗層太薄的話則 會增加基體未被充分保護的風險，從而產生鏽點。例如風電主軸的底漆通常是具有高防腐能力的環 氧富鋅塗料或無機富鋅塗料，對底漆的塗層厚度控制至關重要，需要檢測並控制濕膜厚度，以確保 塗層干化後得到符合要求的干膜厚度，從而保證主軸性能和使用壽命。

主軸需求因技術路線不同而異，大型化背景下鑄造主軸滲透率有望提升

雙饋、直驅、半直驅為三種主要技術路線，其中雙饋和半直驅機型需要主軸。半直驅機型又分為集 成化半直驅（類似直驅）和半集成化直驅（類似雙饋）兩種。在雙饋和半集成化直驅機型中，主軸 起到傳動和承重作用，受力工況較為複雜，同時雙饋的高速傳動帶來較高的疲勞強度，半集成化直 驅機是中速傳動，疲勞強度較弱。而直驅機型直接用轉子和定子作為傳動系統，不需要主軸，同時 低速傳動疲勞強度弱，受力工況最簡單；集成化半直驅機是輪轂聯接齒輪箱，再聯接發電機，省去 了主軸等傳動系統，同時中速傳動疲勞強度較弱，受力工況也相對簡單。

從技術上來說，雙饋技術成熟度較高、成本低，但齒輪箱可靠性較低，增加了機械損耗與維護工作 量，傳動效率降低，增加了故障風險；直驅/半直驅機型由於沒有齒輪箱/齒輪箱轉速小，維護工作量 小，發電效率和可靠性較高。從成本上來說，直驅風機簡化了傳動結構，更能使適應風機大型化趨 勢，但投資成本更高；半直驅機型由雙饋與直驅技術結合，體積與重量相對較小，機組整體結構更 為緊湊，有利於運輸和吊裝，可靠性能夠得到有效把控，是性價比相對較高的機型。

雙饋和半直驅機型有望分別成為陸上和海上風電主流路線，從而提升主軸的用量。2020 年我國陸上 風電機組新增裝機中，雙饋機型市佔率達到 60.90%。半直驅機型近幾年滲透率逐步提升，陸上新增 裝機的佔比從 2016 年的 1%增長至 2020 年的 8.4%，而在 2021 年各大主機廠也是密集的發布半直驅機 型。同時，在降本和大型化背景下，目前已經看到直驅機型在大功率產品線上逐步轉向半直驅或雙 饋的趨勢，給主軸產品帶來增量需求。

除了鍛造外，鑄造是風電主軸的另一主要的工藝方法。鑄造是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應 的鑄造空腔中，待其冷卻凝固後，以獲得零件或毛坯的方法。鑄造主軸的生產流程與鑄件類似，包 括工藝設計與模具製造、毛坯鑄造、機加工、表面處理。

工藝設計與模具製造，是指根據客戶提供的圖紙進行產品生產（熱、冷加工）方法和工藝參數設定 的設計，並且根據工藝設計圖製造模具。目的是為了確定生產過程和手段。由於風電鑄件產品具有 多品種、多批次、大批量、非標準化的特徵，鑄造工藝流程設計能力一方面體現在能夠運用專業軟 件和信息控制系統對生產工藝進行建模和模擬試驗，通過對製造過程的模擬設計，生成相應的工藝 文件來有效控制整個過程；另一方面體現在實際鑄造流程中對材質和性能的過程式控制制，如需要通過 大量的經驗數值，合理地配比各種金屬元素，以達到風電鑄件的各項特殊指標等。因此鑄造工藝流 程設計對控制產品質量、提高工藝出品率和降低生產成本具有重要意義。 毛坯鑄造，將熔煉好的液態金屬澆進位造好的模具中，經冷卻凝固、清整處理後得到毛坯的工藝過 程。由於風電鑄件體積大、壁厚通常較高，技術要求高，屬於高端鑄件，對材料性能有特殊的要求， 例如抗拉強度、延伸率、低溫衝擊值、球化率等方面均有嚴格要求，在質量控制上要求 100%的超聲 波探傷、磁粉探傷等檢測要求以及一次成型鑄造要求。傳統澆鑄過程中易產生各種鑄造缺陷問題， 如磨損、劃傷、砂眼、針孔、裂紋、缺損變形、硬度降低、損傷等等。因此對風電鑄件廠商的毛坯 鑄造能力提出了較高要求，如目前主流鑄件生產企業採用的無冷鐵無冒口的鑄造技術，能夠顯著提 高工藝出品率，有效降低生產及管理成本。

鍛造主軸綜合機械性能更優，鑄造主軸更具成本優勢，在風機大型化、輕量化背景下，鑄造主軸滲 透率有望提升。 1） 從機械性能角度看：鍛造是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形以獲得具有 一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，能保證鍛件內部金屬纖維組織的連續性，使 鍛件具有良好的力學性能與更長的使用壽命；而鑄造是金屬熔煉後澆入鑄型，凝固後獲得鑄件， 鑄件由於不同部位晶粒度差異原因，各種性能（除強度外）基本上都是越往鑄件心部，性能越 差，另外由於鑄件通常夾雜物較多而韌性對夾雜物有更高的敏感度，同時這些夾雜物本身脆性 大，對基體起割裂作用，因此在鑄件受到外力作用時，這些部位會成為裂紋源，並在外力作用 下裂紋迅速擴展，加快了鑄件的斷裂。

2） 從成本角度看：鑄造主軸的成本優勢主要體現在：1）重量更輕 2）鍛造主軸會受制於生產設備， 目前最大可制 9MW 風機容量的鍛造主軸，而且鍛造過程中會伴隨材料損耗，相比之下，鑄造工 藝一次成型，成本更低。

綜上，鑄造主軸在強度、硬度方面是能夠達到並超過相應的鍛件標準，在鑄造主軸的成本優勢的加 持下，伴隨著風機大型化和輕量化，鑄造主軸滲透率有望提升。

主軸需求隨新增裝機量迎來增長，鑄造主軸增速可觀。根據金雷股份 2021 年年報的顯示，鍛造主軸 的用量約為 0.6 萬噸/GW ，隨著風機大型化的推進，我們預計鍛造主軸的用量下降到 0.5 萬噸/GW，鑄 造主軸的用量基本維持在 0.3-0.4 萬噸/GW。另外，隨著風機大型化以及半直驅機型應用的增多，將帶 動鑄造主軸滲透率逐步提升，據此我們預計鑄造主軸的市場空間或將從 2022 年的 8 萬噸增長至 2025 年的 17 萬噸，2025 年鍛造加鑄造主軸的需求量在 50 萬噸左右。

鍛造主軸雙寡頭競爭格局穩定，鑄造主軸龍頭布局產能仍存優勢

主軸行業存在著技術、資金、供應商資格認證、人才等多重壁壘，進入門檻高。 1）技術壁壘：風電主軸屬於專用設備大型零部件，製造流程包括鍛壓、熱處理、機械加工、塗裝等 多個工藝環節。對生產企業的技術參數控制能力、產品技術管理能力和現場精細管理水平都有較高 的要求，需經過長時間技術研發和經驗積累方可生產出優質產品。此外，高品質、大兆瓦風電主軸 製造技術需要廠商具有較強自主創新能力，目前只有主要廠商掌握，因此大量中小企業很難進入主 流市場。 2）資金壁壘：專業風電主軸生產流程複雜，生產設備與所需能源動力、生產組織配套等整體投入巨 大。根據此前金雷股份發布的《非公開發行股票募集資金使用可行性分析報告》，新增 2.4 萬噸風電 主軸產能大約需要投資 5 億元。同時，生產過程又需要墊付較多流動資金以保證存貨採購的資金周 轉，巨大的資本投入限制了一大批中小企業的進入。 3）供應商資格認證壁壘：由於風電整機製造商均擁有自己獨立的技術規格要求，並均有自行制訂的 供應商認證體系。在既定的產品標準下，風電整機製造商更換主軸供應商的轉換成本高且周期長。 同時，由於風電主 軸的質量直接關係到風電整機是否能夠在惡劣的環境中長時間（20-25 年）無故障 運行，若風電主軸製造商提供的產品能持續達到其質量要求，則其將與風電整機製造商達成長期穩 定的合作，因此新進入者要打開市場難度較大。 4）人才壁壘：風電主軸製造生產環節多，技術工藝複雜，不僅在工藝研發上需要優秀的科研人員， 在一線生產車間也需要眾多掌握熟練生產技術的技術工人，從鍛壓、熱處理、機械加工、塗裝等都 需要一大批嫻熟的工人才能保證工業生產流程的順暢。以鍛壓機操作員為例，培養一個合格的鍛壓 機操作員需要 2 至 3 年時間，因此技術人才的壁壘直接制約著風電機主軸製造企業的快速發展。

風電主軸較早實現國產替代，目前呈現雙寡頭競爭格局。中國風力發電行業 2005 年之前風電主軸主 要依靠進口，從 2006 年開始步入快速發展階段。通裕重工招股書顯示，2011 年風電主軸的國產化率 已經接近 100%。從收入端來看，2021 年金雷股份與通裕重工風電主軸收入分別為 15.08 億元和 9.12 億 元。2021 年金雷股份與通裕重工風電主軸銷量分別為 14.7 萬噸和 9.3 萬噸，全球市佔率分別為 26.1% 和 16.5%，據此推算 2021 年兩者全球市佔率近 43%。同時，金雷股份 2017-2021 年境外業務營收佔比 50%左右，風電主軸實現全球化供應。 成本競爭優勢是雙寡頭形成的主要原因。風電主軸作為風力發電機的重要部件，其行業呈現典型的 資金密集、技術密集特徵，具有明顯的規模經濟效應。目前國內和國外從事專業化風電主軸生產的 較少，大都是以多種自由鍛件產品為主，龍頭企業金雷股份以風電主軸業務為主，並且具備明顯的 風電主軸專業化產能優勢。

技術壁壘高 大兆瓦產能稀缺，鍛造主軸雙寡頭市佔率有望持續擴大。從技術角度來看，風電主軸生 產工藝複雜，需要人工操作較多，目前無法完全實現自動化生產，這使得國內風電主軸製造商在生 產成本上的優勢更加明顯。根據金雷股份非公開發行股票反饋意見回復，3MW 以下主軸可以用 20MN 或 40MN 鍛壓機進行生產，而 3MW 及以上主軸則需用 80MN 鍛壓機，僅僅設備投資超過 3 億，因此由 於設備、技術、產能等因素，大兆瓦鍛造主軸的生產能力具 備一定的稀缺性。從產能端來看，金雷 股份 2021 年年報顯示，風電主軸產能約 15 萬噸，目前在建「海上風電與其他精密軸類建設項目」2022 年達產後可釋放 5.4 萬噸鍛造產能。通裕重工 2022 年可轉債募集說明書顯示，2021 年風電主軸業務 產能約 12 萬噸，可轉債募投項目「高端裝備核心部件節能節材工藝及裝備提升項目」達產後整體鍛造 產能（包含主軸以外其他鍛件）約提升 10 萬噸。相比於其他國內風電主軸廠商，無論是產能還是產 品規格，雙寡頭企業都具有顯著優勢。

主軸龍頭企業布局鑄造產能仍存優勢，風電鑄件企業或有一席之地。隨著鑄造主軸逐步得到的應用， 鍛造主軸龍頭金雷股份和通裕重工也積極布局鑄造主軸產能，對於鍛造主軸龍頭企業來說，除鑄造 和鍛造毛坯的工藝不同外，機加工和塗裝工藝基本相同，原有鍛造主軸生產經驗可沿襲，因此我們 認為金雷股份與通裕重工有望憑藉著對主軸加工工藝的深刻理解和與客戶保持的良好的合作關係， 仍將在鑄造主軸領域佔據主要的市場份額。截止 2022H1，金雷股份與通裕重工均已實現鑄造主軸產 品的小批量交付。同時，風電鑄件製造企業日月股份、吉鑫科技等均具有生產鑄造主軸的能力，因 此隨著鑄造主軸的大規模應用，未來主軸的競爭格局中鑄造企業的佔有率或有望提升。

投資分析

中長期來看，四大催化劑助力「十四五」風電不斷發展。受政策穩定性增強、成本下降的影響，我國 風電周期性減弱。從長期來看，「3060 雙碳」目標從國家頂層設計支撐我國能源結構轉型。從中期來看， 「十四五」是實現碳達峰的關鍵時期，風電需求將在 1）各省市、各大央企「十四五」新能源裝機目標高 企；2）全球「脫碳」趨勢明顯；3）核准制調整為備案制；4）老舊風場改造的催化下，助力我國風電 行業快速發展，「十四五」年均裝機量有望超過 60GW。

短期來看，22 年招標量需求旺盛支撐未來裝機高速增長，招標價格企穩、原材料價格穩步回落產業 鏈盈利能力邊際改善。從量的角度，進入 2022 年以來，由於疫情以及大型化零部件產能緊張等因素 的影響，風電項目開工併網不及預期，根據國家能源局， 2022 年 1-8 月風電累計新增裝機 16.14GW， 同比增長 10.25%，但是從招標量來看，根據我們的不完全統計，截止 22 年 9 月底，風電項目招標（不 含框架）規模達到 66.7GW，已經超過去年全年的招標總量，其中陸風 54.6GW，海風 12.1GW，預計 全年招標量有望超過 80GW，對 23 年乃至 24 年的裝機提供有力的支撐。從利潤的角度，一方面，風 機招標快速下行的趨勢有所緩解，陸上風機（帶塔筒）的招標價格穩定在 2000-2500 元/kW 左右；另 一方面，進入 22 年之後原材料價格維持高位震蕩並逐步進入下行通道，行業的盈利水平將明顯改善。

主軸是風機重要的傳動和承重部件，呈現雙寡頭競爭格局。風電主軸在風機中起到連接葉片輪轂和 齒輪箱、傳遞動能的作用。作為風機傳動系統的核心部件，主機廠對於主軸的質量要求高，但成本 佔比較小僅為 3-4%，因此通常風機廠不會輕易更換供應商，客戶粘性較強。另外，主軸生產存在著 技術、資金、供應商資格認證、人才等多重壁壘，進入門檻高，所以金雷股份與通裕重工憑藉著技 術和成本優勢市佔率逐步提升，形成了雙寡頭競爭格局，目前二者全球市佔率 50%左右。

風機大型化背景下鑄造主軸滲透率有望提升，龍頭企業積極布局產能仍有望保持優勢。風機大型化 作為風電降本的主要途徑，在風機大型化、輕量化的背景下，對於風電各個零部件的性能、成本等 提出了更高的要求。鑄造主軸在滿足主軸的機械性能要求的基礎上，相對於鍛造主軸重量更輕、工 藝流程更簡單、原材料消耗更少，具備成本優勢，因此鑄造主軸的滲透率有望逐步提升。而鑄造主 軸除毛坯的工藝不同外，機加工和塗裝工藝與鑄造主軸基本相同，原有鍛造主軸生產經驗可沿襲， 因此鍛造主軸龍頭企業有望憑藉著對主軸加工工藝的深刻理解和與客戶保持的良好的合作關係，仍 將在鑄造主軸領域佔據主要的市場份額。

通裕重工

專註大型鑄鍛件生產，國民混改後開啟快速發展

通裕重工股份有限公司前身始建於 1991 年，位於山東省德州市禹城市，系國家級高新技術企業，山 東省省級環境優化企業和集團經營企業。2011 年 3 月份在深交所的創業板掛牌交易。2020 年的 8 月 份完成控制權變更，成為珠海港集團旗下公司。

公司產品線豐富。公司主要產品為風電主軸、球墨鑄鐵管管模、其他鍛件及鑄件等大型鍛鑄件產品， 現已形成集大型鑄鍛坯料製備、鑄鍛造、熱處理、機加工、大型成套設備設計製造於一體的完整產 業鏈，可為能源電力、礦山、石化、海工裝備、壓力容器、機械等行業提供大型鑄鍛件及核心部件。

風電行業產品為重要收入來源。公司風電行業產品主要是風電主軸、鑄件（包括風電輪轂、機架、 軸承座等）、風電裝備模塊化產品。2019-2021 年風電行業產品營收佔比分別為 38% / 60% / 50%，其中 風電主軸業務為主要收入來源。除風電行業相關產品外，公司的其他通用行業相關產品主要以管模、 其他鍛件、冶金設備、硬質合金產品為主，2019-2021 年前述產品合計收入分別為 14.46 億、12.61 億、 15.91 億，占營業收入的比例分別為 35.90%、22.18%、27.69%，2020 年起佔比有所降低，但仍對收入 有較大貢獻。

公司股權集中，「國民混改」後開啟發展新起點。2020 年，公司邁出了發展史上極為重要的一步：成 為粵港澳大灣區國有資本 山東省民營實體產業的?國民混改?新標杆。公司向珠海港集團定增股票發 行，成為註冊制下珠海港集團首家完成股權再融資的上市企業，募集資金總額 9.44 億元。國民混改 能夠有效的幫助公司優化資本結構、增強資信優勢、提升治理水平。目前公司第一大股東為珠海港 控股集團，第二大股東為公司董事長司興奎先生，截止 2022 年 6 月 30 日，前兩大股東分別持有公司 20.34%/6.20%股權，股權結構集中。

風電業務帶動公司業績穩中有增，盈利能力有望回升

受益於風電下遊客戶訂單需求釋放業績快速增長，近期受下游影響增速有所下滑。2018-2020 年公司 營業收入由 35.35 億元增長至 56.88 億元，年均複合增長率 26.85%，歸母凈利潤由 2.17 億元增長至 3.81 億元，年均複合增長率為 32.51%。2021 年以來，受到「搶裝潮」過後需求下滑以及疫情導致的風電項目 開工不及預期的影響，公司收入和凈利潤增速出現一定程度的下滑，2022 年前三季季度公司實現營 業收入 43.61 億元，同比增長 1.73%，歸母凈利潤 1.72 億元，同比下降 34.42%。

受原材料價格上漲和產品結構變動的影響盈利能力承壓。2019-2021 年公司的毛利率分別為 25.91%、 23.78%、17.45%，呈下降趨勢，主要系近幾年原材料價格上升明顯以及毛利率較低的鑄件產品收入占 比提升。分產品來看，風電主軸、鑄件、其他鍛件等主營產品毛利率均呈下降趨勢，其中風電主軸 產品毛利率自 2017 年以來連續下降，由 2017 年的 46.44%下降至 2021 年的 27.74%，盈利能力承壓明 顯；管模和粉末合金產品毛利率相對穩定。

期間費用率控制得當，公司現金流狀況受下游施工節奏影響波動較大。隨著公司綜合競爭力增強、 議價能力提高，以及規模效益逐步體現，公司期間費用率實現大幅下降，2017 年至 2021 年由 13.09% 下降至 7.41%，展現出公司優秀的成本控制能力。2019 年至 2021 年，公司經營活動產生的現金流凈 額分別為 3.45、6.94、2.05 億元，2021 年較 2020 年波動較大的主要原因是購買材料支出增加，2020 年 較 2019 年波動較大的主要原因是貨款回收增加。

公司風電產品競爭優勢顯著，可轉債募投項目助力擴產增效

公司風電產品業務競爭優勢顯著，主要體現在兩個方面。 1）風電產品線豐富，大兆瓦主軸生產能力加強壁壘。從廣度來說，公司產品包括風電鍛鑄造主軸， 風電鑄件和風電焊接結構件，覆蓋直驅、半直驅、雙饋三種機型，以及海上和陸上兩種應用場景。 從深度來說，公司自 2006 年開始做風電主軸，2017 年布局風電鑄件業務，2019 年布局結構件業務。 伴隨著整機廠商兆瓦數與質量品控提升，公司主軸產品從 1MW 到 1.5MW，目前最大能夠生產 9MW； 從鍛造主軸到輕量化背景下的鑄造主軸產品布局，公司始終深度參與整個供應鏈發展，未來更大兆 瓦數的零部件配套，公司始終緊跟著風電整機廠升級。 2）客戶資源優質，首創風電模塊化業務加強客戶黏性。公司在發展過程中始終「以品質佔領市場、 以信譽贏得客戶」為原則，產品質量、交貨期、售後服務等得到了客戶的充分認可，與國內外千餘家 企業保持著長期穩定的合作關係。公司目前與包括美國 GE、德國恩德、丹麥維斯塔斯、中船重工、 上海電氣、東方電氣及新興鑄管等國內外大型企業建立了長期穩定的合作關係。公司為滿足整機廠 商減少庫存，提高供應鏈的響應速度的趨勢，利用自有場地優勢，提供整個風機的核心模塊的裝配 業務，裝配之後以模塊的方式交貨，而不是單品交貨的方式。自 2019 年開始布局，2020 年開始批量 交付，目前已對恩德、東方電氣、運達股份等下游整機廠商開展此項業務。

可轉債順利發行，擴產增效加強公司競爭力。公司於 2022 年 6 月 2 日發布「創業板向不特定對象發行 可轉換公司債券募集說明書」，擬募集資金總額不超過 15 億元，募集資金凈額擬投資於大型海上風電 產品配套能力提升項目、高端裝備核心部件節能節材工藝及裝備提升項目、補充流動資金。其中：1） 大型海上風電產品配套能力提升項目，主要針對海上風機零部件生產，預計 2023 年中投產，每年新 增風電結構件定子類及轉子類產品各 300 套，鑄件加工產品 270 套；2）高端裝備核心部件節能節材 工藝及裝備提升項目，計劃建造 7 萬噸的重型的模鍛壓機以及配套設施，將鍛件中最主要的產品類 型風電主軸的技術路線由自由鍛升級為模鍛。預計 2024 年底投產，新增鍛件產能 10 萬噸，其中新增 鉸鏈梁產能 2 萬噸、船用曲臂產能 1 萬噸。

模鍛技術能夠極大程度提高材料利用率、縮短機械加工的時間，提高生產效率。模鍛是一種精密、 優質的凈近成形技術，作為一種製造變形難、強度高、複雜形狀零件的關鍵技術，已經廣泛應用在 核電和超臨界火電閥門以及航空航天領域。模鍛通常為一套鍛模，多數坯料只需 1~2 次加熱便能成 形，因而可減少生產工序和工時，降低模具投入成本，提高生產效率，降低能源消耗和減少加熱火 次，減少材料燒損及表面脫碳。並且，從大量模鍛件的低倍檢查結果可見，其纖維流線基本上沿產 品的輪廓分布，這將有利於產品機械性能的提高，對提高零件抗應力腐蝕性能和抗疲勞性能尤為重 要。另外，模鍛件在較高的靜水應力、較高的等效應變條件下成形，其組織緻密、內部缺陷易於消 除；能夠極大程度提升後期運行穩定性，降低成套產品的故障率，保證重大工程穩定安全運行。因 此，採用模鍛工藝，有利於大幅提高生產效率以及產品質量。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。系統發生錯誤

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