風電產業鏈分析：風電零部件全景圖

1 供需分析仍然是風電零部件的主線

我們認為風電零部件的研究框架無非還是分析供需兩端，需求更 多的是看行業，這方面的研究報告很多，我們也就不再贅述。對于供 給端來說，我們認為所有的風電零部件可以分為兩大類，一類是資產

較重、產能約束較強的，另一類是資產較輕、產能約束較弱的，后者 一般不會有供不應求的問題;前者中，還可以按照兩個維度分析，第 一是環保，部分風電零部件在生產過程中有環保約束，擴產受限，部 分環保不達標的小廠容易被關停;第二是技術迭代，隨著主機的升級， 零部件也需要同步進行技術換代，如果零部件迭代速度比較快的話， 部分技術跟不上的落后產能就會自動消亡。此外，零部件的專用性對 供需也有影響，如果該零部件是通用型的，風電在下游中的占比很低， 那么風電需求即使大幅增加，對其供需格局的改善也是不大的。

不難看出，產能約束強、有環保約束、技術迭代快的專用型零部 件是我們追尋的對象，在需求回升的時期盈利彈性也是最大的。

風電零部件主要涉及八個環節:

上述八種零部件可以分為三類:

第一類是專用型的零部件，即產品只能用于風電，葉片、齒輪箱、 機艙罩、塔筒都是這一類(嚴格的講塔筒不算零部件，屬于和風機并 列的主材);

第二類是專用性比較強，但也能生產其他領域產品的零部件，如 主軸、鑄件、變流器，生產變流器的公司也會同時生產光伏逆變器、 工業控制用的變頻器等，主營風電主軸的通裕重工，其鍛件也用于其 他領域，例如水電、壓力容器、船舶等，主營鑄件的日月股份，其鍛 件也用于注塑機領域等;

第三類是通用型的零部件，主要是軸承和電機，軸承除了風電外， 鐵路、各種作業機械、機床都會用到;電機也是一樣，風電會用到， 火電、核電、光熱發電也都會用到。由于供需格局的邊際改善不會很 大，我們后續也不再對這種通用型的零部件做進一步的分析。

2 產能約束:熟練工、場地、模具、設備為四大瓶頸

我們首先整理六大環節的固定資產和營業收入比例，即固定資產周轉率，以得到一個大致的判斷:

可見，大部分風電零部件的固定資產周轉率在2.5 到 3 之間，資 產整體都是偏重的。只有變流器環節屬于輕資產，9 億的營業收入， 對應的固定資產僅僅三四千萬，變流器偏軟件，產能上的限制非常少。 另外，從人均產出的維度，葉片、機艙罩、鑄件都比較低，不到100 萬元;塔筒最高，人均 300 萬元，主軸、變流器也有 140 萬元左右。 因此葉片、機艙罩、鑄件的自動化程度是比較低的，偏勞動密集型， 其產能的發揮會比較依賴于熟練工人。主軸的自動化程度相對高一 些，但部分環節也依賴于工人，變流器雖然人均產值不算高，但其人 員主要是研發和行政人員，生產人員并不多。

那么對于幾個主要環節，產能瓶頸又都在什么地方呢?

2.1 葉片環節:核心瓶頸在于模具、場地和人工

葉片生產的大致流程如下:裁剪玻纖布，將玻纖布和巴沙輕木、 PVC 泡沫材料等芯材鋪設在主模具內，放置大樑冒后，通過真空壓力 把環氧樹脂吸入預先鋪好的玻纖布中。真空灌注成型后，模具升溫到80 度左右進行固化 4 個小時。放置腹板，將兩個半片的葉片粘合在一 起，待模具溫度冷卻后，脫模。之后進行切割、鉆孔、打磨、裝配， 最后進行噴漆、烘干。

葉片的產能瓶頸很大程度上在于模具，根據中材科技的永續債跟 蹤評級報告，截至 2017 年末，中材葉片共擁有 67 套在用模具生產線， 具備年產 4,000 套兆瓦級風電葉片的生產能力，相除之后每套模具對 應年產 60套即 180 片葉片，每片葉片的生產周期 2 天/48 小時左右。 一般一套模具生產 400到 600 片模具就不能再使用。下表為中材葉片 萍鄉基地的主要生產設備表格，排名第一的就是模具。此外，由于鋪 設玻纖布的過程全部依靠手動完成，工人也是產能的瓶頸因素之一。

2.2機艙罩:和葉片的工藝高度相似，模具、場地、人工為瓶頸

以機艙罩生產中最常使用的真空袋工藝為例:首先要在模具表面 進行膠衣噴涂處理。然后逐層鋪覆玻璃纖維、脫模布、導流布，布設 導入、導出螺旋管，將真空袋膜裁剪成稍大于模具外形的尺寸后覆蓋 在模具上。之后令樹脂在負壓的作用逐漸進入纖維內，讓樹脂完全浸 潤纖維，最后進行固化和脫模。可以看到機艙罩和葉片的生產工藝是 有些類似的。

除了模具外，主要的機艙罩生產設備是行車、叉車、切割和噴涂 機器、真空系統等等，都是比較常規的設備，其主要的產能瓶頸還是 在于模具以及場地和人工。

2.3塔筒:產能主要取決于設備和場地，自動化程度高

塔筒屬于鋼結構件，工序相對簡單，生產流程是起重、吊裝、切割、卷板、焊接、噴漆、噴砂等，核心工序僅切割、卷板和焊接三步， 設備也無非是起重機、卷板機、切割機、焊接機等。生產自動化程度 也比較高，從下面兩圖就可以看出，葉片的車間里布滿了人，但塔筒 的生產車間里基本上見不到人。

2.4主軸:核心設備鍛壓機，熟練工也會制約產能的發揮

主軸的加工過程是先將鋼錠加熱到鍛壓所需溫度范圍，之后利用 鍛壓設備將鋼錠鍛打成所需要的形狀及尺寸，再加熱至一定溫度，保 溫一定時間后冷卻，再進行機械加工，之后進行超聲波探傷、熱處理、 打磨，而后是硬度、機械性能等的檢驗，最后是精加工、清洗和噴砂、 噴鋅、噴漆。以上步驟在鍛造、熱處理、機械加工和涂裝四個車間完 成。

主要設備包括鍛壓機、操作機、燃氣爐、電爐、行車、各種車床 鋸床鏜床鉆床等，其中最核心的就是鍛壓機，主軸的產能都是以鍛壓 機的產能來計算的。此外，培養一個合格的鍛壓機操作員需要 2 至 3 年時間，熟練工人也是瓶頸之一。

主軸行業的產能瓶頸主要在于設備和工人，設備自不必說，熟練 工人的培養也需要比較長的時間，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。

2.5鑄件:廠房、設備、模具、人工都會制約產能的發揮

生產鑄件時，首先要制備模具，根據整機廠提供的圖紙制備外膜 和芯膜，用模型和芯砂制作出所需模具的形狀，然后用模具、砂箱、 芯砂、輔助材料制作出砂芯，將砂膜和芯膜組合起來，成為滿足澆鑄 需要的砂型制品。生鐵、廢鋼和回爐料通過輸送帶進入爐內熔化、保 溫、調成分，熔化的鐵水進行球化、孕育處理，然后澆筑到制備好的 型腔中。開箱除去砂膜和砂芯，除去氧化層、附著物，之后進行探傷、 檢測，機床粗加工、精加工、鉆孔，最后進行清洗、噴砂和表面處理， 整體的工序比較長。

廠房、設備以及熟練工人都構成了鑄件產能的瓶頸。設備中，最 核心的是中頻熔煉爐(用于熔化鐵水)、橋式起重機(又稱行車，用 于起重和運輸)、模具砂箱、混砂和除塵機以及用于機加工的數控機床。

3 環保因素:鑄件最嚴重，塔筒、葉片有噴漆帶來的危廢

我們從環保的維度對五大零部件進行分析，整理如下表:

五大環節中，環保約束最嚴重的是鑄件，一方面鑄造過程本身是 高耗能的，在 2016 年，日月股份一年要耗用近 7000 萬千瓦時的電力 以及超過 2 萬噸的焦炭，這兩項的花費近億元;另一方面鑄造過程中 會散發大量的污染物，尤其是澆注、冷卻和落砂過程中煤粉和有機粘 合劑會發生熱解，散發揮發性有機化合物、危險的空氣污染物以及粉 塵等，熔煉、砂處理過程中也會產生大量廢砂和爐渣。

18年以來，在環保重壓之下，多地對鑄造行業進行停產整頓和環 保整治，影響了部分鑄造產能的發揮。

其次兩個環節是葉片和塔筒，兩個環節都涉及到噴漆，需要對油 漆渣、油漆桶等危廢進行處理。基本上沒有環保約束的是機艙罩和主 軸，只排放非常少量的粉塵和廢氣。

4 鑄件、葉片擴產限制最多、難度最大

綜上所述，從擴產難度來看，受限制最多的就是鑄件，同時受到 熟練工人、設備、場地、模具和環保的限制;塔筒和主軸擴產受的限 制最少，基本上只需要添置設備即可，不涉及模具和環保的問題，主 軸的鍛造環節對熟練工有一定需求，其余環節可自動化。

葉片和機艙罩比較類似，占地面積非常大(尤其是葉片)、受廠 房面積的制約嚴重，此外是勞動密集型產業，需要大量的熟練工人， 人均產值只有五六十萬元，而且需要使用模具，產線的適配性比較弱， 產品型號變更后，需要重新上新的模具。而且由于大的葉片和機艙罩， 重量高、需要的物料多，其占用模具的時間也更長，單位模具對應的 產能是減少的。

5 需求端看技術迭代:葉片最快

從技術迭代的角度，隨著風機機型的更新換代，對零部件的要求 也在提升，部分老產能已經無法滿足生產的需要，如果不能及時進行 技改，就會被自然淘汰。而且新的零部件對廠商技術的要求也在提升， 實力一般的廠商跟不上技術進步的速度，也會被淘汰。

風電零部件可以分為兩類，葉片是一類，其余四種零部件是另一 類。

對于主軸、塔筒、機艙罩和鑄件來說，下游的技術迭代速度不算 快，目前主流的 2/2.5MW機型，大部分廠家都能夠生產。只有在升級到 4MW 以上的陸上大 MW 或海上機型后，才會有部分產能跟不上， 原因是大 MW機型的零部件體積大、重量高，原有的廠房面積不夠用、 吊車承重能力不夠等。

葉片的技術迭代速度是最快的，2.0MW 機型最早使用的是 93 米 的葉片，到 2017、2018 年，已經變為 121 米的葉片。而從華能、華 潤今年的招標情況看，絕大部分項目都要求風機配置 140 米以上直徑 的葉片，由于這些招標項目的交付時間大部分在今明兩年，因此我們 預計 141 米的葉片在今明兩年將成為行業主流配置。

由于葉片模具的供應商比較集中，優秀的只有 3-5 家，模具的生 產、運輸、調試、爬坡周期也比較長。而且大葉片的載荷會上升，需 要在氣動和結構設計上都加以優化。尤其是141米葉片和 121、131米葉片還有根本性的不同，121、131 米葉片的節圓直徑(即葉根處的 直徑)只有 2.3 米，而 141 米葉片的葉根直徑升高到了2.8米，進一 步增加了研發、設計的難度，并不是買到了模具就可以生產的，光掛 機測試就需要近一年的時間。

……

溫馨提示：如需原文檔，請登陸未來智庫m.lifefree.cc，搜索下載。

（報告來源：方正證券；分析師：于化鵬、申建國）

編輯：沃巴查芒