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2022年全球及中国动压油膜滑动轴承行业下游细分市场应用规模潜力分析及投资价值评估预测


1)全球动压油膜滑动轴承细分领域发展情况基于其承载能力强,耐冲击和振动等特点,动压油膜滑动轴承被广泛应用于汽轮机、水轮机、核电主泵等能源设备,电动机、汽车发动机、柴油机等动力设备,各种工业泵、风机、压缩机、轧钢机等机器设备上。动压油膜滑动轴承对这些主机的工作精度、性能、寿命和可靠性等都起着至关重要的影响。目前,滑动轴承产业基本上由大型的跨国集团公司所掌控,如Kingsbury、Michell、RENK、Waukesha及Miba等。由于发达国家的滑动轴承产业拥有悠久的发展历史,形成了全面的技术体系,积累了丰富的研究和工程应用经验,掌握了多项高精制造工艺,并且已经建立起了以几家龙头企业为首的滑动轴承供应体系,因此重要装备、关键配套的滑动轴承基本上出自上述几个大型轴承厂家。

根据中金企信统计数据,2020年,全球动压油膜滑动轴承市场规模达19.9亿美元,预计2020-2026年全球动压油膜滑动轴承市场规模年均复合增速为10.5%,到2026年,全球动压油膜滑动轴承市场规模将达到36.2亿美元。

2016-2026年全球动压油膜滑动轴承市场规模走势及预测

 

数据统计:中金企信国际咨询

2)我国动压油膜滑动轴承细分领域发展情况高端滑动轴承是指高性能、高可靠性、高技术参数指标,能够满足高端、高可靠性设备或武器装备等极端工况与特殊环境要求,对国民经济和国家安全具有战略意义的滑动轴承。随着现代设备和工业装备不断推陈出新,高速、重载、高精度、高可靠性、长寿命、环境友好,以及对极端工况和特殊环境的超强适应性已成为高端装备所追求的目标,在这些高端装备中,轴承往往是关键的基础零部件,轴承的性能对设备的这些关键性能指标影响显著。

动压油膜滑动轴承属于滑动轴承中的中高端轴承。我国的动压油膜滑动轴承制造行业与国外的差距主要体现在以下方面:(1)动压油膜滑动轴承自给率较低;(2)大量产品品质较低,部分高端产品虽然能够设计生产、但是质量不稳定;(3)材料和制造业的工艺能力、保障能力不足;(4)测试技术不足,产品实验测试、用户应用数据积累与国外还有相当差距;(5)对于高端机组如核电机组,购买力大,但是相对支持国产化研发的力度不足;(6)国内企业品牌影响力较弱,服务、销售网络覆盖不全,客户特别是国际客户信心不强。

根据中金企信统计数据,2020年,中国动压油膜滑动轴承市场规模达32.3亿元。我国动压油膜滑动轴承行业目前仍处于成长期,生产技术和产品质量仍在继续提升之中,产品的应用领域还有很大的拓展空间,未来行业有望保持快速增长态势。2020-2026年我国动压油膜滑动轴承市场规模年均复合增速为13%左右,到2026年,我国动压油膜滑动轴承市场规模将达到67.2亿元。

中金企信国际咨询公布的《中国动压油膜滑动轴承行业市场深度调研及投资规划指导可行性预测报告(2022版)

(3)下游行业需求情况:2010年10月颁布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,将节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车七个产业划分为战略性新兴产业。轴承制造行业与战略性新兴产业密切相关,为动力工业及其相关产业提供重要支撑。动压油膜滑动轴承由于高转速、承载能力大、使用寿命长、速度范围宽、摩擦系数低、抗冲击能力强等优点,

广泛应用在能源发电、工业驱动、石油化工及船舶等关键领域的高端设备中。随着装备制造业的升级,为了提高能源利用率,这些设备正朝着大型、重载、高速的方向发展,对滑动轴承的需求不断上升,因此滑动轴承是国民经济众多领域高端设备性能提升的重要基础件。2010年10月颁布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,将节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车七个产业划分为战略性新兴产业。轴承制造行业与战略性新兴产业密切相关,为动力工业及其相关产业提供重要支撑。动压油膜滑动轴承由于高转速、承载能力大、使用寿命长、速度范围宽、摩擦系数低、抗冲击能力强等优点,

广泛应用在能源发电、工业驱动、石油化工及船舶等关键领域的高端设备中。随着装备制造业的升级,为了提高能源利用率,这些设备正朝着大型、重载、高速的方向发展,对滑动轴承的需求不断上升,因此滑动轴承是国民经济众多领域高端设备性能提升的重要基础件。

1)能源发电领域电力工业是我国优先发展的重点产业,是国民经济中最重要的基础能源产业,对促进经济发展和社会进步发挥着重要作用。国家能源局发布的《2020年全国电力工业统计数据》显示,2020年全国发电量76,236亿千瓦时,同比增长4.0%;全社会用电量75,110亿千瓦时,同比增长3.1%。

①核电领域:核电作为一种安全、清洁、经济的能源己被很多发达国家作为本国能源的支柱之一。随着我国优化电源结构的节奏加快,核电发展也进入提速阶段。近年来,随着各新建核电项目陆续完工投产,国内核电累计装机容量持续增长。根据中国核能行业协会的数据,2012-2020年中国核电累计装机容量呈逐年增长态势,2020年全国核电累计装机容量为4,989万千瓦,同比增长2.3%。

根据中国核能行业协会数据,2011-2020年,我国核电发电量逐年增长。2020年,我国核电发电量达3,662亿千瓦时,同比增长5.2%。由于核电对设备的稳定性和安全性有着极高的要求,核电设备制造具有较高的技术和投资门槛,需要进行相关认证,所以核电设备制造行业的集中度处于电力设备行业的较高水平。核电轴承作为核电设备的关键组成部分,高可靠性要求使其技术水平和准入门槛较高。无论是目前我国主流的二代、三代核电技术,还是正在突破的高温气冷堆四代技术,其冷却剂循环驱动设备的滑动轴承一直依赖进口,国内滑动轴承在这方面存在着很大的进口替代空间。

核主泵的自主化对于国民经济和国防建设有着非比寻常的战略意义与政治意义,作为核电需求和发展大国,必须进行核电轴承设计和制造技术自主化研究。我国必须抓住核电建设的发展机遇,与国外进口公司合作,加快自主化建设,大力发展核主泵轴承的设计技术、材料和工艺技术以及轴承系统试验平台建设,加快我国核电轴承的自主化进程。

②火电领域:目前,火力发电仍是我国电力生产行业的主体,应我国节能环保的要求,火电建设普遍采取了发展高参数、大容量机组,改造和关停小火电机组的战略措施。

③风电领域:“十三五”期间,我国风电产业实现平稳有序发展,风电装机规模继续领跑全球。电力规划设计总院发布的《中国电力发展报告2020》指出,“十三五”时期,全国风电并网装机容量年均增长16.9%,整体维持高速发展的势头。

根据全球风能理事会(GWEC)统计数据显示,截止2020年末,我国风电累计装机容量达到了284.6GW,在全球累计风电装机容量的占比上升为38.3%。2020年,中国(不包括台湾地区)新增装机容量52.08GW,包括陆上新增风电装机容量49.06GW和海上风电新增装机容量3.02GW,新增装机容量在全球比重为56%。

风电领域是当前和未来一段时间内的投资热点。“十四五”期间,在“碳中和”及“风光”总装机12亿千瓦以上双重目标下,我国风电每年平均新增装机至少需达50GW,新增市场规模潜力巨大。据预测,中国到2060年国内风电装机将达1,660GW,将给国内带来14万亿元绿色能源投资空间,存在着巨大的商机。行业现有风电主轴轴承和风电齿轮箱轴承主要为滚动轴承,国内该部分产品几乎完全依赖进口SKF、NSK及FAG等品牌的轴承。发行人为SKF的授权工业经销商,随着风电领域市场需求的快速增加,SKF滚动轴承行业业务规模呈上升态势,并将在未来几年内延续。

与此同时,风电行业正朝着更大功率、更低成本的方向发展,使用滑动轴承代替滚动轴承是风电行业未来重要的技术发展方向。风轮直径每增加10%,整机发电量将提高8%以上,因此发展超大型风电机组是实现风电平价上网的有效措施之一。随着风电机组超大型化发展,近年来新建的10MW以上超大功率风电齿轮箱若仍采用滚动轴承,会使其轴承径向尺寸过大,导致轴承内外圈、滚道和滚珠的疲劳剥落、磨损等故障率持续增加,严重制约齿轮箱的性价比与可靠性。滑动轴承具有径向尺寸小、承载能力强、成本低等优点,可应用于风电主轴承齿轮箱,显著提高风电齿轮箱扭矩密度,降低单位扭矩成本。因此,“以滑代滚”是未来超大功率风电齿轮箱降本增效最具潜力的解决方案,对我国实现风电高端轴承国产化、风电平价上网和“30·60”双碳目标具有重大意义。

此外,老旧风机技改升级是提高风电机组发电量、保障风电机组安全运行、降低风电度电成本的另一有效举措。据统计,全国现有1.5MW及以下老旧风电机组装机近80GW,数量超5,000台,预估轴承数量超90,000套。大部分老旧风机位于风资源优异地区,其普遍存在发电能力差、故障率高、安全隐患多等问题。若通过齿轮箱、控制系统等综合技改升级,将1.5MW及以下老旧风机置换成4MW以上的大功率风电机组,可以增加4倍的风电场装机容量,同比降72%故障率。因此,老旧风电场技改升级会对大功率风电齿轮箱产生巨大的市场需求,而在性价比、功率密度占优的滑动轴承风电齿轮箱将因明显的技术优势在该市场得到大批量应用。同时,由于大功率风电机组的改造仍会对相关滚动轴承产生大量需求,发行人经销的SKF滚动轴承也将受益于老旧风机的技改升级。

④水电领域:近年来,我国水电结构优化加快推进,水电建设大规模开展。在水电机组方面,核准开工大型常规水电工程约3000万千瓦,我国黄河上游、乌江、红水河、雅砻江、大渡河、金沙江等大型水电基地开发布局已基本完成;同时,核准开工华北电网、华东电网等多个大型抽水蓄能电站,规模共计3,333万千瓦。这些规划新建的高参数、大容量机组都需要滑动轴承作为关键基础零部件。

根据中国电力企业联合会数据,2011-2020年,我国水电累计装机容量逐年增长。2020年,我国水电装机量达37,016万千瓦时,同比增长3.4%。

2)工业驱动领域工业上用于提供动力的设备称之为驱动机,包括电机、汽轮机、水轮机、风机、燃气轮机、膨胀机、齿轮箱等,其中应用最多的是工业驱动电机和汽轮机。根据国家统计局数据,近三年来工业驱动的动力逐步从汽轮机转向电机,

2020年,全国工业电机的产量为32,334.1万千瓦,同比增长10.24%。工业驱动电机、汽轮机主要为高速旋转机械,与之配套的高速轴承会对主机的性能、稳定性、运行效率和使用寿命产生关键的影响。滑动轴承和滚动轴承在工业驱动领域的应用市场潜力较大。在工业汽轮机领域,以电机、汽轮机作为动力源的压缩机、泵、风机、高速离心机、齿轮箱等工业驱动设备及各类转轴上,作为支撑载荷、传递运动的核心部件,滑动轴承和滚动轴承均有广泛的应用,该领域的滑动轴承和滚动轴承的市场需求空间均较大。

3)石油化工领域石油化工产业在国民经济的发展中发挥着重要作用,是我国的支柱产业之一。目前石化领域中所应用的大多数泵、风机、压缩机采用高速主轴进行驱动,与之配套的高速轴承基本被国外Waukesha、Kingsbury等公司所垄断,国内高速滑动轴承的技术水平还有着较大的提升空间。2020年,我国泵产量18,251万台,同比增长6.36%;风机产量4,170万台,同比增长6.95%;气体压缩机产量45,971万台,同比增长3.02%。

在国家政策的持续引导下,我国石化产业取得了长足发展,主要产品产量不断上升。2020年,中国原油加工量为67,440.8万吨,同比增长3.44%,原油加工能力达8.9亿吨/年,同比增长11.96%。

近年来随着我国百万吨乙烯、千万吨炼油、大型煤制油、西气东输等特大工程的相继实施,与之配套的石化用滑动轴承的市场规模相当可观,同时也推动了高速滑动轴承国产化替代进程的加快。同时,我国大型炼化一体化项目的陆续投产也将带动与相关大型机械配套的动压油膜滑动轴承需求的增长。

4)船舶领域滑动轴承被较多地用于连接主机与螺旋桨,作为船舶艉轴承。船舶艉轴承起到支撑螺旋桨轴的作用,轴系运转时,船舶艉部振动和螺旋桨受到的不均匀动载荷将引起螺旋桨轴发生各种形式的振动,而艉轴承的位置也将在螺旋桨轴振动作用下时刻发生改变;因此艉轴承的工作条件非常恶劣,在螺旋桨轴的振动冲击下,其润滑状态将发生变化。艉轴承分为油润滑和水润滑两种,油润滑轴承选用巴氏合金作为材料,水润滑轴承通常选用聚合物和硬橡胶作为摩擦材料。同时,随着船舰朝着高速、重载的方向发展,其主动力装置中的燃气轮机对于动压油膜滑动轴承的要求也越来越高。

根据交通运输部发布的《2020年交通运输行业发展统计公报》,2020年末全国拥有水上运输船舶12.68万艘,全年完成水路货运量76.16亿吨,比上年下3.3%;完成货物吞吐量145.50亿吨,比上年增长4.3%;完成水路固定资产投资1,330亿元,比上年增长17.0%。随着大型水上运输船舶的建设,船用轴承的市场始终保持着稳定。

根据中金企信统计数据,2020年国内船用滑动轴承市场规模达到8.39亿元,同比增长5.2%;预计2020-2026年国内船用滑动轴承市场规模年均复合增速为3.8%,到2026年国内船用滑动轴承市场规模将达到10.49亿元。

此外,通过提升轴承性能,降低水中航行器的噪声辐射水平,一直是世界各国造船界和科研部门迫切需要解决的关键难题。随着我国国防工业规模的不断提升,高端、性能优良且具备自主知识产权的驱动轴承和推进系统艉轴承的需求也会不断增大。

(4)行业未来发展趋势

1、滑动轴承产品的技术标准、机械效率、可靠性和精度指标不断提升

目前,我国技术标准较低的普通滑动轴承的生产能力已经较为充足;相比之下,高技术标准、高可靠性、高精度、高附加值的动压油膜滑动轴承,以及为重点主机配套的具有特殊性、能满足特殊工作条件的动压油膜滑动轴承,无论是品种还是数量都存在着较大发展空间。我国每年仍需进口大量的高端滑动轴承,提高国内滑动轴承生产商的研发、设计和制造能力是实现滑动轴承高技术水平、高效率、高可靠性、高精度的主要途径。在国家相关产业政策的支持下,我国装备制造业正处于快速发展阶段,滑动轴承企业已经开始把提升产品的精度、性能、寿命及可靠性等属性作为重点投资方向,并将不断持续下去。我国滑动轴承制造商通过加大研发力度、引进国外先进制造设备等手段,不断提高研发设计能力和制造水平,是现阶段行业发展的必经之路。

2、滑动轴承材料的研发能力重要性日益凸显滑动轴承工作时,为了改善轴瓦和转轴之间的摩擦性质,在轴瓦内表面上涂覆或浇铸的减摩擦材料称为轴承衬。轴瓦和轴承衬材料统称为滑动轴承材料。

不同滑动轴承材料的减摩性、耐磨性、嵌入性、抗咬粘性等属性也各有差异,因此其选择会影响轴承的承载能力、极限温度、启动性能等各项指标,并对轴承的运行寿命起决定性作用。由于不同种类的滑动轴承对于材料的要求不同,滑动轴承企业对于滑动材料的研发能力会在一定程度上决定其业务的拓展速度。未来,滑动轴承企业需要进一步加大滑动轴承材料的研发投入,才能满足下游产业越来越多元化的性能要求。

3、滑动轴承产品的应用领域迅速拓展目前,滑动轴承已逐步在部分领域替代了传统滚动轴承,越来越多的轧机已由滚动轴承改为滑动轴承,许多大型机械如水轮机等也都开始采用滑动轴承,同时,风电齿轮箱领域的“以滑代滚”渐成趋势,将大幅降低超大功率风电齿轮箱成本,未来超大功率半直驱型风电齿轮箱市场前景广阔。随着未来机器越来越向高速度和大功率方向发展,对轴承性能的要求也越来越高,滑动轴承的应用领域将得到进一步拓展,行业有望继续保持快速增长态势。

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