风电主齿轮箱作用、技术路线、通胀逻辑与市场格局如何？

稀缺通胀环节，格局优盈利好。

1. 风电关键零部件，价值量高

风电主齿轮箱：风电机组主要由主齿轮箱、发电机、叶片、轴承等部件组成。风电主齿轮箱是连接风轮（叶片）和发电机的关键部件，其主要作用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并匹配发电机需要的转速。

齿轮箱对风电机组建设和运行至关重要。

（1）转速提升。风电主齿轮箱通过增速比将风轮的低速旋转转换为发电机所需的高速旋转，这一过程通过齿轮实现，要求其具备高效率和可靠性。

（2）传输功率。齿轮箱需高效地传输风轮捕获的能量到发电机，则要求其必须能承受非常高的扭矩。

（3）环境适应性。能够适应高低温、湿度、沙尘及海洋等各种恶劣环境。

（4）高可靠性与可维护性。齿轮箱故障会造成发电损失及高昂的维修更换成本。

（5）成本因素。齿轮箱成本较高，选择高效且可靠的风电主齿轮箱对于降低整体成本很重要。

齿轮箱内部包含多个重要的零部件，主要有齿轮、轴承、锁紧盘、润滑冷却系统、冷却系统、加热器和空气滤清器等。

风电机组主齿轮箱拥有多种结构技术路线。

一级行星+两级平行：一级行星传动和两级平行传动组成。传动轴平行布置，输入轴与输出轴平行布置，结构相对简单且维护便捷，稳定性较好，且维护较方便。但体积和重量大，传动效率略低。常用于双馈风力发电机组。

两级行星+一级平行：两级行星传动和一级平行传动组成。承载能力更强。由太阳轮、行星轮、齿圈和行星架组成，具有多齿啮合的特点，结构紧凑。传动比大，适合大功率风机；承载能力强，效率高；体积小，重量轻，节省空间；但设计较复杂、成本较高、维护较难。通常用于大型海上或陆上风力发电机组。随着大型化平台发展，三级行星+一级平行结构也开始应用。

复合行星结构：与一级行星加两级平行结构有些类似，但其行星级传动的主动轮为内齿圈，并且不存在惰轮。优点是所有传动级的齿轮和轴承都能得到良好的润滑，承载能力进一步加大。但其装配要求高（装配时需要对齿），以及壳体铸造加工也较复杂。

齿轮箱在风电机组中价值占比较高，仅次于叶片：据运达股份2024年度向特定对象发行股票募集说明书，齿轮箱采购成本占风机成本的18%-21%。

单台齿轮箱价格随功率的提升而提高。以联合动力在2024年的几次齿轮箱采购为例（含税价），5.X 机型价格在155 万元/台左右，6.X机型价格在 175 万元/台，7.X 机型价格在 185 万元/台，机型功率每提高1MW，价格抬升 10-20 万元/台。

2. 具备通胀属性，行业需求上行

风电主齿轮箱具备通胀逻辑：大兆瓦价值量提升+双馈/半直驱占比提升+海上占比提升。

逻辑 1：随单台功率提升，价值量提升明显。据上一章节说明，机型功率每提高 1MW，价格抬升 10-20 万元/台。

逻辑 2：双馈/半直驱占比提升，带动齿轮箱需求提升。双馈/半直驱机型需要主齿轮箱，而直驱机型不需要主齿轮箱。对于陆上风电，双馈最具成本优势，特别在大型化以及陆上风机价格下行压力下，双馈路线占比预期快速提升。对于海上风电，半直驱综合双馈和直驱特点，即具备成本优势，也能够实现追求大型化目标，预计半直驱机型占比快速提升。

逻辑 3：全球海上风电需求起量，有望带动综合齿轮箱空间进一步提升。一方面，国内海风复苏+海外海风规划起量，未来几年全球海风装机需求预计快速提升，另一方面，海上风电主齿轮箱由于工况环境更加复杂、价值量更高，综上预期进一步驱动风电主齿轮箱需求增长。

预计到 2026 年，全球风电主齿轮箱市场空间达415 亿元。

假设 26 年全球陆风 161GW，双馈及半直驱渗透率90%，且齿轮箱单台价格随着功率提升而提升，则到 26 年全球陆上风电主齿轮箱需求达2.34万台，对应空间为 356 亿元。

假设 26 年全球海风 31GW，双馈及半直驱渗透率90%，且齿轮箱单台价格随着功率提升而提升，则到 26 年全球海上风电主齿轮箱需求达0.23万台，对应空间为 59 亿元。

综上，到 26 年全球风电主齿轮箱需求达2.6 万台，对应市场空间为415亿元，同比+22%。

3.格局相对集中，盈利表现较好

齿轮箱技术含量高，是风电机组中技术壁垒最高的大型零部件之一，同时大型化加深竞争壁垒。

在设计中，需在满足输入载荷和速比的情况下设计出更高扭矩密度的齿轮箱。风机功率提升，齿轮箱重量会大幅提升，齿轮箱中的关键核心部件轴承、齿轮、齿圈的加工难度会增加。齿轮箱功率越大，其输出扭矩就越大，在增大扭矩的前提下，不增加太大齿轮箱的尺寸规格和重量是难点。

在生产过程中，工艺、热处理控制、精密齿形加工等均对制造能力和技术有着很高的要求。

相比其他部件，齿轮箱故障率较高，且更换成本也高。齿轮箱内部零件非常复杂且本身运行工况较为恶劣（承受大载荷、变转速等），因此容易失效。齿轮箱及其整个传动链配合理解对风机系统效率与安全具有重大影响，风电机组故障中齿轮箱故障占比 25-30%。并且，齿轮箱更换维护成本也较高。

基于技术高壁垒等限制，全球风电主齿轮箱市场格局相对集中，同时国产替代有望挤占海外企业份额。

全球市场看：南高齿、威能极、德力佳和采埃孚位居全球前四，2024年CR4 超 70%。

国内市场看：主要包括南高齿、德力佳、南方宇航、大连重工等厂家，其中 2024 年南高齿国内风电齿轮箱市占率预计有50%，德力佳仅次于南高齿市占率达 16%。

后续来看，国内二三线企业有望加快国产替代并加速出海，市占率有望实现提升。

风电主齿轮箱市场格局好，盈利能力较优。据德力佳招股书披露，其风电齿轮箱业务 22-24 年毛利率为 22.5%/23.2%/24.7%，整体在22%-25%左右，好于大部分风电零部件环节。