刀片背后的轴承：市场洞察

在中型风力涡轮机中，约有 8,000 个部件协同工作，将风的动能转换为我们所寻求的清洁电能。这些部件还包括几十个轴承，使这种转换平稳、高效、可靠。风力涡轮机的三个部分——主轴、变速箱和发电机——依靠轴承均匀分配负载，最大限度地减少摩擦和磨损，这对于涡轮叶片的无缝旋转和确保最佳能量生产至关重要。因此，可以肯定的是，随着全球风能容量的上升，风能轴承市场也将同步攀升。

优化输出：从叶片到变速箱

轴承是一种机械部件，用于通过使两个表面相互滚动而不是滑动来减少运动部件之间的摩擦。在风力涡轮机中，轴承有助于叶片、偏航系统和变速箱的平稳旋转。变速箱将低速主轴转换为高速发电机轴，是轴承最常用的应用，约占整个风能轴承市场的 56%。将涡轮叶片连接到变速箱的主轴是另一个重要的应用，其次是将机械能转化为电能的发电机。其他应用，如偏航和变桨，只占市场的一小部分。

考虑到恶劣的工作条件，例如风速变化、温度波动和高负荷，该行业投入了大量资源，以确保只有高度可靠的轴承才能在风力涡轮机中找到一席之地。2024 年 9 月，林多海上可再生能源中心 (LORC) 宣布其新的主轴承测试设施（位于丹麦奥登塞港）的基础已经奠定，该设施预计将于 2025 年投入运营。该设施所需的总投资约为 4300 万美元，其中近 1000 万美元由丹麦政府的 GreenLab 计划提供。该设施将允许制造商单独测试 25MW 风力涡轮机中使用的主轴轴承，而不是将其作为完整动力系统的一部分进行测试。

使用什么类型的轴承？

滚柱轴承和回转轴承是风力涡轮机中使用的主要轴承。滚柱轴承是一种使用不同种类的滚柱（如圆柱滚柱、锥形滚柱和球形滚柱）代替滚珠来减少摩擦的轴承。球面滚柱轴承和圆柱轴承与锥形轴承结合使用，用于变速箱、主轴和发电机等部件，因为它们可以承受比其他轴承类型更大的推力负载。回转轴承是外圈和内圈的组合，其中任何一个都有齿轮机构。风力涡轮机中的偏航和叶片应用使用回转轴承。就材料类型而言，金属轴承占据了约 85% 的市场份额（主要是钢，因为它们具有强度和高表面腐蚀抵抗力），非金属和混合材料占剩余的 15%。

风能容量增长：轴承的福音

世界各国政府都在努力实现雄心勃勃的气候目标。例如，根据中国“十四五”可再生能源规划，中国承诺到 2030 年将可再生能源发电能力提高到 1,200 千兆瓦，几乎是现有发电能力的两倍。同样，根据欧盟委员会的一份报告，欧盟打算到 2050 年将其风能总发电能力扩大到 430 千兆瓦。有趣的是，全球风能行业新增发电能力在 2023 年达到创纪录的 117 千兆瓦 (GW)，比 2022 年增长 50%。

除了可持续发展目标外，风能已被证明比传统的化石燃料能源生产更便宜。例如，美国使用煤炭的无补贴平准化能源成本为 68-166 美元，而陆上风能的成本仅为 24-75 美元。在技术方面，风力涡轮机的尺寸一直在增长。例如，根据美国能源效率和可再生能源办公室的数据，2013 年至 2023 年间，美国的轮毂高度增加了约 29%，转子直径增加了约 40%。该行业走上了这条道路，因为更大的转子直径使涡轮机可以扫过更大的区域，捕获更多的风，并产生更好的输出效率。由于这一点，加上其他技术进步，据报道，美国新安装的风力涡轮机的平均容量为 3.4 兆瓦，自 1998-99 年以来增长了 375%。此外，2010年至2022年间，全球陆上风电成本平均下降68%，海上风电成本下降59%。

这种气候目标和成本效益的结合导致对风能的投资增加和全球产能的扩张，并被证明是主要的增长动力，因为它直接推动了对包括轴承在内的风力涡轮机部件的需求。

当前和未来：

近年来，全球风能轴承市场持续增长。因此，2023 年市场规模达到 18.5 亿美元，预计 2024 年将达到 19.8 亿美元。从地区来看，亚太地区占据市场主导地位，主要国家包括中国、日本和印度。第二大地区是欧洲，主要国家包括德国、西班牙和英国。北美排名第三，主要国家包括美国，而世界其他地区则占据剩余的市场份额。